高中物理课时跟踪检测五波的形成和描述鲁科版选修3_4
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1.关于振动和波的关系,下列说法中正确的是()A.振动是波的成因,波是振动的传播,所以有振动必有波动B.振动是单个质点呈现的运动现象,波是许多质点联合起来呈现的运动现象C.波的传播速度就是质点振动速度D.波源停止振动时,波立即停止传播解析:选B.机械波的产生条件是有波源和介质.由于介质中的质点依次带动由近及远传播而形成波,所以选项A错误,选项B正确.波的传播速度是波形由波源向外伸展的速度,在均匀介质中其速度大小不变;而质点振动的速度大小和方向都随时间周期性地发生变化.选项C错误.波源一旦将振动传给了介质,振动就会在介质中向远处传播;当波源停止振动时,介质仍然传播波源振动的运动形式,不会随波源停止振动而停止传播,选项D错误.2.关于波的周期下列说法错误的是()A.质点的振动周期就是波源的周期B.波的周期是由波源驱动力的频率决定的C.波的周期与形成波的介质的密度有关D.经历整数个周期波形图重复出现,只是波峰向前移动了一段距离解析:选C.波的周期性是由质点振动的周期性决定的;波的周期等于波源驱动力的周期,与介质无关,故A、B选项的说法正确;C选项说法错误;D选项正是波的周期性的体现,故D的说法正确.3.对于机械波,关于公式v=λf的说法中,正确的是()A.v=λf适用于一切波B.由v=λf知,f增大,则波速v也增大C.v、λ、f三个量中,对同一列波来说,在不同介质中传播时保持不变的只有λD.由v=λf知,波长是4 m的声波为波长是2 m的声波传播速度的2倍解析:选A.公式v=λf适用于一切波,无论是机械波还是电磁波,A正确;机械波的波速仅由介质决定,与频率f、波长λ无关,所以B、D错误;对同一列波,其频率由振源决定,与介质无关,故C错误.4.(2010年高考浙江卷改编)在O点有一波源,t=0时刻开始向上振动,形成向右传播的一列横波.t1=4 s时,距离O点为3 m的A点第一次达到波峰;t2=7 s时,距离O点为4 m 的B点第一次达到波谷.则以下说法正确的是()A.该横波的波长为2 mB.该横波的周期为4 sC.该横波的波速为4 m/sD.距离O点为5 m的质点第一次开始向上振动的时刻为6 s末解析:选B.设波速为v,周期为T,由题意得:t1=3v+T4=4 st2=4v+34T=7 s由以上两式得:v=1 m/s,T=4 s,B项正确,C项错误,该波波长为λ=v T=4 m,A项错误;波传播5 m所用时间为t=sv=5 s,所以t=5 s时,距离O点为5 m的质点开始振动且振动方向向上,D项错误.5.(2011年武昌区高二期末)如图2-1-19甲所示是t=0时刻的波动图象,波动图上P 质点的振动图象如图乙所示,下述说法中正确的是()图2-1-19A.波的振幅是5 cm,周期是4 s,波长是2 mB.波沿x轴负方向传播C.这列波的速度是2 m/sD.P质点在t=0时刻的速度方向为负解析:选C.由图甲可知,波的振幅是5 cm,波长是4 m.由图乙可知波的周期是2 s,P质点在t=0时刻的速度方向为正,波沿x轴正方向传播,所以波速v=λT=2 m/s.故选项C正确.一、单项选择题1.关于机械波的形成,下列说法中正确的是()A.物体做机械振动,一定产生机械波B.后振动的质点总是跟着先振动的质点重复振动,只是时间落后一步C.参与振动的质点都有不相同的频率D.机械波是媒质随波迁移,也是振动能量的传递解析:选B.机械波的形成必须具备两个条件:振源和介质.只有物体做机械振动,而其周围没有传播这种振动的介质,远处的质点不可能振动起来形成机械波,故A选项错误.任何一个振动的质点都是一个波源带动它周围的质点振动,将振动传播开来,所以后一质点总是落后,但振动频率相同,故B选项正确,C选项错误.形成机械波的各振动质点只在平衡位置附近往复运动,并没有随波迁移,离振源远处的质点振动的能量,是通过各质点的传递从振源获得的,故D选项错误.2.区分横波和纵波的依据是()A.质点沿水平方向还是沿竖直方向振动B.波沿水平方向还是沿竖直方向传播C.质点的振动方向和波的传播方向是相互垂直的,还是在一条直线上D.波传播距离的远近解析:选C.本题考查的是横波与纵波的分类标准,初学者受教材中事例的影响,容易认为横波中质点振动方向只在竖直方向上,纵波中质点振动方向只在水平方向上.如果取一根弹簧竖直放置,下端固定,手持上端上下振动,就可以形成一列纵波向下传播,此时介质点在竖直方向上振动.横波与纵波在教材中唯一分类的标准是看质点的振动方向和波传播方向的关系,若互相垂直,为横波;若在一条直线上,为纵波.3.关于波长的下列说法中正确的是()A.机械振动在一个周期内传播的距离就是一个波长B.在波形图上位移相同的相邻两质点之间的距离等于一个波长C.在波形图上速度最大且相同的两质点间的距离等于一个波长D.在波形图上振动情况总是相同的两点间的距离等于一个波长解析:选A.机械振动在一个周期内向远处传播一个完整的波形,故A选项正确;由波形图可见,在一个完整波形上,位移相同的相邻质点之间的距离不一定等于一个波长,故B选项错误;速度最大且相同的质点,在波形图上是在平衡位置上,如果相邻,那么正好是一个完整波形的两个端点,所以C选项错误;振动情况总是相同的两点间的距离是波长λ的整数倍,故D选项错误.4.如图2-1-20所示,沿波的传播方向上有间距均为1 m的六个质点,a、b、c、d、e、f均静止在各自的平衡位置上.一列横波以1 m/s的速度水平向右传播,t=0时到达质点a,质点a开始由平衡位置向上运动,当t=1 s时,质点a第一次到达最高点,关于在4 s<t<5 s这段时间内各质点运动情况下列说法错误的是()图2-1-20A.质点c的加速度逐渐增大B.质点a的速度逐渐增大C.质点c向下运动D.质点f保持静止解析:选B.由t=1 s时,质点a第一次到达最高点知周期T=4 s,再由波速v=1 m/s知波长λ=v t=4 m,又知各质点相距1 m,故a与e相距一个波长,是振动步调完全相同的两个质点.在4 s<t<5 s这段时间内,a又离开平衡位置向最高点运动,受到的回复力越来越大,因而加速度逐渐增大,但速度越来越小,c质点与a质点振动步调相反,正从平衡位置向最低点运动,因而加速度逐渐增大,但速度越来越小.在4 s<t<5 s这段时间内,波传播的距离是4 m<x<5 m,波还没有传到质点f,f仍静止不动,所以选项A、C、D都正确,故选B项.5.(2011年南京高二期末)一列沿x轴正方向传播的横波,其振幅为A,波长为λ,某一时刻的波的图象如图2-1-21所示.在该时刻,某一质点的坐标为(λ,0),经过四分之一周期后,该质点的坐标为()图2-1-21A.1.25λ,0B.λ,AC.λ,-A D.1.25λ,A解析:选C.横波沿x轴正方向传播,前面的质点带动后面的质点,依次振动,所以该时刻坐标为(λ,0)的质点正沿y 轴方向运动,经过四分之一周期后该质点的坐标为(λ,-A ),选项C 正确.6.(2011年高考北京卷)介质中有一列简谐机械波传播,对于其中某个振动质点( )A .它的振动速度等于波的传播速度B .它的振动方向一定垂直于波的传播方向C .它在一个周期内走过的路程等于一个波长D .它的振动频率等于波源的振动频率解析:选D.简谐机械波传播时,质点做简谐运动,振动速度时刻发生变化,波的传播速度v =λT,这两个速度是不一样的,A 项错误.横波质点振动的方向与波传播的方向垂直,纵波质点振动的方向和波传播的方向在同一条直线上,B 项错误.质点振动时,一个周期内走过的路程等于振幅的四倍,C 项错误.波在传播的过程中,所有质点振动的频率都等于波源的频率,D 项正确.7.(2010年高考上海卷)如图2-1-22,一列简谐横波沿x 轴正方向传播,实线和虚线分别表示t 1=0和t 2=0.5 s(T >0.5 s)时的波形.能正确反映t 3=7.5 s 时波形的是( )图2-1-22图2-1-23 解析:选D.由题可知T 4=0.5 s ,T =2 s .t 3=7.5 s =334T ,再由特殊振动法可以确定D 选项正确.8.(2011年银川一中高二期中)图2-1-24甲所示为一列简谐横波在t=20 s时的波形图,图乙是这列波中P点的振动图线,那么该波的传播速度和传播方向是()图2-1-24A.v=25 cm/s,向左传播B.v=50 cm/s,向左传播C.v=25 cm/s,向右传播D.v=50 cm/s,向右传播解析:选B.由图可知λ=100 cm,T=2 s,所以v=λT=50 cm/s;t=20 s时P点振动方向与t=0时的相同,则在t=20 s时P点向y正方向运动,波向左传播,故选B项.9.(2011年衡水中学高二期末)一列简谐机械横波在x轴上传播,在距离小于一个波长的x=0与x=2 m处的两质点的振动图线分别如图2-1-25中实线与虚线所示.由此可以得出()图2-1-25A.该波的波长一定是4 mB.该波的周期一定是4 sC.该波的传播速度可能是0.4 m/sD .该波的传播速度可能是83m/s 解析:选B.由图可知两质点振动周期为4 s ,则波的周期是4 s ;两质点间距离可能是λ4或34λ,则波长可能是8 m 或83 m ;波速v =λT ,则波速可能是2 m/s 或23m/s.故B 项正确. 10.(2011年课标全国卷)振动周期为T 、振幅为A 、位于x =0点的波源从平衡位置沿y 轴正向开始做简谐运动.该波源产生的一维简谐横波沿x 轴正方向传播,波速为v ,传播过程中无能量损失.一段时间后,该振动传播至某质点P ,关于质点P 振动的说法正确的是( )A .振幅一定为AB .周期一定为TC .若P 点与波源距离s =v T ,则质点P 的位移与波源的相同D .以上说法都正确解析:选D.简谐运动的能量取决于其振动的振幅,由于波传播过程中无能量损失,故其振幅A 不变;械机波的周期等于各质点振动的周期;若P 点与波源距离s =v T ,则P 点与波源正好相距一个波长,故质点P 的位移与波源的相同,故选D.二、非选择题11.一列沿x 轴正方向传播的简谐波,在t =0时刻的波形图如图2-1-26所示,已知这列波的波速为10 m/s ,求:图2-1-26(1)再经过多少时间质点R 才能开始振动?(2)当R 开始振动时Q 点的位移为多少?解析:(1)因为波匀速传播,所以传到R 点所用时间为t =Δx v =9 m -5 m 10 m/s =0.4 s. (2)由图知波长为λ=4 m ,又因为波速v =10 m/s ,所以T =λv =0.4 s ,Q 点应从图示时刻又经过了一个全振动,故Q 点应回到原位置(平衡位置),即波传到R 时Q 点的位移为0.答案:(1)0.4 s (2)012. 图2-1-27中实线是一简谐波在t =0时的波形图象,虚线是该波在t =0.5 s 时的波形图象.试求:图2-1-27(1)该波的传播速度;(2)若波沿x 轴负方向传播,它的最小频率;(3)如果波速是26 m/s ,波传播的方向. 解析:(1)由图可知,波长λ=4 m ,若波向右传播,两波形相距(n +14)个波长,即它们相差的时间Δt =0.5 s =(n +14)T (n =0,1,2…), 其周期为T = 2.04n +1s(n =0,1,2…), 波速为v =λT=2(4n +1) m/s(n =0,1,2…), 若波向左传播,两波形相距(n +34)个波长, 则Δt =0.5 s =(n +34)T (n =0,1,2…), 所以T = 2.04n +3s(n =0,1,2,…), v =λT=2(4n +3) m/s(n =0,1,2,…)' (2)由(1)问知,波向左传播时,T = 2.04n +3s(n =0,1,2,…), 频率f =1T =4n +32.0Hz 当n =0时,频率最小,其值f min =1.5 Hz ;(3)Δx =v Δt =26×0.5 m =13 m =(3λ+1) m ,故波沿x 轴正方向传播.答案:(1)向右传播波速v =2(4n +1) m/s(n =0,1,2,…),向左传播波速v =2(4n +3) m/s(n =0,1,2…)(2)1.5 Hz (3)沿x 轴正方向传播。
高中物理第2章机械波第1节波的形成和描述自我小测鲁科版选修3-4 编辑整理:尊敬的读者朋友们:这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望(高中物理第2章机械波第1节波的形成和描述自我小测鲁科版选修3-4)的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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波的形成和描述1.下列关于波长的说法中正确的是( )A.机械振动在一个周期内传播的距离就是一个波长B.在波形曲线上,位移相同的、相邻两质点之间的距离等于一个波长C.在波形曲线上,速度最大且相同的相邻两质点之间的距离等于一个波长D.在波形曲线上,振动情况总是相同的两质点之间的距离等于一个波长2.关于横波和纵波,下列说法正确的是()A.质点的振动方向和波的传播方向垂直的波叫横波B.质点的振动方向跟波的传播方向在同一直线上的波叫纵波C.横波有波峰和波谷,纵波有密部和疏部D.地震波是横波,声波是纵波3.如图是一列简谐横波在某时刻的波形图,已知图中b位置的质点起振时间比a位置的质点晚0.5 s,b和c之间的距离是5 m,则此列波的波长和频率应分别为()A.5 m,1 Hz B.10 m,2 HzC.5 m,2 Hz D.10 m,1 Hz4.一列波在介质中向某一方向传播,如图为此波在某一时刻的波形图,并且此时振动还只发生在M、N之间,已知此波的周期为T,Q质点速度方向在波形图中是向下的,下面说法中正确的是()A.波源是M,由波源起振开始计时,P点已经振动时间TB.波源是N,由波源起振开始计时,P点已经振动时间错误!C.波源是N,由波源起振开始计时,P点已经振动时间错误!D.波源是M,由波源起振开始计时,P点已经振动时间错误!5.如图是一列简谐波在某一时刻的波形图象.下列说法中正确的是()A .质点A 、C 、E 、G 、I 在振动过程中位移总是相同B .质点B 、F 在振动过程中位移总是相同C .质点D 、H 的平衡位置间的距离是一个波长D .质点A 、I 在振动过程中位移总是相同,它们的平衡位置间的距离是一个波长6.一列简谐横波沿x 轴传播,周期为T ,t =0时刻的波形如图所示。
鲁科版高三物理选修3《波的形成和描述》教案及教学反思一、教学目标1.理解波的基本概念和波的分类。
2.掌握波的特性和传播规律。
3.掌握波的产生、传播、传递能量和测量等基本方法和技能。
4.了解波的应用和物理学领域中的一些前沿研究。
二、教学重难点1.波的产生和传播规律。
2.波的特性、测量和分析。
3.波的应用和前沿研究。
三、教学过程3.1 导入(5分钟)教师可以请一名学生拍手,然后询问:你们觉得这是什么声音?这是哪种声音?为什么?3.2 讲解(40分钟)1.波的基本概念和波的分类(10分钟)•介绍波的基本概念,例如波动的物理量、波的分类、波长、频率等。
•解释波的分类,例如机械波、电磁波、横波、纵波等。
•通过实例让学生理解波的概念和分类。
2.波的特性和传播规律(15分钟)•介绍波的特性,例如波的反射、折射、干涉、衍射等特性。
•解释波的传播规律,例如弦上波的拉力、密度、波速和波长之间的关系等。
•列举一些实例来帮助学生理解波的特性和传播规律。
3.波的产生、传播、传递能量和测量等基本方法和技能(15分钟)•介绍波的产生方法,例如弹簧振子、光源震动等方法。
•解释波的传播方法和传递能量,例如机械波的纵波和横波、波速和质点振动等。
•介绍波的测量方法,例如利用光电传感器和示波器实现波的测量。
•通过实验让学生体验波的产生、传播、传递能量和测量等基本方法和技能。
4.波的应用和物理学领域中的一些前沿研究(10分钟)•介绍波的应用,例如声波的传播、地震波的探测等。
•解释物理学领域中的一些前沿研究,例如引力波的探测、激发等。
•带学生了解波的应用和物理学领域中的一些前沿研究。
3.3 练习(30分钟)1.在黑板上出示一幅图,让学生根据图画出波的变化过程。
2.分组进行实验,了解波的产生、传播和测量方法。
3.课堂小测验,了解学生掌握情况。
3.4 总结(5分钟)1.对课程内容进行总结。
2.与学生进行互动交流,提高学生的参与度和思考能力。
四、教学反思本节课是在鲁科版高三物理选修3中的《波的形成和描述》单元进行的教学,主要目的是让学生能够理解波的基本概念、掌握波的特性和传播规律、了解波的产生、传播、传递能量和测量等基本方法和技能,并能够了解波在物理学领域中的一些前沿研究和应用。
2017-2018学年度鲁科版选修3-4� 2.1波的形成和描述作业(1)1.在xOy平面内有一列沿x轴正方向传播的简谐横波,波速为2 m/s,振幅为A。
M、N 是平衡位置相距2 m的两个质点,如图所示。
在t=0时,M通过其平衡位置沿y轴正方向运动,N位于其平衡位置上方最大位移处。
已知该波的周期大于1 s。
则( )A. 该波的周期为sB. 在t=s时,N的速度一定为2 m/sC. 从t=0到t=1 s,M向右移动了2 mD. 从t=s到t=s,M的动能逐渐增大2.一列简谐横波沿直线传播,该直线上平衡位置相距6m的a、b两质点的振动图象如图所示.由图可知()A. 该波的振幅为8mB. 该波一定由a传至bC. 该波的传播速度可能为2m/sD. 该波的波长为8m3.图所示为一列沿着x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图。
已知这列波的波速v=5.0m/s。
下列说法正确的是()A. 这列波的频率f=1.0HzB. 经过一个周期,x=0.5m处的质点沿着x轴正向运动的距离为1.0mC. 在t=0到t1=0.4s时间内,x=0.5m处的质点通过的路程是20cmD. 在t=0时刻,x=0.5m处的质点正在沿着y轴负方向运动4.如图所示,两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播,两波源分别位于x=-0.2 m和x=1.2 m处,两列波的速度均为v=0.2 m/s,两波源的振幅均为A=2 cm.图示为t=0时刻两列波的图像(传播方向如图所示),此时平衡位置处于x=0.2 m和x=0.8 m的P,Q两质点刚开始振动.质点M的平衡位置处于x=0.5 m处,关于各质点运动情况下列判断不正确的是( )A. 质点P的起振方向沿y轴负方向B. t=1.5 s时刻,质点P运动到M点C. t=1.5 s时刻,质点M开始振动D. t=3 s时刻,质点M的位移为4 cm5.简谐横波在同一均匀介质中沿x轴正方向传播,波速为v。
若某时刻在波的传播方向上,位于平衡位置的两质点a、b相距为d,a、b之间只存在一个波谷。
课时跟踪检测(六) 波的反射和折射(时间:30分钟满分:50分)一、选择题(共6小题,每小题5分,共30分,每小题只有一个选项正确。
)1.下列说法正确的是( )A.声波的反射遵从与光波反射类似的反射定律B.声波发生折射时,频率、波长、波速均要改变C.声波是横波D.一个剧院满座时交响乐混响时间比空座时长2.在室内讲话的声音比在室外空旷处讲话的声音要洪亮,是因为( )A.室内空气不流动B.室内声音多次反射C.室内声音发生折射 D.室内物体会吸收声音3.图1中1、2、3分别代表入射波、反射波、折射波的波线,则( )图1A.2与1的波长、频率相等,波速不等B.2与1的波速、频率相等,波长不等C.3与1的波速、频率、波长均相等D.3与1的频率相等,波速、波长均不等4.图2是一列机械波从一种介质进入另一种介质中发生的现象。
已知波在介质Ⅰ中的波速为v1,波在介质Ⅱ中的波速为v2,则v1∶v2为( )图2A.1∶ 2 B.2∶1C.3∶ 2D.2∶ 35.一个圆弧形的海湾,人不论站在海湾的哪个方位,都会看到海浪向岸边传来(所谓“惊涛拍岸”),下面的解释中正确的是( )A.这说明海边的风都是海湾中心向岸边吹来的B.这说明海浪是从海湾中心发出而向四周传播的C .这是由于靠近海边处海水逐渐变浅,海浪向岸边传播过程中,不断发生折射而造成的D .这是由于海浪从岸边反射回来的波与原来的波叠加而形成的6. “B 超”可用于探测人体内脏的病变状况。
图3是超声波从肝脏表面入射,经折射与反射,最后从肝脏表面射出的示意图。
超声波在进入肝脏发生折射时遵循的规律与光的折射规律类似,可表述为sin θ1sin θ2=v 1v 2(式中θ1是入射角,θ2是折射角,v 1、v 2分别是超声波在肝外和肝内的传播速度),超声波在肿瘤表面发生反射时遵循的规律与光的反射规律相同。
已知v 2=0.9v 1,入射点与出射点之间的距离是d ,入射角为i ,肿瘤的反射面恰好与肝脏表面平行,则肿瘤离肝脏表面的深度h 为( )图3A.9d sin i2100-81 sin 2i B.d 81-100 sin 2i 10 sin iC.d 81-100 sin 2i 20 sin iD.d 100-81 sin 2i 18 sin i 二、非选择题(共2小题,共20分)7.(10分)一声波在空气中的波长为25 cm ,速度为340 m/s ,当折射入另一种介质时,波长变为80 cm ,求:(1)声波在这种介质中的频率;(2)声波在这种介质中的传播速度。
第二章第1节波的形成和描述【目标导学】:学习目标:1. 知道直线上机械波的形成过程;2.知道什么是横波的波峰和波谷;什么是纵波的密部和疏部;3. 知道波在传播运动形式的同时也传递了能量。
学习重点:机械波的形成过程及传播规律。
学习难点:机械波的形成过程及传播规律。
【课前预习】1.观察水波是怎样形成的?波传播时水面上漂浮物是否随波传播?2.举出几个有关波的例子?3.看书完成下列问题(1)叫波,形成波的条件是、。
(2)叫横波,叫波峰,叫波谷叫纵波,叫蔬部,叫密部;横波和纵波的区别是(你能理解“振动方向”和“波的传播方向”吗?)4.你能看出波传播中质点作什么运动?相邻质点运动有什么区别?【新课教学】一、波的形成和传播演示:将丝带一端用手指按在桌面上,手持另一端沿水平桌面抖动,在丝带上产生一列凹凸相间的波向另一端传播。
拨动水平悬挂的柔软长弹簧一端,产生一列疏密相间的波沿弹簧传播。
请用手敲击桌面,听到声音,这是声波在空气中传播(虽然看不到波形,但它客观存在)。
思考波产生的条件:①、②。
波是怎样形成的呢?为什么会有不同的波形?波传播的是什么呢?二、演示实验:观察波动演示器上凹凸相间的波演示屏上的质点排成一条水平线(表示各质点都处在平衡位置)观察思考以下问题:1、各个质点振动的先后顺序后面的质点总比前面的质点开始振动的时刻_______。
2、各质点的振动沿________ 方向,波的传播沿_______ 方向,质点振动方向与波的传播方向_______ 。
3、质点是否沿波的传播方向迁移?_______ 。
4、波是形成的。
5、这种波振动方向与波的传播方向叫做横波,在横波中凸起的最高处叫做波峰,凹下的最低处叫做波谷。
观察弹簧上产生的疏密相间的波。
拨动水平悬挂的柔软长弹簧(在某一位置系一根红布条一端),产生一列波沿弹簧传播。
观察思考以下问题1、红布条是否随波迁移?________说明了什么?_____________ 。
最新鲁科版选修(3-4)第1节《波的形成和描述》教案形成和传播教学目标(一)知识目标1、知道直线上机械波的形成过程.2、知道什么是横波,知道波峰和波谷;知道什么是纵波,知道疏部和密部.3、知道"机械振动在介质中的传播,形成机械波".知道波在传播运动形成的同时也传递了能量.4、通过学习使学生能明白用语言交流是利用声波传递信息等生活中的机械波.(二)能力目标培养学生对现象的观察能力以及对科学的探究精神.教学重点机械波的形成过程及描述教学难点机械波的形成过程及描述教学用具1、演示绳波的形成的长绳;2、横波、纵波演示仪;教学步骤引入新课我们已学习过机械振动,它是描述单个质点的运动形式,这一节课我们来学习由大量质点构成的弹性媒质整体的一种运动形式——机械波。
1、机械波的产生条件是什么?演示——水波:教师用幻灯机做实验:使平静的水面振动,会看到水面上一圈圈起伏不平的波纹逐渐向四周传播出去,形成水波。
演示——绳波:用手握住绳子的一端上下抖动,就会看到凸凹相间的波向绳的另一端传播出去,形成绳波。
以上两种波都可以叫做机械波。
教师提问:水波离开水能看到上面的现象吗?绳波离开绳行吗?学生回答:不行。
教师提问:当振动停止后我们又看到了什么现象?学生回答:传出去的仍然在传播,以后水(绳)都静止不动了。
请学生总结:(教师可引导)(1)机械波的概念:机械振动在介质中的传播就形成机械波(2)机械波的产生条件:振源和介质。
振源——产生机械振动的物质,如在绳波中的手的不停抖动就是振源。
介质——传播振动的媒质,如绳子、水。
2、机械波的形成过程(用课件把绳波的运动展示)(1)介质模型:把介质看成由无数个质点弹性连接而成,可以想象为(图1所示)(2)机械波的形成过程:由于相邻质点间力的作用,当介质中某一质点发生振动时,就会带动周围的质点振动起来,从而使振动向远处传播。
例如:图2表示绳上一列波的形成过程。
图中1到18各小点代表绳上的一排质点,质点间有弹力联系着。
波的形成和描述同步测试
.下列关于机械波的说法正确的是()
()有机械振动就有机械波
()有机械波就一定有机械振动
()机械波是机械振动在介质中的传播过程,它是传递能量的一种方式
()没有机械波就没有机械振动
.一列波由波源向周围扩展开去,由此可知()
()介质中各质点由近及远地传播开去
()介质质点的振动形式由近及远传播开去
()介质质点振动的能量由近及远传播开去
()介质质点只是振动而没有迁移
.关于横波与纵波,下列说法中不正确的是()
()机械波可分为横波和纵波
()横波与纵波在固体、液体、气体中都能传播
()在纵波中,质点在疏部中心位移为零
()在横波中,质点在波谷时动能最小
.下列说法正确的是()
()质点的振动方向总是垂直于波的传播方向
()波动过程是质点由近及远的传播过程
()如果振源停止振动,在介质中传播的波动也就立即停止
()波不但能够传递能量,而且可以传递信息
.如图所示是沿绳向右传出的一列横波。
在图上画出各质点的振动速度方向,并回答下列问题:
()速度最大的点是、;
()第点所在的位置是波的。
.为一弹性绳,设法在绳上传播一个脉冲的波,如图所示,当波从向传播时,绳上质点开始起振时,质点振动的速度方向是向;当波从向传播时,绳上质点开始起振时,质点振动的速度方向是向(填“上”或“下”)
参考答案
.、.、、..
.(),()波峰
.下,上。
第一节波的形成和描述三维教学目标1、知识与技能<1)知道直线上机械波的形成过程;<2)知道什么是横波,波峰和波谷;<3)知道什么是纵波,密部和疏部;<4)知道“机械振动在介质中传播,形成机械波”,知道波在传播运动形式的同时也传递了能量。
<5)知道波的图象,知道横、纵坐标各表示什么物理量,知道什么是简谐波;<6)知道什么是波的图象,能在简谐波的图象中读出质点振动的振幅;<7)根据某一时刻的波的图象和波的传播方向,能画出下一时刻和前一时刻的波的图象,并能指出图象中各个质点在该时刻的振动方向;O4xrVTwH36<8)了解波的图象的物理意义,能区别简谐波与简谐运动两者的图象。
2、过程与方法:通过实验演示、观察、分析,培养学生进行科学探索的能力。
从而,培养学生的空间想象能力和思维能力。
O4xrVTwH363、情感他、态度与价值观:教学重点:机械波的形成过程及传播规律及波的图象认识及画波形图。
教学难点:机械波的形成过程及传播规律及波的图象的物理意义教学方法:实验探索和计算机辅助教学。
教学教具:丝带、波动演示箱、水平悬挂的长弹簧、音叉、波动演示仪<-)引入新课演示:抖动丝带的一端,产生一列凹凸相间的波在丝带上传播,在这个简单的例子中,我们接触到一种广泛存在的运动形式——波动,请同学们再举出几个有关波的例子。
<水波、声波、无线电波、光波。
) O4xrVTwH36水波、声波、地震波都是机械波,无线电波、光波都是电磁波。
这一章我们学习机械波的知识,以后还会学习电磁波的知识。
O4xrVTwH36<二)进行新课现在学习第一节,波的形成和传播。
1、波的形成和传播演示:拨动水平悬挂的柔软长弹簧一端,产生一列疏密相间的波沿弹簧传播;演示:敲击音叉,听到声音,这是声波在空气中传播<指明,虽然眼睛看不到波形,但它客观存在,也是疏密相间的波形)O4xrVTwH36<1)波产生的条件:波源;介质。
课时跟踪检测(五) 波的形成和描述
(时间:30分钟满分:50分)
一、选择题(共6小题,每小题5分,共30分,每小题只有一个选项正确。
)
1.关于振动和波的关系,下列说法正确的是( )
A.有机械波必有振动
B.有机械振动必有波
C.离波源远的质点振动周期长
D.波源停止振动时,介质中的波动立即停止
2. 介质中有一列简谐机械波传播,对于其中某个振动质点( )
A.它的振动速度等于波的传播速度
B.它的振动方向一定垂直于波的传播方向
C.它在一个周期内走过的路程等于一个波长
D.它的振动频率等于波源的振动频率
3.(北京高考)一简谐机械横波沿x轴正方向传播,波长为λ,周期为T。
t=0时刻的波形如图1甲所示,a、b是波上的两个质点。
图乙是波上某一质点的振动图像。
下列说法中正确的是( )
图1
A.t=0时质点a的速度比质点b的大
B.t=0时质点a的加速度比质点b的小
C.图乙可以表示质点a的振动
D.图乙可以表示质点b的振动
4.(上海高考)一列横波沿水平绳传播,绳的一端在t=0时开始做周期为T的简谐运动,经过时间t(3T/4<t<T),绳上某点位于平衡位置上方的最大位移处。
则在2t时,该点位于平衡位置的( )
A.上方,且向上运动B.上方,且向下运动
C.下方,且向上运动 D.下方,且向下运动
5.(浙江高考)用手握住较长软绳的一端连续上下抖动,形成一列简谐横波。
某一时刻的波形如图2所示。
绳上a、b两质点均处于波峰位置。
下列说法正确的是( )
A.a、b两点之间的距离为半个波长
B.a、b两点振动开始时刻相差半个周期
C.b点完成全振动次数比a点多一次
D.b点完成全振动次数比a点少一次
6.(福建高考)如图3,t=0时刻,波源在坐标原点从平衡位置沿y轴正向开始振动,振动周期为0.4 s,在同一均匀介质中形成沿x轴正、负两方向传播的简谐横波。
下图中能够正确表示t=0.6 s时波形的图是( )
图3
二、非选择题(共2小题,共20分)
7.(8分)(重庆高考)一竖直悬挂的弹簧振子,下端装有一记录笔,在竖直面内放置有一记录纸。
当振子上下振动时,以速率v水平向左匀速拉动记录纸,记录笔在纸上留下如图4所示的图像。
y1、y2、x0、2x0为纸上印迹的位置坐标。
由此图求振动的周期和振幅。
图4
8.(12分)如图5所示,甲为某一波在t=1.0 s时的图像,乙为参与该波动的P质点的振动图像,波速为4 m/s,求:
(1)说出两图中AA ′的意义。
(2)说出甲图中OA ′B 图线的意义。
(3)在甲图中画出再经3.5 s 时的波形图。
(4)求再经过3.5 s 时P 质点的路程s 和位移。
答 案
1.解析:选A 一个质点的振动会带动邻近质点的振动,使振动这种运动形式向外传播出去而形成机械波,但在缺少介质的情况下,波动现象就无法发生,故A 对,B 错;波动形成以后,各质点的振动都先后重复波源的振动,故各质点的振动周期是一样的,C 错;大量质点的振动所形成的波动不会因波源的停上振动而立即消失,因为能量不会无缘无故地消失,故D 错。
2.解析:选D 波在同一种介质中传播时速度恒定,而质点的振动是变速运动,A 项错误;纵波的传播方向与质点的振动方向平行,B 项错误;质点在一个周期内走过的路程为振幅的4倍,与波长无关,C 项错误;由于质点做的是受迫振动,因此它的振动频率与波源的振动频率相同,D 项正确。
3.解析:选D 根据题图甲所示的波动图像,由于波沿x 轴正方向传播,t =0时刻a 点速度为零,b 点速度最大,即t =0时刻质点a 的速度比质点b 的速度小,选项A 错误。
由于t =0时刻质点a 位移最大,所受回复力最大,加速度最大,质点b 处于平衡位置,位移为零,回复力为零,加速度为零,所以t =0时刻质点a 的加速度比质点b 的大,选项B 错误。
根据题图甲所示的波动图像,由于波沿x 轴正方向传播,t =0时刻,质点a 从正的最大位移处向下运动,质点b 从平衡位置向下运动,所以题图乙可以表示质点b 的振动,选项C 错误,D 正确。
4.解析:选A 由题可知,34
T <t <T ,所以平衡位置上方的最大位移处质点再运动t 时间到2t 时刻。
该质点应在平衡位置上方,且向上运动,故只有A 项正确。
5.解析:选D 由题图知a 、b 两点之间的距离为一个波长,a 、b 两点振动开始时刻相差一个周期,知选项A 、B 错误;由波是向右传播的,知选项C 错误,D 正确。
6.解析:选C 介质中各质点开始振动的方向与振源起振的方向相同,C 正确,A 、B 、D 错误。
7.解析:由图像可知,振子在一个周期内沿x 方向的位移为2x 0,水平速度为v ,故周期T =2x 0v ;又由图像知2A =y 1-y 2,故振幅A =y 1-y 22。
答案:周期为2x 0v 振幅为y 1-y 22
8.解析:(1)甲图中AA ′表示A 质点的振幅或1.0 s 时x =1.0 m 的质点的位移大小为0.2 m ,方向为负;乙图中AA ′表示P 质点的振幅,也代表P 质点在0.25 s 内的位移大小为0.2 m ,方向为负。
(2)甲图中OA ′B 段图线表示O 到B 之间所有质点在1.0 s 时的位移,方向均为负。
由乙图看出P 质点在1.0 s 时向-y 方向振动,所以甲图中波向左传播,则OA ′间各质点正向远离平衡位置方向振动,A ′B 间各质点正向靠近平衡位置方向振动。
(3)传播距离:Δx =v ·Δt =4×3.5 m=14 m =(3+12
)×4 m,所以只需将波形向x 轴负向平移2 m 即可,如图所示。
(4)求路程:因为n =Δt T /2=3.51/2
=7 所以路程s =2An =2×0.2×7 m=2.8 m
求位移:由于波动的重复性,经历时间为周期的整数倍时,位移不变,所以只需考查从图示时刻P 质点经T /2时的位移即可,所以经3.5 s 质点P 的位移仍为0。
答案:(1)甲图中的AA ′表示A 质点的振幅,乙图中的AA ′表示质点P 的振幅。
(2)甲图中OA ′B 图线表示O 到B 之间所有质点在1.0 s 时的位移情况。
(3)如解析图所示
(4)2.8 m 0。