波的形成和描述
波产生的条件
波产生的条件全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：波是一种传播能量或振动的形式，在自然界中随处可见。
波可以是机械波，也可以是电磁波，它们都有自己特定的产生条件。
下面我们将探讨波产生的条件。
波的产生需要一个波源，这个波源可以是一个物体、人类或其他能源。
波源振动时，会产生波动，从而形成波。
波源的振动形式多种多样，可以是直线振动、旋转振动、横向振动等。
振动的频率和振幅决定了波的特性，如波长、波速等。
波的传播需要介质的支持，介质是波传播的媒介。
介质可以是固体、液体或气体，也可以是真空。
在固体中传播的波称为横波，在气体或液体中传播的波称为纵波。
介质的密度、弹性和粘性等特性会影响波的传播速度和衰减程度。
波的产生还需要一定的能量供给。
能量通过波源的振动转化为波动能，然后在介质中传播。
波的强度与能量的大小成正比，能量越大，波的振幅就越大，波的传播距离也就会越远。
波的产生还需要一定的时间。
波的形成需要一定的时间来完成振动周期，振动周期越短，波的频率就越高，波长就越短。
不同频率的波在介质中传播速度也不同，频率越高，传播速度就越快。
波的产生还受到周围环境的影响。
在不同的环境条件下，波的传播特性也会有所不同。
介质的温度、压力、湿度等都会对波的传播产生影响，甚至会改变波的传播方向、速度和频率。
波的产生需要具备波源、介质、能量、时间和环境等多个条件。
只有这些条件都齐备，波才能产生并在介质中传播。
在自然界中，波是一种普遍存在的现象，我们可以通过对波动的产生条件进行深入研究，更好地理解波的传播规律和应用价值。
【以上内容仅供参考】。
第二篇示例：波在自然界中随处可见，无论是海浪、声波还是光波，都是由一系列条件共同促成的。
波产生的条件有很多种，下面将详细介绍几种常见的情况。
波的产生需要一个具有振动能力的物体。
这个物体可以是固体、液体或气体，只要它能够在外力的作用下发生振动，就能产生波动。
比如海浪是海水受到风力作用产生的液体波动，声波则是由物体的震动引起的空气振动。
物理课件： 波的形成和描述
提示:(1)彩带后面的质点在前面质点的带动下形成了波。 (2)彩带的每一点并没有随波向远处迁移,只是向远处传递了机械振动这种运动 形式和能量。
【典例示范】 (多选)在机械波的传播过程中,关于介质中的各个质点,下列说法中正确的是
世纪金榜导学号( ) A.介质中的质点随波一起沿波的传播方向运动 B.介质中的各质点只是在平衡位置附近振动,不会随波向远处运动 C.离波源越远的质点,其振动就越滞后 D.介质中各个质点振动的步调不一致,振动的频率不相同
第3章 机 械 波 第1节 波的形成和描述
必备知识·素养奠基
一、波的形成与传播 【思考】在平静的湖面上,漂浮着一片树叶,如果你往树叶附近扔下一块小石子, 湖面立即兴起水波,水波一圈一圈往外扩展出去,于是树叶运动起来。请问树叶 会随水波往外移动吗? 提示:不会。因为小石子激起的水波是振动的传播,水并不向外移动,水的质点只 是上下振动,所以树叶不会随水波往外移动。
【解析】选A、C。水波是机械振动在介质中传播形成的,A对;由题意可知
T= 15 s= 5 s,f=0.6 Hz,波长λ=vT=3 m,B错、C对;波传播时将振源能量向
93
外传播,而振动的质点并不随波迁移,D错。故选A、C。
【补偿训练】 在敲响古刹里的大钟时,有的同学发现,停止对大钟的撞击后,大钟仍“余
音未绝”,其原因是 ( ) A.大钟的回声 B.大钟在继续振动,空气中继续形成声波 C.人的听觉发生“暂留” D.大钟虽停止振动,但空气仍在振动 【解析】选B。本题考查波的形成机理。停止对大钟的撞击后,大钟的振动不会 立即停止,振动的能量不会凭空消失,它会再振动一段时间后因为阻尼而停止,因 此还会在空气中形成声波,这就是余音未绝的原因,所以选项B正确。
【典例示范】 (2018·全国卷Ⅰ)一列简谐横波在t= 1 s时的波形图如图甲所示,P、Q是介质
波的描述
B点第一次达到波谷。则以下说法正确的是（ BC ） A. 该横波的波长为2m B. 该横波的周期为4s
C. 该横波的波速为1m/s D. 距离O点为1m的质点第一次开始向上振动的时刻为 6s末
2、周期（T）和频率（f ） ⑴周期（T）：质点完成一次全振动经历 的时间叫做波的周期。
⑵频率（f）：质点每秒完成全振动的次 数叫做波的频率。 ⑶注意： ①波的周期（或频率）等于波源振动的周期（或频 率）。 ②波的周期（或频率）由波源决定，同一列波在不同 介质中传播时周期（或频率）保持不变。
二、波的特征
1、波长（λ） 沿波的传播方向，两个相邻的、相对平衡位置的位 移和振动方向总是相同的质点间的距离叫做波长 在横波中，两个相邻波峰（或波谷）之间的距离等于 波长；在纵波中，两个相邻密部（或疏部）中央的距 离等于波长。 λ
λ
λ
λ
λ
2、周期（T）和频率（f ） ⑴周期（T）：质点完成一次全振动经历的时间叫做波 的周期（波源的周期）。
Y/m t+∆t
O
x/m
在不同时刻质点振动的位移不同，波形也随之改变， 不同时刻的波形曲线是不同的。
Y/m 4、由波的图象可获得的信息ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ v A ①该时刻各个质点的位移 a b c f O ②各个质点的振幅A e d ③能根据波的传播方向判断 各质点在该时刻的运动方向
x/m
5、根据波的图象，判断质点的振动方向和波的传播 方向 v ⑴带动法（前带后，后跟前）：
y/cm
t=0
t=0.02s
2
O
4
8
12
16
x/cm
-2
解法一：质点振动法
y/cm
2
4 t=0
《波的形成与描述 第2课时》示范课教学设计【物理鲁科版高中选择性必修第一册(新课标)】
1 波的形成与描述第2课时教学目标1.理解波的图像的意义．2.能够由波的图像判断传播方向与质点振动方向的关系3.会区别波动图像和振动图像．4.波的图像的周期性和波的传播方向的双向性应用。
教学重难点教学重点1.波的图像与振动图像的对比。
2.波的图像的周期性和波的传播方向的双向性的理解教学难点1.由波传播方向判断质点振动方向或由质点的振动方向判断波的传播方向。
2.波的图像的周期性和波的传播方向的双向性应用。
教学准备多媒体课件教学过程新课引入复习回顾：关于波的图像1.图像的横、纵坐标分别表示什么物理量？横轴表示时间各质点的平衡位置,纵轴表示某一时刻各质点偏离平衡位置的位移.2.从简谐运动图像可以求哪些物理量 ?（1）振幅A:图像的峰值.（2）波长λ:相邻两个波峰或波谷之间的距离.（3）各个质点的位移x:对应于图像上某一点的坐标（x，y）．思考：如何根据波的传播方向判断质点的振动方向？讲授新课一、波的图像的应用1.波的传播方向和质点的振动方向之间的关系。
⑴带动法（又称追随法，即靠近波源的质点带动后面的质点振动，或远离波源的质点追随前面的质点振动。
）步骤1：明确波的传播方向，确定波源位置； 步骤2：在某质点P （Q ）靠近波源一方（紧挨着P 点）图像上找另外一点P′（Q′）；步骤3：若P ′在P 下方，则P ′带动P 向下运动；若Q ′在Q 上方，则Q'带动Q 向上运动。
思考：如果已知P 点的振动方向向下，判断波的传播方向．解析：P 点的振动方向向下，说明它要追随左面的点，故波源在左，波向右传播。
（2）微平移法：做出经微小时间后的波形,就知道了各质点经过Δt 时间达到的位置,运动方向就可确定.（3）上下坡法：将波的图像视为蜿蜒起伏的“山坡”，沿波的传播方向看，“上坡路段”上的各质点都向下振动，“下坡路段”上的各质点都向上振动．简称“上坡下，下坡上”。
需要注意:必须是沿着波传播的方向来看。
应用:例1.图所示为一列向右传播的简谐波在某时刻的波形图,试求出波形图上A 、B 、C 、DQ ′QP ′x/my/cm 5-524 6 vPvv 下上上四个质点的振动方向。
2020-2021学年新教材鲁科版选择性必修第一册 3.1 波的形成和描述 作业
波的形成和描述(25分钟·70分)一、选择题(本题共6小题,每题6分,共36分)1.沿绳传播的一列机械波,当波源突然停止振动时( )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【解析】选C。
波形成后,如果波源停止振动,波不会立即消失,A、B 错,波中能量不断向远处传播,故离波源较近的质点先停止振动,C对、D错。
【补偿训练】关于机械振动和机械波的关系,以下说法中正确的是( )A.有机械振动必有机械波B.波源振动时的运动速度和波的传播速度始终相同C.由某波源激起机械波,机械波和波源的频率始终相同D.一旦波源停止振动,由它激起的机械波也立即停止波动【解析】选C。
有机械波必有机械振动,而有机械振动若没有介质则不会形成机械波,A错误;波的传播速度与介质有关,而质点的振动速度与波的传播速度无关,B错误;机械振动产生的机械波,两者的频率相同,C正确;振源停止振动时,波在介质中的传播仍然进行,D错误。
2.如图所示的两图像,关于判断它们属于何种图像的说法正确的是( )A.甲是振动图像,乙是波动图像B.甲是波动图像,乙是振动图像C.都是波动图像D.都是振动图像【解析】选B。
甲中波的图像横轴为x轴,表示传播方向及介质中各质点的平衡位置到坐标原点的距离,振动图像横轴为t轴,表示时间,故甲是波动图像,乙是振动图像。
故选B。
3.图示为一列向右传播的横波在t=0时刻的波形图,a、b、c三个质点从图示时刻起第一次回到平衡位置的先后次序是 ( )A.b、c、aB.c、b、aC.a、b、cD.a、c、b【解析】选B。
由题可知简谐横波向右传播,由波形平移法得知,图示时刻a质点向上运动,从图示时刻起第一次回到平衡位置的时间大于T;b质点向上运动,经过T第一次回到平衡位置;c质点向下运动,从图示时刻起第一次回到平衡位置的时间小于T:所以a、b、c三个质点从图示时刻起第一次回到平衡位置的先后次序是c、b、a。
第5章波动
2
定振动的超前 与落后
第二类：
已知波线上一点的振动方程，求波动方程。 法一：位相法
法二：标准方程法 根据已知点的振动方程，分别定出 A、、u、 0 ， 再将其逐一“填”入标准波动方程。 法三： t t 法 在波线上任取一点P(距离原点为x)，判断P点与 已知点在振动上的超前与落后关系，并求出超前 或落后的时间 t ，然后用 ( t t ) 去代替已知 点振动方程中的 t ，P点超前用+ ；落后用-
x
(波源)
x P点比o点时间落后： t (这里：u是波速) u P点比o点位相落后： t x (注意 : 2 ) u T
二. 波的几何描述
1. 波线(波射线) ——代表波传播方向的有向射线。 2. 波面（波阵面） ——波动过程中，振动位相相同的点连成的面。 最前面的那个波面称为波前。 球面波—波面为球面的波动。
B
5cm
x
法三： t t 法 已知A点的振动方程为 yA=0.4cos4t(cm)
y u A
o
B P
P(x)点比已知点A时间超前：
x x t u 20
波动方程： y=0.4cos4(t +t )
5cm x
u=20cm/s
x
x =0.4cos4(t )cm 20
P(x)点比已知点A 超前用“+”； 落后用“”。
o
B P
5cm x
u=20cm/s
x
P点的位相= [4t +4x/20] x 波动方程为：y=0.4cos4(t )cm 20
已知A点的振动方程为 yA=0.4cos4t(cm) 法二：标准方程法 y u=20cm/s A
波的形成和描述
波速与振动速度不同，波速是介质中波的传播速度， 振动速度是指质点的振动速度，波动中各质点都在平衡位 置附近做变速运动，而波在均匀介质中是匀速传播．
.
1．振动图象和波动图象的比较
两种图象 比较内容
振动图象
研究对象 一个振动质点
波的图象
沿波传播方向上 的所有质点
图象意义
一质点位移随时
间变化规律
.
某时刻所有质点 相对平衡位置的 位移
＝T＋0.1 s，P点沿y轴负方向运动，B错．经0.4 s，P点运动 半个周期，经过的路程为0.4 m，C错．t＝0时x＝10 m处质 点处在波峰，经0.5 s，波峰向左传Δx′＝5 m，即Q点到达波 峰位置，故D正确． [答案] D
.
波的传播方向和质点的振动方向互判问题有较多 的方法，如“特殊点法”、“上下坡法”、“微平移 法”等，不论哪种方法，深刻理解波的产生和传播过 程是熟练应用的基础和关键.
.
小虫离它的距离．方位和距离都知道了，它就能扑上去捕 获小虫子了．已知P波速度为150 m/s，S波速度为50 m/s.如 果两波到达沙漠蝎的时间差为3.5 ms，则小虫离它的距离多 大？
振动周期相同，均为0.2 s；经过0.35 s即7/4个周期，质点P 位于正的最大位移(即波峰)，而质点Q正离开平衡位置向y轴
负方向运动的过程中，位移还未达到最大值，故A正确；经 过0.25 s即5/4个周期，质点P处于负向最大位移，而质点Q
的位移未达到最大值，加速度与位移大小成正比，故B错； 根据波速公式v＝ ＝20 m/s，根据s＝vt可知C正确；经过 0.1 s即1/2个周期，质点Q的运动方向沿y轴负方向，故D错．
.
2．(2010·石家庄模拟)汶川地震主
鲁科版高三物理选修3《波的形成和描述》评课稿
鲁科版高三物理选修3《波的形成和描述》评课稿一、课程背景和目标1.1 课程背景本课程是高三物理选修3中的一节课，主题为《波的形成和描述》。
在高中物理课程中，波动是一个重要且基础的概念，通过学习波的形成和描述，可以帮助学生更好地理解光学、声学等领域的知识。
1.2 课程目标本节课的主要目标是：•了解波的概念及其分类；•掌握波的成因和描述方法；•理解波的传播特性和定律；•培养学生的观察、实验和思考能力。
二、教学内容和方法2.1 教学内容本节课主要包含以下内容：1.波的概念和分类：–机械波和电磁波的区别与联系；–纵波和横波的特点。
2.波的形成和描述：–机械波的形成原因；–电磁波的形成原因；–波的描述方法：波的振动方向、波的传播方向、波长、频率和周期等。
3.波的传播特性和定律：–波的传播速度与介质的关系；–光的折射和反射定律；–声音的传播速度与介质的关系。
2.2 教学方法为了达到上述教学目标，本节课将采用以下教学方法：1.授课结合课件和多媒体：–使用课件展示波的形成和描述的基本概念和图示；–播放相关视频和动画帮助学生理解波的传播特性。
2.实验观察与讨论：–设计实验，让学生观察和探究波的形成和描述；–引导学生通过实验讨论，加深对波的传播特性的理解。
3.小组讨论和展示：–将学生分成小组，让他们合作研究和讨论波的形成和描述；–每个小组汇报他们的研究成果，分享思考和发现。
4.解决问题和讲解示例：–在课堂上解答学生提出的问题；–给出具体的实例，说明波的形成和描述的相关概念和定律。
三、教学过程和活动安排3.1 教学过程本节课的教学过程安排如下：1.导入与扩展（5分钟）：–提出问题：你知道什么是波吗？能举出一些波的例子吗？–引导学生回忆已学过的相关知识，扩展对波的理解。
2.概念讲解与实例（15分钟）：–使用课件介绍波的概念和分类；–展示机械波和电磁波的特点，并给出具体的实例。
3.实验观察（20分钟）：–设计实验，让学生观察和描述波的形成过程；–引导学生记录实验结果和所发现的规律。
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两种图象 比较内容
振动图象
研究对象 一个振动质点
波的图象
沿波传播方向上 的所有质点
图象意义
一质点位移随时
间变化规律
精品课件
某时刻所有质点 相对平衡位置的 位移
两种图象 比较内容
振动图象
波的图象
图象特点
图象信息
(1)振动周期
(1)波长、振幅
(2)振幅
(2)任意一质点此刻
(3)各时刻质点位移、 的位移
峰位置，而a点正处于平衡位置且向上运动．则这
列波的周期可能是
()
A．0.12 s
B．0.28 s
C．0.168 s
D．0.84 s
精品课件
解析：如图所示，a点向上运动，b点达到波峰且在a点的
右方，满足这一条件的关系式为
精品课件
Δx＝(n＋
)λ
则λ＝
m.当n＝0时，λ1＝5.6 m，当n＝1时，
λ2＝2.4 m，波长只有这两个数值能满足波长大于2 m的条
➢ 特征：具有交替出精品现课件的密部和疏部.
2.纵波
各质点振动方向与波的传播 方向平行的波。
如声波，弹簧波为纵波。
纵波是靠介质疏密部变化传播的。
传播方向
任一波例如，水波、地表波，都能分解为横波 与纵波来进行研究。 精品课件
三. 波的描述
精品课件
精品课件
波长 波的周期和频率 波速
Ay
v
O
x
-A
精品课件
2．两质点间位置关系不确定出现多解 在波的传播方向上，如果两个质点间的距离不确定或 相位之间关系不确定，就会形成多解，而不能联想到 所有可能的情况，就会出现漏解．做这类题时，应根 据题意在两质点间先画出最短的波形图，然后再分别 分析．
精品课件
3．传播距离与波长关系不确定出现多解 在波的传播方向上，相隔一个波长的质点振动的步调是
速度、加速度(包括大 (3)任意一质点在该
小、方向) 精品课件
时刻加速度方向
两种图象 比较内容
振动图象
波的图象
图象变化
随时间推移图象 延续，但原有形 状不变
随时间推移图象 沿传播方向平移
一完整曲线对应 横坐标
一个周期
精品课件
一个波长
精品课件
1．机械波在给定的介质中传播时，下列说法正确的是 ()
上任意质点的振幅都相等． 答案：AB
精品课件
1．传播方向不确定出现多解 波总是由波源出发，并由近及远地向前传播．波在介质 中传播时，介质中的各个质点的振动情况可以根据波的 传播方向确定．反之亦然．但是，如果题中的已知条件 不能确定波的传播方向或者不能确定质点的振动方向， 则需要分情况进行讨论，此时就会出现多解现象．
答案：D
精品课件
2．波的传播方向与质点振动方向的源自定 (1)精品课件2．简谐横波在x轴上传播，某时刻
的波形如图7－2－1所示，已知
此时质点F沿y轴负方向运动，
则 ()
A．此波向x轴负方向传播 B．质点D此时向y轴负方向运动 C．质点E的振幅为零 D．质点B将比C先回精到品平课件衡位置
解析：根据F点的振动方向可判断波沿x轴负方向传播，波
2.1 波的形成和描述
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一.波的形成和传播
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二、波的分类（横波与纵波 ） 1.横波：质点振动方向与波的传播方向相垂直的波. （仅在固体中传播 ）
➢ 特征：具有交替精出品课现件 的波峰和波谷.
纵波：质点振动方向与波的传播方向互相平行的波. （可在固体、液体和气体中传播）
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对波长的理解 (1)在波的传播方向上，两个相邻的、振动步调总是相同的质
点间的距离． (2)质点振动一个周期，波传播的距离． (3)在横波中两个相邻的波峰(或两个相邻的波谷)之间的距离；
在纵波中两个相邻的密部(或两个相邻的疏部)之间的距 离． (4)波长反映了机械波在传播过程中的空间周期性．
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解决波动图象中的多解问题，首先分析出造成 多解的原因，然后抓住质点周期性运动及其与波的传播之 间的联系，灵活运用周期个数表示波的传播时间，用波长 个数表示波的传播距离．
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3．一根张紧的水平弹性长绳上的a、b两点相距4.2 m，
b点在a点的右方，一列简谐波沿水平绳向右传播，
波速为20 m/s，波长大于2 m．某时刻，b点达到波
A．振幅越大，则波传播的速度越快 B．振幅越大，则波传播的速度越慢 C．在一个周期内，振动质点走过的路程等于一个
波长 D．振动的频率越高，则波传播一个波长的距离所用
的时间越短
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解析：波的传播速度由介质决定，故A、B错误．在一个周 期内，振动质点只是在自己的平衡位置附近上下振动，路
程为4A，C错．由于在给定的介质中，故波速一定，由v＝ λf可知D正确．
完全相同的；但如果题目中没有给定波的传播距离Δx与 波长λ之间的大小关系，就会出现多解现象．
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4．时间间隔与周期关系不确定出现多解 在波向前传播的过程中，质点在各自平衡位置两侧做简谐 运动．由于简谐运动具有周期性而出现多解．
即若某一时刻t各振动质点形成一波形，经过时间Δt＝ nT(n＝0,1,2，…)，各振动质点将回到原来状态，则t＋ Δt＝t＋nT时刻的波形与t时刻的波形重合．
精品课件
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关于机械波的频率 (1)在波的传播过程中，介质中的各质点均做受迫振动，各质
点的振动频率都等于波源的振动频率． (2)当波从一种介质传播到另一种介质时，波的频率保持不 变．
精品课件
精品课件
对波速的理解 (1)波在均匀介质中匀速传播，波速就是指波在介质中的
传播速度． (2)波速的大小完全由介质和波的性质决定，与波的频率
无关． (3)在同种介质中，纵波和横波的传播速度是不同的．
同一类机械波在同一种均匀介质中传播的速度相同．
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波速与振动速度不同，波速是介质中波的传播 速度，振动速度是指质点的振动速度，波动中各质点都在 平衡位置附近做变速运动，而波在均匀介质中是匀速传 播．
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1．振动图象和波动图象的比较
件．
由答T案＝：AB ，解得T1＝0.28 s，T2＝0.12 s.
精品课件
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(2009·四川高考)如图
7－2－2所示为一列沿x轴负
方向传播的简谐横波，实线
为t＝0时刻的波形图，虚线
为t＝0.6 s时的波形图，波的周期T>0.6 s，则
()
精品课件
A．波的周期为2.4 s
B．在t＝0.9 s时，P点沿y轴正方向运动 C．经过0.4 s，P点经过的路程为4 m D．在t＝0.5 s时，Q点到达波峰位置