人教版选修34 121 波的形成和传播 教案 Word版含答案Word下载.docx

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在一根软绳上,用手握住一端拉平后上下抖动,绳上形成一列波。

这是因为绳上相邻的质点之间存在②相互作用,前面先振动的质点③带动后面的质点。

2.横波与纵波

（1）横波

质点的振动方向与波的传播方向相互④垂直（填“平行”或“垂直”）的波叫作横波。

在横波中,凸起的最高处叫⑤波峰,凹下的最低处叫⑥波谷。

（2）纵波

振动方向与波的传播方向⑦在同一直线上的波,叫作纵波。

在纵波中,质点分布最密的位置叫⑧密部,质点分布最稀疏的位置叫⑨疏部。

（3）实例:

绳波是⑩横波,声波是

纵波。

3.机械波

（1）介质

绳、弹簧、水、空气等都是波借以传播的物质,叫作

介质。

（2）机械波

机械振动在

介质中传播,叫作机械波。

（3）波的传播特点:

波在介质中传播时,各质点只在自己的平衡位置附近振动,介质本身并不

随波迁移。

波只是传播

“振动”这种运动形式和能量。

波不但传递能量,而且还可以传递

信息。

1.先有振动还是先有波?

　　解答:

先有振动。

2.声波能在液体中传播吗?

解答:

声波在气体、液体、固体中都能传播。

3.机械波能传递信息吗?

能。

主题1:

波的形成与传播

情景:

你看过艺术体操的“带操”表演吗?

观看课本“彩带飞舞”的图片,在图片中,运动员手持细棒抖动彩带的一端,彩带随波翻卷,这是振动在彩带上传播的结果。

问题:

（1）是不是运动员一抖动细棒,整个波就形成了?

（2）彩带上的波形是怎样形成的?

（1）不是,波是振动的传播,它的形成有一个过程。

（2）细棒振动带动与它相邻的质点发生振动,并依次带动离细棒更远的质点振动,细棒的振动逐渐传播出去,形成了波。

知识链接:

波源的振动引起了相邻质点的振动,先振动的质点带动了后面的质点,后面的质点重复前面质点的振动形式。

　　主题2:

横波和纵波

做一做课本的“演示”实验,观察沿绳传播的横波,如图甲所示;

再做一做软弹簧上的纵波实验,观察纵波在弹簧上的传播,如图乙所示。

（1）从整体感观上说,你看到的情景分别是怎样的?

（2）如果你的关注点只放在介质的一个点上,你观察到的情况分别又是怎样的?

（1）图甲中波峰和波谷都在水平向右匀速移动;

图乙中密部和疏部都在水平向右匀速移动。

（2）图甲中,如果我们盯着绳子上某一个点（可以做个标记）看,它就是在上下往复运动,并没有移动它的平衡位置。

图乙中,如果我们盯着弹簧上某一个圈或点（可以做个标记）看,它就是在左右往复运动,也没有移动它的平衡位置。

横波和纵波是机械波的两种基本类型,可以同时存在于同一介质中,如地震波中既有横波,又有纵波。

　　主题3:

机械波

生活中有大量的波动现象发生,如敲打鼓发出的声音是在空气中传播的,水波是在水面上传播的,绳子上和弹簧上的波是在绳子和弹簧上传播的。

（1）阅读课本“机械波”部分内容,思考机械波产生的条件是什么?

（2）结合主题2和课本“做一做”,总结机械波的特点。

（3）思考并讨论,课本“做一做”中波浪成功的关键是什么?

（1）机械波的产生要同时满足两个条件。

①要有机械振动;

②要有传播振动的介质。

（2）①波只是传播振动这种运动形式和能量,而介质中的质点并不随波迁移。

②波在传递运动形式的同时,也在传递能量和信息。

（3）一是各同学蹲、起的快慢程度一样,二是每位同学滞后相邻前一位同学开始蹲、起的时间间隔一样。

机械波在传播时,介质中各质点的振动都是受迫振动,每个质点的振动频率都与波源的振动频率相同。

1.（考查横波和纵波）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

【解析】根据横波和纵波的定义知,A、B、C三项正确;

声波是一种纵波,但地震波中既有横波,又有纵波,D选项错误。

【答案】ABC

【点评】地震波中既有横波的成分,也有纵波的成分。

2.（考查对机械波的理解）下列关于机械波的概念的说法中,正确的是（　　）。

A.质点振动的方向总是垂直于波传播的方向

B.横波和纵波可同时存在于介质中

C.机械波传播的不仅仅是运动形式,还能传播能量,传递振动信息

D.横波中质点不随波迁移,纵波中质点随波迁移

【解析】机械波包括横波和纵波,横波中质点振动方向与波的传播方向垂直,纵波中质点振动方向和波的传播方向在同一直线上,A错;

振动质点只是在平衡位置附近振动,都不随波迁移,D错;

横波和纵波可以同时在介质中传播,它们传播运动形式的同时还传播能量和信息,B、C正确。

【答案】BC

【点评】机械波传播的是振动形式、能量、信息,质点并不随波迁移。

3.（考查机械波的特点）在波的传播中,下列说法正确的是（　　）。

A.相邻质点间必有相互作用力

B.各质点都在各自的平衡位置附近做受迫振动,但振动频率不等于振源频率

C.前一质点的振动带动相邻的后一质点振动,后一质点必定落后于前一质点

D.各质点随波的传播而迁移

【解析】在波的传播过程中,质点之间依靠相互作用依次振动,故A正确;

介质中的各个质点都在振源的带动下做受迫振动,所以频率都是一样的,B错;

由于是前一质点的振动带动了相邻的后一质点振动,所以后一质点必定落后于前一质点,C正确;

各质点都在各自的平衡位置附近振动,并不随波迁移,D错。

【答案】AC

【点评】机械波传播时,介质中各质点做受迫振动,模仿波源的振动,但相位依次落后。

4.（考查振动和波的关系）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.波源停振时,介质中的波动立即停止

【解析】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选项对,B选项错。

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振而立即消失,因为能量不会无缘无故地消失,故D选项错。

【答案】A

【点评】有机械振动是有机械波的前提条件。

拓展一:

机械波的形成和传播

1.关于机械波的形成和传播,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.参与振动的所有质点有相同的频率

D.机械波传播过程中各质点随波迁移,波的传播也是振动能量的传递

【分析】考查机械波的形成与传播以及机械波的特点。

要明确机械波的传播必须有振源和介质,而且波源周围介质的振动是由波源质点带动而产生的受迫振动。

【解析】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由波源带动的,并将振动传播开来,所以后一质点总是落后前一质点,故选项B、C正确;

形成机械波的各个质点,只在平衡位置附近往复运动,并没有随波迁移,离振源远的质点振动的能量是通过各质点的传递从振源获得的,故选项D错误。

【点拨】本题考查机械波的产生及其传播特点。

机械波是由于机械振动在介质中的传播形成的,在机械波传播过程中各质点的振动周期都与波源的振动周期相同;

离波源越远,质点的振动越滞后,但各质点的起振方向与波源起振方向相同;

波传播的是振动形式,而各质点并不随波迁移;

波在传播振动形式的同时,也在传播能量和信息。

　　拓展二:

机械波和机械振动的关系

2.关于振动和波的关系,下列说法正确的是（　　）。

A.振动是形成波的原因,波动是振动的传播

B.振动是单个质点呈现的现象,波动是许多质点联合起来呈现的现象

C.波的传播速度就是质点振动的速度

D.有波动一定有振动,有振动一定有波动

【分析】考查振动与波的联系。

振动的研究对象是一个质点,波动的研究对象是很多连续的质点,质点的振动速度与波的传播速度是两个不同的概念。

【解析】由于介质中的各部分存在相互作用,所以某一点的振动会引起相邻部分质点发生振动,这样振动就由近及远传播开去而形成波,所以A、B正确;

波的传播速度和质点振动的速度不是一回事,C不对;

有波动一定有振动,但有振动不一定有波动,D不对。

【答案】AB

【点拨】机械波是由机械振动引起的,并且形成机械波的各个质点也都在做机械振动。

机械波传播的是振动形式和能量;

质点只在各自的平衡位置附近振动,并不随波迁移;

离波源近的质点带动离波源远的质点依次振动。

一、物理百科

什么是地震

地震是由地壳的运动而造成的。

地震时,岩层破裂产生的强烈振动以波的形式从震源向各个方向传播,形成地震波。

地震波分为纵波、横波和面波,纵波和横波在地球内部传播,而面波只能沿地球表面传播。

纵波的传播能引起地面沿垂直方向的振动。

横波的传播能引起地面产生前后或左右的晃动。

面波既能使地面产生上下和前后方向的振动,也能使地面产生近似水平方向的左右摆动。

在震中区,纵波、横波、面波三种波并未分离,且振幅较大,互相叠加,地面产生相当复杂的震动,造成建筑物的破坏。

随着距离的增加,各类波互相分离,波的振动能量逐渐减弱,破坏力也在逐步减小。

强烈地震造成的危害是巨大的。

如我国1976年的唐山大地震,死亡20多万人,近7000户断门绝烟,全部建筑几乎毁于一旦;

再如2001年1月份的印度大地震,导致几万人死亡,许多人无家可归,许多古建筑受到严重破坏。

2008年5月12日,四川汶川发生的大地震,也造成了重大的人员伤亡和巨大的经济损失。

2010年4月14日,青海玉树发生7.1级地震,也造成了重大的人员伤亡。

我国处在环太平洋地震带,是一个多地震国家。

为了人民生命财产安全,我们国家建立了遍布全国的地震观测网,为地震预报做了充分的准备。

现在我国的地震预报水平处在世界先进行列。

二、备用试题

1.下列有关机械振动与机械波的说法中正确的是（　　）。

A.有机械振动就一定有机械波

B.机械波中各质点振幅一定相同

C.机械波中各质点均做受迫振动

D.机械波中各质点振动周期相同

【解析】有机械振动不一定有机械波,故A错误;

机械波传播过程中要消耗能量,所以振动幅度逐渐减小,各质点的振幅不一定相等,故B错;

机械波传播过程中各质点都要受到它前面质点的作用,每个质点都在做受迫振动,各质点振动的周期相同,故C、D选项正确。

【答案】CD

2.下列说法中正确的是（　　）。

A.机械波的传播方向就是波中各质点的振动方向

B.机械波的传播方向就是振动能量传递的方向

C.机械波传播的是振动这种运动形式,质点并不随波迁移

D.波不但能传递能量也能传递信息

【解析】机械波的传播方向不同于质点的振动方向,它是振动能量传递的方向。

机械波传播的是振动这种运动形式,介质本身不随波迁移,我们用语言交流,利用声波传递信息,因此波不但能传递能量也能传递信息。

所以本题的正确答案为B、C、D。

【答案】BCD

1.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,两名宇航员面对面讲话也无法听到,这是因为（　　）。

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

【解析】两名宇航员面对面讲话却无法听到,说明有振源却传播不出去,即缺乏声波传播的另一条件,没有介质,故B选项正确。

【答案】B

2.关于介质中质点的振动方向和波的传播方向,下列说法正确的是（　　）。

A.在横波中二者方向有时相同

B.在横波中二者方向一定不同

C.在纵波中二者方向有时相同

D.在纵波中二者方向一定不同

【解析】在横波中质点振动方向和波的传播方向相互垂直,所以二者方向一定不同,故A错、B对;

在纵波中二者方向在同一直线上,两者方向有时相同,有时相反,故C对、D错。

3.下列关于机械波的说法中正确的是（　　）。

A.介质中各质点都在各自的平衡位置附近振动

B.传播波的过程中相邻质点间必有相互作用力

C.随着波的传播,介质中的各质点也将由近及远地迁移出去

D.将相邻的两个质点比较,离波源近的质点带动离波源远的质点振动

【解析】介质中各质点都在各自的平衡位置附近振动,不会随波迁移,A正确、C错误;

由于介质中的各部分存在相互作用,所以某一点的振动会引起相邻部分质点振动,这样振动就由近及远传播开去而形成波,B、D都正确。

【答案】ABD

4.振源A带动细绳上各点上下做简谐运动,t=0时刻绳上形成的波形如图所示。

规定绳上质点向上运动的方向为x轴的正方向,则P点的振动图象是（　　）。

【解析】根据前一质点的位置确定后一质点的运动方向,t=0时刻P点前一质点在下方,确定P点的起振方向是从平衡位置向下振动,故只有选项B正确。

5.一个小石子投向平静的湖面中心,会激起一圈圈波纹向外传播,如果此时水面上有一片树叶,下列对树叶运动情况的叙述正确的是（　　）。

A.树叶慢慢向湖心运动

B.树叶慢慢向湖岸漂去

C.在原处上下振动

D.沿着波纹做圆周运动

【解析】由于波在传播过程中,只传递振动能量和波源所发出的信息,而各质点不随波迁移,只在各自的平衡位置附近做振动,故选C。

【答案】C

6.图示是某绳上波形成过程的示意图。

质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐振动,带动2、3、4……各个质点依次上下振动,将振动由绳的左端传到右端。

已知t=0时,质点1开始向上运动,t=

时,质点1到达最上方,质点5开始向上运动。

问:

（1）t=

时,质点8、12、16的运动状态（是否运动,运动方向）如何?

（2）t=

T时,质点8、12、16的运动状态如何?

（3）t=T时,质点8、12、16的运动状态如何?

【解析】由于质点间的相互作用,前面的质点总是带动后面的质点振动,所以后面的质点总是滞后于前面的质点。

时,质点8正在向上振动,未达到最高点,质点12、16未动。

T时,质点8正在向下振动,质点12向上振动,质点16未振动。

（3）t=T时,质点8、12正在向下振动,质点16向上振动。

【答案】见解析

7.一列波由波源处向周围扩展开去,下列说法正确的是（　　）。

A.介质中各质点由近及远地传播开去

B.介质中质点的振动形式由近及远地传播开去

C.介质中质点振动的能量由近及远地传播开去

D.介质中质点只是振动而没有迁移

【解析】波动过程是振动形式和振动能量的传递过程,介质中质点并不随波迁移。

8.把闹钟放在密闭的玻璃钟罩内,在罩外仍然可以听到闹钟的铃声。

但如果将玻璃罩内的空气用抽气机抽出去,就听不到闹钟的铃声,这说明（　　）。

A.声波能在空气中传播

B.抽去罩内的空气后,闹钟不再运转了

C.声波能在固体中传播

D.声波不能在真空中传播

【解析】声波只能在介质中传播,同时声波可以在固、液、气三种形态的物质中传播,所以A、C、D正确。

【答案】ACD

9.图示为波沿着一条右端固定的绳子传播到B点的波形示意图,由图可判断出A开始振动的方向是（　　）。

A.向左　　　B.向右　　　C.向上　　　D.向下

【解析】波的传播过程中各质点的振动是在振源的带动下依次进行的,所以每个质点开始的振动方向一定和振源的起振方向相同,从图中可知B点将开始向上振动,所以振源的起振方向向上,故选C。

10.图示是沿水平方向的介质中的部分质点,每相邻质点间的距离相等,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开始计时,经过

质点1开始振动,则下列关于各质点的振动和介质中的波的说法正确的是（　　）。

A.介质中所有的质点的起振方向都竖直向下,且图中质点9起振最晚

B.图中所画出的质点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起振、通过平衡位置或最大位移处的时间总是比质点7落后

D.只要图中所有的质点都已振动了,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发生的是第98次振动

【解析】从图中可知,质点9是图中距波源最远的点,尽管与振源起振方向相同,但起振时刻最晚,故A正确、B错误;

质点7与质点8相比较,质点7是质点8的前质点,7、8质点间的振动步调相差

故C正确;

质点9与质点1相距2个波长,质点9比质点1晚2T开始振动,一旦质点9起振后,1、9振动步调就完全一致,故D正确。

11.一列横波沿绳子向右传播,某时刻绳子形成如图所示的凹凸形状。

对此时绳上A、B、C、D、E、F六个质点的运动情况的描述正确的是（　　）。

A.不考虑传播中的能量损耗,它们的振幅相同

B.质点D和F的速度方向相同

C.质点A和C的速度方向相同

D.从此时算起,质点B比C先回到平衡位置

【解析】波源振动时,绳上各质点通过相互间的弹力跟着做受迫振动,不考虑传播中的能量损耗时,各质点的振幅相同,A正确。

波传播时,离波源远的质点的振动落后于离波源近的质点的振动,并跟随着近的质点振动。

由图可知,波源在左端,因此,质点D跟随近波源的质点C向上运动,质点F跟随近波源的质点E向下运动,两者速度方向相反,B错。

同理,此时质点A正向下运动,质点C正向上运动,两者速度方向也相反,C错。

由于此时B、C两质点都向上运动,所以质点C比质点B晚一些到达最大位移处,质点C回到平衡位置也比质点B迟,D正确。

【答案】AD

12.如图（a）所示,有一条均匀的绳,0、1、2、3、4、…是绳上一系列等间隔的点。

现有一列简谐横波沿此绳传播。

某时刻,绳上9、10、11、12四点的位置和运动方向如图（b）所示（其他点的运动情况未画出）,其中点12的位移为零,向上运动,点9的位移达到最大值。

试在图（c）中画出再经过

周期时点3、4、5、6的位置和速度方向,其他点不必画。

[图（c）的横、纵坐标与图（a）、（b）完全相同]

【解析】根据横波的形成原理,由题中给出9、10、11、12四点的位置和运动方向,可画出其他各点的位置和运动方向,如图甲所示,居中的直线为各点的平衡位置,根据各点此时的运动方向（如图甲中实线所示）,即可找到再过

T时各个质点的位置和运动方向,如图甲中的虚线所示。

甲

则可知再经过

周期时点3、4、5、6的位置和速度方向,如图乙所示。

乙

【答案】如图乙所示