12.1波的 形成和传播

12.1波的形成和传播学习目标1．知道直线上波的形成过程.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．理解什么是机械波，确认波是传播振动形式和传递能量的一种方式.情境导入地震波既有横波，也有纵波.当地时间2011年3月11日日本本洲岛发生9级大地震，伤亡惨重.你能想象在这次地震中，位于震源正上方的建筑物，在纵波和横波分别传来时的振动情况吗？为什么？自主学习1．波的形成与传播(1)波的形成：当手握绳端上下振动时，绳端________相邻质点，使它也上下振动.这个质点又________更远一些的质点……绳子上的质点都很快________起来，只是后面的质点总比前面的质点迟一些开始振动.(2)波的传播：绳端这种上下振动的状态沿绳子传出去.因此说波传播的是____这种运动形式.2．横波和纵波(1)横波：质点的振动方向和波的传播方向相互______的波.①波峰：在横波中，凸起的______叫做波峰.②波谷：凹下的______叫做波谷.(2)纵波：质点的振动方向和波的传播方向在____直线上的波.①密部：在纵波中，质点分布最密的位置.②疏部：质点分布最疏的位置.3．机械波(1)________振动在________中的传播，形成了机械波.波借以传播的物质叫做________.(2)介质中有机械波传播时，介质本身并不随波一起传播，因此说它传播的只是________这种运动形式.思考：固体、液体、气体都能传播纵波和横波吗？(1)介质中本来静止的质点，随波的传来而发生振动，可见波是传递____的一种方式.(2)波不但能传递能量，而且可以传递信息.重难突破一、机械波都有哪些特点？1．机械波的形成过程实际上是离波源较近的前面的质点的振动带动着离波源较远的后面的质点的振动，后面质点的振动重复着前面质点的振动，并且后面质点的振动总是滞后于前面质点的振动.可以归纳为三个词，即：带动、重复、滞后.2．机械波传播的是振动形式、能量和信息，介质中各质点本身并不随波的传播而迁移，而是在自己的平衡位置附近振动.3．由于波的形成实际上是从波源开始依次带动介质中的各个质点参与振动，所以各个质点都在做受迫振动.因此各质点振动的周期(频率)与波源的周期(频率)相同.4．在不考虑能量损失时，各质点振动的振幅相同；各质点刚开始振动的方向(起振方向)，都与波源开始振动的方向相同.提醒振动质点只是在自己的平衡位置附近振动，并没有随波向外迁移，也就是没有“随波逐流”.二、“带动看齐”法分析质点的振动方向在波的传播中，靠近波源的质点带动后面的质点运动，离波源远的质点追随离波源近的质点.用“带动看齐”的思路可分析各个质点的振动方向.方法：在质点P靠近波源一方附近的图象上另找一点P′，若P′在P上方，则P向上运动，若P′在P下方，则P向下运动，如图所示.三、波动和振动的区别与联系1．区别(1)研究对象不同——振动是单个质点在平衡位置附近的往复运动，是单个质点的“个体行为”；波动是振动在介质中的传播，是介质中彼此相连的大量质点将波源的振动传播的“群体行为”.(2)力的来源不同——产生振动的回复力，可以由作用在物体上的各种性质的力提供；而引起波动的力，则总是联系介质中各质点的弹力.(3)运动性质不同——振动是质点的变加速运动；而波动是匀速直线运动，传播距离与时间成正比.2．联系(1)振动是波动的原因，波动是振动的结果；有波动必然有振动，有振动不一定有波动. (2)波动的性质、频率和振幅与振源相同. 提醒振动是从个体的角度分析组成介质的无数质点的运动形式，而这种振动形式的传播使得各质点依次振动，产生位移不同的情形，从而使我们看到了诸多个体所形成的群体行为，即机械波.典例分析类型一 机械波的形成例1. 如图所示为沿水平方向的介质中的部分质点，每相邻两质点间距离相等，其中O 为波源.设波源的振动周期为T ，自波源通过平衡位置竖直向下振动时开始计时，经过T4，质点1开始起振，则下列关于各质点的振动和介质中的波的说法中正确的是（ ）A ．介质中所有质点的起振方向都是竖直向下的，但图中质点9起振最晚B ．图中所有质点的起振时间都是相同的，起振的位置和起振的方向是不同的C ．图中质点8的振动完全重复质点7的振动，只是质点8振动时，通过平衡位置或最大位移的时间总是比质点7通过相同位置时落后T4D ．只要图中所有质点都已振动了，质点1与质点9的振动步调就完全一致，但如果质点1发生的是第100次振动，则质点9发生的就是第98次振动类型二 振动和波的关系例2. 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的速度D ．波源停止振动时，波立即停止传播 自主练习1.关于机械波，下列说法中正确的是（ ） A ．各质点都在各自的平衡位置附近振动 B ．相邻质点间必有相互作用力C．前一质点的振动带动相邻的后一质点振动，后一质点的振动必定落后于前一质点D．各质点也随波的传播而迁移2.关于机械波和机械振动的关系，下列说法中正确的是（）A．有机械振动就有机械波B．有机械波就一定有机械振动C．机械波中各质点的振动频率相同D．机械波在传播过程中介质中的各质点是同时开始振动的3.关于机械波的下列说法中，错误的是（）A．波的产生需要有波源和介质B．波动过程是能量由近及远向外传播的过程C．声波是横波，绳波是纵波D．地震波中既有横波，也有纵波4.区分横波与纵波的依据是（）A．沿水平方向传播的叫做横波B．质点振动的方向与波传播的远近C．质点振动的方向与波传播的方向D．质点振动的快慢【参考答案】情境导入提示：地震波是地震发生时由震源地方的岩石破裂产生的弹性波，它可在地球内部和地球表面传播.地震时，同时从震源发出两种类型的地震波：纵波、横波.纵波速度比横波速度大，所以地震时，人们先感到上下颠，然后水平晃.横波的振动很强烈，它是引起建筑物破坏的主要原因.自主学习答案：1．(1)带动 带动 振动 (2)振动 2．(1)垂直 最高处 最低处 (2)同一 3．(1)机械 介质 介质 (2)振动 思考提示：(1)气体、液体、固体都能传播纵波，但气体不能传播横波.因为气体不能发生剪切形变，无法传播横波.(2)能量典例分析例1. 解析：据波的传播特点知，波传播过程中各质点的振动总是重复波源的振动，所以起振方向相同，都是竖直向下，但从时间上来说，起振依次落后T4的时间，所以选项A 、C 正确，B 错误.由题意知，质点9比质点1应晚起振两个周期，所以当所有质点都起振后，质点1与质点9步调完全一致，所以选项D 正确.答案：ACD题后反思：理解波的形成和传播，介质中的每个质点都是重复振源的运动，只是滞后了. 例2. 解析：机械波的产生条件是有波源和介质.介质中的质点被波源由近及远依次带动传播而形成波，所以选项A 、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；而质点振动的速度和方向都随时间周期性地发生变化，所以选项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，即使波源停止振动，波也继续向前传播，所以选项D 错误.答案：AB 自主练习1．ABC 振源的振动使其周围质点依次振动，之所以能依次振动下去，就是依靠了相邻质点间的相互作用力；沿波的传播方向，后一质点的振动必滞后于前一质点的振动；质点只在平衡位置附近振动，并不随波迁移.2．BC 3.C 4.C。

第十二章机械波本章教材的分析：本章是上一章教学内容的拓展和延伸。

机械振动只是讨论物体的运动状态随时间的变化，而波动讨论的是振动在空间介质中的传播。

本章着重介绍了有关波的共性知识，也是以后学习光学和电磁波的重要基础。

聪明的你一定可以学会的，你先看一遍标题看看这一章可以分几个单元？1.波的形成和传播设计者：巩勇刚审定人：周密军【学习目标】：1.通过观察和分析，认识波在直线上的形成过程和机械波的形成条件。

2.理解什么是机械波，知道波在传播振动的同时也传播能量和信息3.能区分横波和纵波，知道什么是波峰和波谷、密部和疏部。

4.培养学生对实验的观察、分析和归纳能力.【学习重点】：1.认识机械波在直线上的形成过程2. 机械波的形成条件【教学难点】：认识机械波在直线上的形成过程【学习方法】：演示实验法，分组实验法，讨论法，展示法；通过演示和表演弄清横波和纵波的形成和传播过程，在形象思维的基础上运用用抽象思维建立波的模型并进行分析推理，归纳总结。

【教具】：纵波演示仪、横波演示仪、柔软长绳《波的形成和传播》问题导读——评价单【内容回顾】：上一章我们学习了一种运动“简谐运动”和一个特例“单摆”。

你还可以想起我们学习了什么内容吗？我相信你应该可以回忆起来的。

简单写一下吧，比一比，看谁写的好，小组长检查评价。

【新课导读】：一、机械波的形成阅读课本23页的内容，了解什么是波动，并用绳子演示和体会波的形成过程，试试你们小组能不能上台展示演示实验并做出讲解。

认真阅读24页，再次体会波动形成过程，观察右侧图总结各质点间运动的关系。

做一做：学术助理组织学生表演“波浪”。

每组出2到3名同学，认真体会和观察波的形成。

用自己的话写出来波是如何形成的：。

二、横波和纵波阅读课本25页的内容，观察横波和纵波演示仪，回答下列问题。

1、横波的定义：。

在横波中，叫波峰，叫波谷。

2、纵波的定义：。

在纵波中，叫密部，叫疏部。

3、声波属于波，绳波属于波。

12.1波的形成和传播学习目标1、知道机械波的形成过程。

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、知道波在传播运动形式的同时也传递了能量。

同时波还能传递信息等。

学习重点、难点重点：机械波的形成过程及描述。

难点：机械波的形成过程及描述。

学习过程：一、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。

二、波的形成和传播1、生活中的实例：①带操表演中的运动员手持细棒抖动彩带一端，彩带随波浪翻卷。

②绳子一端固定，手拿另一端水平拉直，上下抖动。

③水波。

思考：绳波中手做什么运动？绳端做什么运动？绳上各点是否同时开始运动？为什么绳上各点都能动起来？如果在绳子上系一小红绳，红绳在波传播过程中怎样运动？它是否随着波向绳的另一端移动？2、总结什么是机械波？机械波形成的条件是什么？（1）机械波的概念： 。

（2）机械波的产生条件： 。

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。

说明：由简谐运动形成的机械波又称简谐波。

3、机械波的形成过程 右图为绳波形成的示意图，选出部分质点，“1”号质点为振源，认真观察绳波的形成过程，回答下列问题。

①各质点的“起振”（开始振动）方向与振源的起振方向有何关系？是否同时起振？ ②各质点的振动形式与振源的振动形式有何关系？③形成的机械波如何传播？波的传播方向与各质点的振动方向是否一回事？各质点是否随T 41T 21T 43T T 45“迁移”？④机械波在传播过程中传播了什么？⑤波在传播过程中还有何特点？三、波的种类：阅读课文完成下列问题：①横波的定义： 如绳波。

②波峰：③波谷：④纵波： （如上图）。

声波是 。

声波可以在固体、液体和气体中传播。

⑤密部： 。

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 ．参与振动的质点群有相同的频率D ．机械波是质点随波迁移，也是振动能量的传递2、有关机械波的下列说法中正确的是( ABC )A ．各质点都在各自的平衡位置附近振动B ．相邻质点间必有相互作用力C ．前一质点的振动带动相邻的后一质点的振动，后一质点的振动，必定落后于前一质点D ．各质点也随波的传播而迁移3、沿绳传播的一列机械波，当波源突然停止振动时，有( C )A ．绳上各质点同时停止振动，横波立即消失B ．绳上各质点同时停止振动，纵波立即消失C ．离波源较近的各质点先停止振动，较远的各质点稍后停止振动D ．离波源较远的各质点先停止振动，较近的各质点稍后停止振动4、波在传播过程中，正确的说法是（ B ）A ．介质中的质点随波迁移B ．波源的振动能量随波传递C ．介质中质点振动的频率随着波的传播而减小D ．波源的能量靠振动质点的迁移来传播5、关于振动和波的关系，下列说法正确的是( A )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 ．波源停振时，介质中的波动立即停止6、下列说法中不正确的有( A )A ．声波在空气中传播时是纵波，在水中传播时是横波B ．波不但传递能量，还能传递信息C ．发生地震时，由震源传出的既有横波又有纵波D ．一切机械波的传播都需要介质7、一声波由波源向周围空气介质扩展出去，由此可知( BD )A ．发声体由近及远地传递出去B ．发声体的能量通过介质向周围传递出去C ．空气分子由近及远地迁移出去D ．空气介质以疏密相间的状态向周围传播8、科学探测表明，月球表面无大气层，也没有水，更没有任何生命存在的痕迹，在月球上，两宇航员面对面讲话也无法听到，这是因为( B )A ．月球太冷，声音传播太慢B ．月球上没有空气，声音无法传播C ．宇航员不适应月球，声音太轻D ．月球上太嘈杂，声音听不清楚9、区分横波和纵波是根据（ C ）A ．沿水平方向传播的叫做横波B ．质点振动的方向和波传播的远近C ．质点振动的方向和波传播的方向D ．质点振动的快慢10、一小石子落入平静的湖面中央，圆形波纹一圈圈向外传播，有一片树叶落在水面上，则树叶( C )A ．逐渐漂向湖心B ．逐渐漂向湖畔C ．在落下地方上下振动D ．沿树叶所在的圆圈做圆周运动11、右图所示为波源开始振动后经过一个周期的波形图，设介质中质点振动周期为T ，下列说法中正确的是( C )A ．若M 点为波源，则M 点开始振动时方向向下B ．若M 点为波源，则P 点已经振动了43T C ．若N 点为波源，则P 点已经振动43T D ．若N 点为波源，则该时刻P 质点动能最大12、右图所示是以质点P 为波源的机械波沿着一条固定的轻绳传播到质点Q 的波形图，则质点P 刚开始振动时的方向为( A )A ．向上B ．向下C ．向左D ．向右13、右图是一列向右传播的横波，请标出这列波中a 、b 、c 、d ……h 等质点在这一时刻的速度方向。