波的形成(解析版)
1 波的形成和传播
第三章机械波1波的形成和传播一、波的形成和传播1.波：振动的传播称为波动，简称波.2.波的形成和传播(以绳波为例)(1)一条绳子可以分成一个个小段，一个个小段可以看做一个个相连的质点，这些质点之间存在着相互作用.(2)当手握绳端上下振动时，绳端带动相邻质点，使它也上下振动.这个质点又带动更远一些的质点……绳上的质点都跟着振动起来，只是后面的质点总比前面的质点迟一些开始振动.二、横波和纵波定义标志性物理量实物波形横波质点的振动方向与波的传播方向相互垂直的波(1)波峰：凸起的最高处(2)波谷：凹下的最低处纵波质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的波(1)密部：质点分布最密的位置(2)疏部：质点分布最疏的位置三、机械波1.介质(1)定义：波借以传播的物质.(2)特点：组成介质的质点之间有相互作用，一个质点的振动会引起相邻质点的振动.2.机械波机械振动在介质中传播，形成了机械波.3.机械波的特点(1)介质中有机械波传播时，介质本身并不随波一起传播，它传播的只是振动这种运动形式.(2)波是传递能量的一种方式.(3)波可以传递信息.一、波的形成、传播及特点1.机械波的形成与传播2.波的特点(1)振幅：像绳波这种一维(只在某个方向上传播)机械波，若不计能量损失，各质点的振幅相同.(2)周期(频率)：各质点都在做受迫振动，所以各质点振动的周期(频率)均与波源的振动周期(频率)相同.(3)步调：离波源越远，质点振动越滞后.(4)运动：各质点只在各自的平衡位置附近振动，并不随波迁移.各质点的起振方向都与波源开始振动的方向相同.(5)实质：机械波向前传播的是振动这种运动形式，同时也可以传递能量和信息.例1(多选)下列关于机械波的说法中，正确的是()A.波传播过程中，质点也随着波移动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的振动D.离波源越远，质点的振动频率越小二、横波和纵波横波和纵波的区别(1)质点的振动方向与波的传播方向的关系不同：横波中，质点的振动方向与波的传播方向垂直；纵波中，质点的振动方向与波的传播方向在同一条直线上.(2)传播介质不同：横波只能在固体介质中传播；纵波在固体、液体和气体中均能传播.(3)特征不同：横波中交替、间隔出现波峰和波谷；纵波中交替、间隔出现密部和疏部.例2关于横波和纵波，下列说法正确的是()A.振源上下振动形成的波是横波B.振源水平振动形成的波是纵波C.波沿水平方向传播，质点上下振动，这类波是横波D.质点沿水平方向振动，波沿水平方向传播，这类波是纵波三、振动与波的关系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.例3(多选)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，波立即停止传播四、由“带动法”确定质点的振动方向带动法原理：先振动的质点带动邻近的后振动的质点.方法：在质点P靠近波源一方附近的图象上另找一点P′，P′为先振动的质点，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3所示.图3例4一列横波沿绳子向右传播，某时刻绳子形成如图4所示的形状，对此时绳上A、B、C、D、E、F 六个质点说法正确的是()图4A.质点B向右运动B.质点D和质点F的速度方向相同C.质点A和质点C的速度方向相同D.从此时算起，质点B比质点C先回到平衡位置1.(波的形成和传播)(2018·临漳一中高二下学期期中)如图5所示是某绳波形成过程的示意图，1、2、3、4……为绳上的一系列等间距的质点，绳处于水平方向.质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动，带动2、3、4……各个质点依次上下振动，把振动从绳的左端传到右端.t ＝0时质点1开始竖直向上运动，经过四分之一周期，质点5开始运动.下列判断正确的是( )图5A.t ＝T 4时质点5的运动方向向下B.t ＝T2时质点8的速度方向向上C.t ＝3T4时质点12的运动方向向下 D.t ＝T 时质点17开始向下运动2.(横波和纵波)有关纵波与横波，下列说法中正确的是( ) A.对于纵波，质点的振动方向与波的传播方向一定相同 B.对于横波，质点振动方向与波的传播方向垂直 C.纵波的质点可以随波迁移，而横波的质点不能D.横波只能在固体中传播，纵波只能在液体、气体中传播3.(振动与波的关系)(多选)关于机械波和机械振动，下列说法中正确的是( ) A.机械振动就是机械波，机械波就是机械振动 B.有机械波，则一定有机械振动C.机械波就是质点在介质中的运动路径D.在波传播方向上各个质点都有相同的振动频率和振幅4.(由“带动法”确定质点的振动方向)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6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( )图6一、选择题考点一 波的形成、传播和特点1.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”，主要原因是( ) 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2.在一平静的湖面上漂浮着一轻木块，向湖中投入一石块，在湖面上激起水波，关于木块的运动情况，以下说法正确的是( )A.因为“随波逐流”，木块将被推至远处B.因不知道木块离波源的远近如何，所以无法确定木块的运动情况C.无论木块离波源的远近如何，它都不能被波推动，最多只能在湖面上做上下振动D.木块被推动的距离与木块的质量大小和所受水的阻力的大小等情况有关3.(多选)关于机械波的说法正确的是()A.相邻的质点要相互做功B.机械波在真空中也能传播C.波源开始时怎样振动，其他质点开始时就怎样振动D.除波源外，波中各质点都做受迫振动4.(多选)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振动，只是时间上落后一步C.参与振动的质点都有相同的频率D.机械波是质点随波迁移，也是振动能量的传递5.一列简谐横波在介质中传播，当波源质点突然停止振动时，介质中其他质点的振动及能量传递的情况是()A.所有质点都立即停止振动B.已经振动的质点将继续振动，未振动的质点则不会振动C.能量将会继续向远处传递D.能量传递随即停止6.关于机械波，下列说法中正确的是()A.自然界所刮的风就是一种机械波B.波不仅能传递能量，而且参与振动的质点也在随波迁移C.波将波源的振动形式传播出去的同时，也可以传递信息D.传播机械波的介质一定是可以自由流动的考点二横波和纵波7.区分横波和纵波的依据是()A.是否沿水平方向传播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是相互垂直还是在同一直线上D.质点振动的快慢8.(2018·南昌十中高二下学期期中)下列关于纵波的说法中，正确的是()A.在纵波中，波的传播方向就是波中质点的移动方向B.纵波中质点的振动方向一定与波的传播方向在一条直线上C.纵波中质点的振动方向一定与波的传播方向垂直D.纵波也有波峰和波谷考点三由“带动法”确定质点的振动方向9.(2018·商州高二检测)如图2所示为波沿一条固定的绳子向右刚传播到B点时的波形，由图可判断A点刚开始的振动方向是()图2A.向左B.向右C.向下D.向上10.一列简谐横波沿x 轴传播，某时刻的波形如图3所示，已知此时质点F 的运动方向向y 轴负方向，则( )图3A.此波向x 轴正方向传播B.质点C 此时向y 轴正方向运动C.质点C 将比质点B 先回到平衡位置D.质点E 的振幅为零11.一列波在介质中向某一方向传播，图4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( )图4A.波源是M ，由波源起振开始计时，P 质点已经振动了TB.波源是N ，由波源起振开始计时，P 质点已经振动了3T4C.波源是N ，由波源起振开始计时，P 质点已经振动了T4D.波源是M ，由波源起振开始计时，P 质点已经振动了T4第三章机械波1波的形成和传播[学科素养与目标要求]物理观念：1.知道机械波的产生条件，理解机械波的形成过程.2.知道横波和纵波的概念.3.知道机械波传播的特点.科学思维：通过生活中有关波的素材，建立对波的感性认识，为进一步学习打下基础.科学探究：通过视频和模拟动画，逐步体会和理解波的形成和传播及横波、纵波的概念.科学态度与责任：注重学生的亲身体验和实验观察，理解科学本质，形成对科学和技术应有的正确态度.一、波的形成和传播1.波：振动的传播称为波动，简称波.2.波的形成和传播(以绳波为例)(1)一条绳子可以分成一个个小段，一个个小段可以看做一个个相连的质点，这些质点之间存在着相互作用.(2)当手握绳端上下振动时，绳端带动相邻质点，使它也上下振动.这个质点又带动更远一些的质点……绳上的质点都跟着振动起来，只是后面的质点总比前面的质点迟一些开始振动.二、横波和纵波定义标志性物理量实物波形横波质点的振动方向与波的传播方向相互垂直的波(1)波峰：凸起的最高处(2)波谷：凹下的最低处纵波质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的波(1)密部：质点分布最密的位置(2)疏部：质点分布最疏的位置三、机械波1.介质(1)定义：波借以传播的物质.(2)特点：组成介质的质点之间有相互作用，一个质点的振动会引起相邻质点的振动.2.机械波机械振动在介质中传播，形成了机械波.3.机械波的特点(1)介质中有机械波传播时，介质本身并不随波一起传播，它传播的只是振动这种运动形式.(2)波是传递能量的一种方式.(3)波可以传递信息.一、波的形成、传播及特点如图所示，手拿绳的一端，上下振动一次，使绳上形成一个凸起状态，随后形成一个凹落状态，可以看到，这个凸起状态和凹落状态在绳上从一端向另一端移动.如果在绳子上某处做一红色标记，观察这一红色标记的运动.(1)红色标记有没有随波迁移？(2)当手停止抖动后，绳上的波会立即停止吗？答案(1)没有.红色标记只在竖直方向上下振动.(2)不会.当手停止抖动后，波仍向右传播.1.机械波的形成与传播2.波的特点(1)振幅：像绳波这种一维(只在某个方向上传播)机械波，若不计能量损失，各质点的振幅相同.(2)周期(频率)：各质点都在做受迫振动，所以各质点振动的周期(频率)均与波源的振动周期(频率)相同.(3)步调：离波源越远，质点振动越滞后.(4)运动：各质点只在各自的平衡位置附近振动，并不随波迁移.各质点的起振方向都与波源开始振动的方向相同.(5)实质：机械波向前传播的是振动这种运动形式，同时也可以传递能量和信息.例1(多选)下列关于机械波的说法中，正确的是()A.波传播过程中，质点也随着波移动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的振动D.离波源越远，质点的振动频率越小答案BC波动过程中各质点的运动规律可用三句话来描述：(1)先振动的质点带动后振动的质点.(2)后振动的质点重复前面质点的振动.(3)后振动的质点的振动状态落后于先振动的质点.概括起来就是“带动、重复、落后”.二、横波和纵波如图所示，(1)图甲是绳波，其中质点的振动方向与波的传播方向是什么关系？(2)图乙是声波，其中质点的振动方向与波的传播方向是什么关系？答案(1)相互垂直.(2)在同一条直线上.横波和纵波的区别(1)质点的振动方向与波的传播方向的关系不同：横波中，质点的振动方向与波的传播方向垂直；纵波中，质点的振动方向与波的传播方向在同一条直线上.(2)传播介质不同：横波只能在固体介质中传播；纵波在固体、液体和气体中均能传播.(3)特征不同：横波中交替、间隔出现波峰和波谷；纵波中交替、间隔出现密部和疏部.例2关于横波和纵波，下列说法正确的是()A.振源上下振动形成的波是横波B.振源水平振动形成的波是纵波C.波沿水平方向传播，质点上下振动，这类波是横波D.质点沿水平方向振动，波沿水平方向传播，这类波是纵波答案C解析根据横波和纵波的概念，质点的振动方向与波的传播方向相互垂直的波叫做横波，质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的波叫做纵波，与上下振动或水平振动无关，故A、B选项错误，C选项正确；质点沿水平方向振动，波沿水平方向传播，并不能说明是沿同一直线，故D选项错误.三、振动与波的关系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.例3(多选)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，波立即停止传播答案AB解析机械波的产生条件是有波源和介质.由于介质中的质点之间相互作用，一个质点的振动带动相邻质点的振动并由近及远传播而形成波，所以选项A、B正确；波的传播速度是波形由波源向外传播的速度；而质点振动的速度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，介质仍然继续传播波源振动的运动形式，不会因波源停止振动而立即停止传播，选项D错误.四、由“带动法”确定质点的振动方向带动法原理：先振动的质点带动邻近的后振动的质点.方法：在质点P靠近波源一方附近的图象上另找一点P′，P′为先振动的质点，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3所示.图3例4一列横波沿绳子向右传播，某时刻绳子形成如图4所示的形状，对此时绳上A、B、C、D、E、F 六个质点说法正确的是()图4A.质点B向右运动B.质点D和质点F的速度方向相同C.质点A和质点C的速度方向相同D.从此时算起，质点B比质点C先回到平衡位置答案 D解析波传播时，离波源远的质点的振动落后于离波源近的质点的振动，并跟随着离波源近的质点振动，D跟随C向上运动，F跟随E向下运动，同理，A向下运动，C向上运动，由此可知选项B、C错误；由于此时B和C都向上运动，所以B比C先到达最大位移处，并先回到平衡位置，选项A错误，D正确. [学科素养]例4考查了质点振动方向的确定方法，先振动的质点带动邻近的后振动的质点.这是从物理学视角对基于事实构建的振动模型中各质点运动规律及相互关系的分析，体现了“科学思维”的学科素养.1.(波的形成和传播)(2018·临漳一中高二下学期期中)如图5所示是某绳波形成过程的示意图，1、2、3、4……为绳上的一系列等间距的质点，绳处于水平方向.质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动，带动2、3、4……各个质点依次上下振动，把振动从绳的左端传到右端.t＝0时质点1开始竖直向上运动，经过四分之一周期，质点5开始运动.下列判断正确的是( )图5A.t ＝T 4时质点5的运动方向向下B.t ＝T2时质点8的速度方向向上C.t ＝3T4时质点12的运动方向向下 D.t ＝T 时质点17开始向下运动答案 B2.(横波和纵波)有关纵波与横波，下列说法中正确的是( ) A.对于纵波，质点的振动方向与波的传播方向一定相同 B.对于横波，质点振动方向与波的传播方向垂直 C.纵波的质点可以随波迁移，而横波的质点不能D.横波只能在固体中传播，纵波只能在液体、气体中传播 答案 B解析 纵波质点振动方向与传播方向在一条直线上，方向并不一定相同，故A 选项错误；机械波的质点只是在其平衡位置附近做简谐运动，并不随波迁移，横波和纵波都是这样，故C 选项错误；横波只能在固体中传播，纵波可在固体、液体和气体中传播，故D 选项错误.3.(振动与波的关系)(多选)关于机械波和机械振动，下列说法中正确的是( ) A.机械振动就是机械波，机械波就是机械振动 B.有机械波，则一定有机械振动C.机械波就是质点在介质中的运动路径D.在波传播方向上各个质点都有相同的振动频率和振幅 答案 BD解析 机械振动在介质中传播，形成了机械波，A 错；波的形成有两个条件，一是要有波源，二是要有介质，所以，有机械波一定有机械振动，B 对；在波的形成和传播过程中，各质点不随波迁移，C 错；离波源较远的质点依靠前面质点的带动，所以频率、振幅相同，D 对.4.(由“带动法”确定质点的振动方向)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6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( )图6答案 B解析 由“带动法”可知此时P 点从平衡位置开始向下运动，B 正确.一、选择题考点一 波的形成、传播和特点1.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”，主要原因是( ) 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，但空气仍在振动答案 B 解析 停止对大钟的撞击后，大钟的振动不会立即停止，振动的能量不会立即消失，大钟会做一段时间的阻尼振动，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.2.在一平静的湖面上漂浮着一轻木块，向湖中投入一石块，在湖面上激起水波，关于木块的运动情况，以下说法正确的是( )A.因为“随波逐流”，木块将被推至远处B.因不知道木块离波源的远近如何，所以无法确定木块的运动情况C.无论木块离波源的远近如何，它都不能被波推动，最多只能在湖面上做上下振动D.木块被推动的距离与木块的质量大小和所受水的阻力的大小等情况有关答案 C解析波传播的是振动这种形式，各质点在各自平衡位置附近做简谐运动，并不随波迁移，故A、B、D 错误，C正确.3.(多选)关于机械波的说法正确的是()A.相邻的质点要相互做功B.机械波在真空中也能传播C.波源开始时怎样振动，其他质点开始时就怎样振动D.除波源外，波中各质点都做受迫振动答案ACD解析机械波是由于介质中前面的质点带动后面的质点运动，使波源的振动形式与波源的能量向远处传播而形成的，前、后质点间存在相互作用力，因而相互做功，故A正确；机械波的传播必须有介质，在真空中不能传播，故B错误；波源依次带动后面的质点，每个质点都做受迫振动，每个质点的频率都与波源频率相同，并且都“仿照”波源振动，故C、D正确.4.(多选)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振动，只是时间上落后一步C.参与振动的质点都有相同的频率D.机械波是质点随波迁移，也是振动能量的传递答案BC解析机械波的形成必须具备的两个条件：波源和介质，物体做机械振动，若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；形成机械波的各振动质点只在各自的平衡位置附近做简谐运动，并不随波迁移，故D选项错误.5.一列简谐横波在介质中传播，当波源质点突然停止振动时，介质中其他质点的振动及能量传递的情况是()A.所有质点都立即停止振动B.已经振动的质点将继续振动，未振动的质点则不会振动C.能量将会继续向远处传递D.能量传递随即停止答案 C6.关于机械波，下列说法中正确的是()A.自然界所刮的风就是一种机械波B.波不仅能传递能量，而且参与振动的质点也在随波迁移C.波将波源的振动形式传播出去的同时，也可以传递信息D.传播机械波的介质一定是可以自由流动的答案 C考点二横波和纵波7.区分横波和纵波的依据是()A.是否沿水平方向传播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是相互垂直还是在同一直线上D.质点振动的快慢答案 C8.(2018·南昌十中高二下学期期中)下列关于纵波的说法中，正确的是()A.在纵波中，波的传播方向就是波中质点的移动方向B.纵波中质点的振动方向一定与波的传播方向在一条直线上C.纵波中质点的振动方向一定与波的传播方向垂直D.纵波也有波峰和波谷答案 B考点三由“带动法”确定质点的振动方向9.(2018·商州高二检测)如图2所示为波沿一条固定的绳子向右刚传播到B点时的波形，由图可判断A点刚开始的振动方向是()。
2024-2025学年高二物理选择性必修第一册(鲁科版)教学课件3.1波的形成和描述
律
整个波形沿波的传播方向平移,
不同时刻波形一般不同
高中物理 选择性必修第一册
第3章 机械波 第1节 波的形成和描述
比较项目
简谐运动的图像
简谐波的图像
不
振幅、周期、某时刻的 振幅、波长、某质点平衡
获取
同
位移、加速度方向、振 位置的坐标、位移、加速
信息
点
动方向
度方向、振动方向
现。波再经 3.5 s,即 3T+2,传播距离为 3λ+2,因此,将该时刻波形沿 x 轴负向平
移2距离,得到 3.5 s 时的波形图。
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第3章 机械波 第1节 波的形成和描述
例题2 图甲为某一波在t=1.0 s时的图像,图乙为参与该波动的P质点的振动图像。
(1)说出两图中AA'的意义;
(2)说出甲图中OAB图线的意义,并判断甲图中
的波的传播方向;
(3)画出甲图中各质点再经3.5 s时的波形。
解析 (1)甲图中AA'表示质点A的振幅或1.0 s时A质点的位移,大小为0.2 m,方向为
的图像上另找一点P',若P'在P点上方,则P向上振动;若P'在下方,则P向下振动
(如图甲所示)。
高中物理 选择性必修第一册
第3章 机械波 第1节 波的形成和描述
(2)上下坡法:沿波的传播方向看去,“上坡”处的质点向下振动;“下坡”处的质
点向上振动,简称“上坡下,下坡上”(如图乙所示)。
(3)同侧法:在波的图像上的某一点,沿竖直方向画出一个箭头表示质点振动
C.形成纵波的质点随波一起迁移
D.空气介质只能传播纵波
物理人教版高中选择性必修一(2019年新编)3-1 波的形成(教案)
第二章 机械波 §3-1 波的形成一、学习目标1.知道机械波的产生条件，理解机械波的形成过程.2.知道横波和纵波的概念.3.知道机械波传播的特点． 二、学习过程【问题探究】如图所示，手拿绳的一端，上下振动一次，使绳上形成一个凸起状态，随后形成一个凹落状态，可以看到，这个凸起状态和凹落状态在绳上从一端向另一端移动．如果在绳子上某处做一红色标记，观察这一红色标记的运动．(1)红色标记有没有随波迁移？(2)当手停止抖动后，绳上的波会立即停止吗？ 【答案】(1)没有，红色标记只在竖直方向上下振动． (2)不会，当手停止抖动后，波仍向右传播． 【知识点1】波的形成1．波：振动的传播称为波动，简称波． 2．波的形成(以绳波为例)(1)一条绳子可以分成一个个小段，这些小段可以看作一个个相连的质点，这些质点之间存在着弹性力的作用．(2)当手握绳端上下振动时，绳端带动相邻的质点，使它也上下振动．这个质点又带动更远一些的质点…绳子上的质点都跟着振动起来，只是后面的质点总比前面的质点迟一些开始振动．例题1、如图所示，这是某绳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运动，带动2、3、4、…各个质点依次上下振动，把振动从绳的左端传到右端。
已知t ＝0时，质点1开始向上运动，t ＝T4时，1到达最上方，5开始向上运动。
问：(1)t ＝T2 时，质点8、12、16的运动状态(是否运动、运动方向)如何？(2)t ＝3T4 时，质点8、12、16的运动状态如何？【答案】 见解析【解析】 各质点在各时刻的情况，如图甲、乙所示。
(1)由甲图可知，t ＝T2 时，质点8未达到波峰，正在向上振动，质点12、16未振动。
(2)由乙图可知，t ＝3T4时，质点8正在向下振动，质点12向上振动，质点16未振动。
跟踪训练：如图是某绳波形成过程的示意图，1、2、3、4……为绳上的一系列等间距的质点，绳处于水平方向．质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动，带动2、3、4……各个质点依次上下振动，把振动从绳的左端传到右端．t =0时质点1开始竖直向上运动，经过四分之一周期，质点5开始运动．下列判断正确的是( )．A. 质点6开始振动时的运动方向向下B. t =T2时质点6的加速度方向向下 C. t =3T 4时质点10的运动方向向下D. t =T 时质点16开始运动【答案】B【解析】解：A 、介质中各质点开始振动时的振动方向和振源开始振动时的振动方向相同，故A 错误；B 、经过t =T2质点1回到平衡位置，质点9开始向上振动，质点6在平衡位置上方，所以加速度的方向向下，故B 正确； C 、t =3T 4时质点1振动到负的最大位移处，质点13开始振动，5～13之间的质点在平衡位置上方，9～13之间的质点处于“下坡路”上，振动方向都向上，故C 错误； D 、t =T 时质点17开始运动，D 错误。
2021学年高二上学期物理人教版(2019)选择性必修第一册习题教学课件：3.1波的形成
2.(多选)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，从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 开始振动，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( ACD)
A．介质中所有质点的起振方向都是竖直向下的，图中质点 9 起振最晚
第三章 机械波
3．1 波的形成
(限时：40分钟)
一、波的形成 1．波：振动的传播称为波动，简称波． 2．波的形成：介质中各质点之间存在着相互作用力，作为 波源的质点由于外界干扰开始振动会带动周围质点振动，并依次 带动邻近质点振动，于是振动就在介质中由近及远地传播． 二、横波和纵波 1．横波：质点的振动方向与波的传播方向相互垂直的波． 波峰：凸起的最高处． 波谷：凹下的最低处．
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 A、C 两项正确，B 项错 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 质点都振动后，质点 1 与质点 9 步调完全一致，所以 D 项正确．
5．下列关于波的现象的说法中正确的是( A ) A．只要有机械波产生，一定可以找到产生机械波的波源 B．把小石头扔到平静的湖水里，水面上便会激起水波，水 波将促使水面上的漂浮物向远方运动 C．某空间找不到机械波，则在这一空间一定没有波源 D．横波与纵波，其质点的振动方向不同，因此，横波和纵 波不可能沿同一方向传播
8.(多选)一列简谐横波在 x 轴上传播，某 时刻的波形图如图所示，a、b、c 为三个质 点，a 正向上运动，由此可知( AC )
A．该波沿 x 轴正方向传播 B．c 正向上运动 C．该时刻以后，b 比 c 先到达平衡位置 D．该时刻以后，b 比 c 先到达最大位移处
高三物理波的形成课件ppt
技巧：波形好比山坡，波传播方向 好比风向，迎风面的树倒下，背风 面的树挺拔。
波的图 象 波长、频 率和波速
一、波长、波速
1．波速由什么决定？ 波速由介质决定，与波的频率、质点的振幅无关。
2．频率由什么决定？ 波的频率只取决于波源，与波速、波长无关。波在传 播过程中、从一种介质进入另一种介质时频率不变。 3．波长由什么决定？ 波长则决定于v和T。波从一种介质进入另一种介质波 速发生变化，周期不变，波长发生变化；波在同一介 质中传播，当周期发生变化，波长也发生变化。
三、声波和地震波
• 声波是纵波. • 地震波既有横波又有纵波．
四、机械波
1．介质和波源：介质——借以传播波的物质．波源——保持持续振 动的物体． 2．机械波：机械振动在介质中的传播，形成机械波．(简称波) 3．产生机械波的条件：同时存在振源和介质． 【注意】有振动不一定存在波，有波一定存在振动 4．机械波向外传播是振动形式的传播，介质中各质点不随波发生迁 移． （1）当波在介质中传播时，各个质点均在自己的平衡位置附近振 动． （2）在波的传播方向上各质点依次开始振动． ①各质点振动周期相同（由振源决定，即与振源振动周期相同） ②各质点振幅相同（不考虑能量损失时） ③各质点刚开始振动的方向相同． 5．波是传递能量的一种方式 波向外传播的是振动的形式（向外传递信息和能量）．
五、波动与振动
1．区别 振动是一个质点的往复运动，而波动是介质中许多质点 的集体运动． 2．联系 （1）都是周期性的运动：波动周期等于质点的振动周 期． （2）从构成介质的某一质点来看，所呈现的现象是振动， 从构成介质的整体来看，所呈现的现象是波动． （3）振动是形成波动的必要条件，但有振动不一定存在 波动． （4）波动是振动形式（信息）的传播过程．
2024-2025学年高二物理选择性必修第一册(配人教版)课件第3章本章整合
解析 主动降噪耳机是根据波的干涉条件,抵消声波与噪声的振幅、频率相
同,相位相反,叠加后相互抵消来实现降噪的。抵消声波与噪声的振幅相同,
1
f==100
也为A,A错误;抵消声波与噪声的频率相同,由
Hz,B正确;抵消声
波与噪声的波速、频率相同,则波长也相同,为λ=vT=340×0.01 m=3.4 m,C
知,t=T时的波形图为选项D图。
试题情境 学习探索类情境
必备知识 波的图像,质点振动方向、波的传播方向和波形图的关系
关键能力 理解能力,推理论证能力,分析综合能力
教材链接 振动方程,波的图像,人教版选择性必修第一册P38、P64
思维方法
由振动方程可知,波源起振方向沿y轴正方向,由“上下坡”法确定
波形图
时刻的波形如图中实线所示,在t1=0.4 s时刻的波形如图中虚线所示。从t
到t1时间内,x=2 m处的质点P运动的路程为s,且0.2 m<s<0.4 m。求:
(1)波的传播的方向和传播速度的大小;
(2)质点P第二次出现波谷的时刻。
解析 (1)由题图可知,波长λ=3 m,振幅A=0.1 m,由t=0.2 s时刻到t1=0.4 s时刻
纵波:质点的振动方向与传播方向⑤在同一直线上
波的传播方向上振动状态总是⑥ 相同
波长
波长、频率
和波速
⑦相邻
的
质点之间的距离
波在一个⑧ 周期
内传播的距离
波图像上⑨ 相邻
两个波峰或波谷之间的距离
频率:波动中各个质点的振动频率
描述
波速:波在介质中传播的快慢,由介质自身的性质决定
关系:v = ⑩ λf
物理意义:横坐标表示波的传播方向上各质点的⑪ 平衡位置
高考物理知识讲解 机械波及波的图像(提高) 专题复习资料含答案
物理总复习：机械波及波的图像【考纲要求】1、理解机械波的产生条件、形成过程；2、知道研究机械波的几个重要物理量及其相互间的关系；3、理解波动图像的意义；4、知道波动图像与振动图像的区别；5、能分析有关波的多解问题。
【知识网络】【考点梳理】考点一、机械波1、波的形成机械振动在介质中的传播形成机械波。
条件：①波源；②介质。
2、机械波的分类按质点的振动方向与波的传播方向是垂直还是平行，分为横波和纵波。
3、描述波动的物理量4、机械波的传播特征要点诠释：（1）机械波向外传播的只是振动这一运动形式和振动的能量，介质中的质点本身并没有随波迁移。
（2）机械波在传播过程中，介质中各质点都在各自的平衡位置附近做同频率、同振幅的简谐振动，沿着波的传播方向，后一质点的振动总落后于前一质点的振动，或者说后面的质点总要重复前面质点的振动，只是在时间上晚了一段。
正是由于不同质点在同一时刻的振动步调不一致，于是就形成了波。
（3）在介质中有波传播时，由于介质中各个质点运动的周期性，决定振动状态在介质中的传播也具有周期性，如果忽略了介质对能量的吸收消耗，则介质中各质点均做振幅相同的简谐振动。
（4）机械波从一种介质进入另一种介质，频率不变，波速、波长都改变。
机械波波速仅由介质来决定，固体、液体中波速比空气中大。
考点二、波的图像简谐波的图象是正弦或余弦曲线。
要点诠释：（1）波的图象形象直观地揭示了较为抽象的波动规律。
波的图象表示在波的传播方向上介质中大量质点在同一时刻相对平衡位置的位移，波动图象一般随时间的延续而变化（t kT ∆=时，波形不变，k 为整数）。
（2）从图象可获取的信息有：①该时刻各质点的振动位移；②振幅A 和波长λ；③若已知波的传播方向，由图象可知各质点的振动方向；若已知某质点此时刻的振动方向，由图象可知波的传播方向。
考点三、确定振动或传播方向的方法要点诠释： 波的传播方向与质点振动方向的判断方法已知波的传播方向，由图象可知各质点的振动方向；若已知某质点此时刻的振动方向，由图象可知波的传播方向。
新教材 高中物理第三章机械波1 波的形成课件新人教版选择性必修第一册
情境思考： 在水面上投一石块形成水波，则水面上的树叶能否随水波漂浮到远 处？
提示：不能．水波在传播时，介质不随波迁移．
关键能力·合作探究
探究点一 波的形成 导学探究 如图所示是生活中常见的几种波动现象，这些波动现象是如何形成 的呢？
提示：以彩带为例，运动员手持细棒抖动彩带的一端，彩带像波浪般翻卷，是 因为彩带一端振动，带动彩带上相邻部分振动，依次逐渐引起整个彩带振动．
针对训练4 某地区地震波中的横波和纵波传播速率分别约为4 km/s 和9 km/s.一种简易地震仪由竖直弹簧振子P和水平弹簧振子H组成， 如图所示．在一次地震中，震源在地震仪正下方，观察到两振子相差 10 s开始振动，则( )
A．P先开始振动，震源距地震仪约72 km B．P先开始振动，震源距地震仪约50 km C．H先开始振动，震源距地震仪约72 km D．H先开始振动，震源距地震仪约50 km
答案：C
解析：波的传播方向与质点的振动方向如果在同一直线上就是纵波，如果两者 的方向相互垂直，就是横波．
2．(多选)关于机械波，下列说法正确的是( ) A．机械波的传播方向就是介质中质点的振动方向 B．机械波的传播伴随着振动能量的传递 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
(1)密部：质点分布 ___最__密___的位置 (2)疏部：质点分布 ___最__疏__ห้องสมุดไป่ตู้的位置
实物波形
三、机械波 1．介质：绳、弹簧、水、空气等是波借以传播的物质，叫作介质． 2．形成：机械振动在介质中传播，形成了机械波． 3．两个产生条件 (1)要有___波__源___． (2)要有传播振动的___介__质___． 4．传递的三个特点 (1)介质中有机械波传播时，介质本身并不随波一起传播，它传播的 只是“__振__动___”这种运动形式． (2)波是传递___能__量___的一种方式． (3)波可以传递___信__息___．
波的形成课件-2022-2023学年高二上学期物理人教版(2019)选择性必修第一册
正向上运动，如图中箭头所示，由此可判断此横波(
)
C A.向右传播，且此时质点B正减速运动
B.向右传播，且此时质点C位移正增大
C.向左传播，且此时质点D加速度正减小D.向左传播，且此时质
点E势能正减小
练 习 、 （2022·四川省绵阳南山中学高二阶段练习）一列简谐 横波沿x轴传播，某时刻的波形如图所示，已知此时质点F的运 动方向向y轴负方向，则（ ）
2.地震波:既有横 波又有纵波。且 纵波传播速度大
3.水波:既不是横波也不 是纵波，叫做水纹波。
三、机械波
1.定义：机械振动在介质中的传播就形成了机械波。 2.条件：① 有振源（内因）② 有可传播波的介质（外因）
振源（波源）——保持持续振动的物体． 介质——借以传播波的物质．
有振动不一定存在波，有波一定存在振动．
练习、（2022·全国·高二课时练习）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（如图），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
C．在原处上下振动
D．沿着波纹做圆周运动
练 习 、 （2022·四川·雅安中学高二阶段练习）以下对机械
二、横波和纵波
1.横波 （1）定义：质点的振动方向跟波的传播方向垂直的波叫做横波
（2）特点：有波峰、波谷 凸起的最高处叫做波峰 凹下的最低处叫做波谷
（3）说明：横波是靠物体内部形变而产生的弹力作为回复力。 故横波在固体传播
实验中观察到，弹簧圈密集的部分和稀疏的部分交替向右传播，在弹簧 上形成一种与横波不一样的疏密相间的波。
方法二： 逆着波的传播方向，（上坡上，下坡下） 上坡上振（y轴正方向） 下坡下振（y轴负方向）
_新教材高中物理第三章机械波1波的形成课件新人教版选择性必修第一册
横波和纵波
1．对比
项目
定义
标识性物理量
质点的振动方向 波峰：凸起的 横波 与波的传播方向 _最__高__处___
波谷：形
项目
定义
标识性物理量
质点的振动方向 密部：质点分布
与波的传播方向 ___最__密_____的位置 纵波
在__同__一__直__线__上__的 疏部：质点分布
④科学态度与责任：用波动演示器显示波的叠加．观察音叉双臂振 动激发的水波干涉现象．学生们手拉手站成一排，依次下蹲、起立，模 拟机械波．查阅资料，了解多普勒效应的实际应用．查阅资料，举办关 于机械波的讨论会．
本章是力学的最后一章，整体难度并不大，属于高考的重点．本章 引导学生通过研究机械波现象，拓展对物理世界的认识和理解；通过创 设学生感兴趣的问题情境，引导学生运用已有的概念和规律分析常见的 机械波现象．
探究总结 1．机械波的形成
2．机械波的特点 (1)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 随波传播而迁移，而是在各自的平衡位置附近振动． (2)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，因此各个质点振动的周期(频 率)与波源的周期(频率)相同．
本章重点 ①知道波的产生和传播，横波和纵波的异同点；②知道 波的反射、折射、衍射、干涉等现象，能解释多普勒效应产生的原因； ③理解波速、波长和频率的关系．
本章难点 ①能分析波的图像问题，能用图像描述横波；②理解波 速、波长和频率的关系，并能进行相关计算；③能分析波的多解问题．
1 波的形成
学习目标 1．理解机械波的形成过程和传播 条件 2．知道机械波的分类——横波和 纵波 3．明确机械波传播的特点 4．通过对波的认识和理解，逐步 提高空间想象能力
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波的形成(解析版)
波的形成(解析版)
波是指能量或者信息在介质中传播的一种方式。
波的形成和传播是物理学中一个重要的研究领域。
本文将从波的定义、特性以及形成的机制等方面进行阐述，以期能够给读者一个全面的了解。
一、波的定义与特性
波是一种能量或信息在介质中传播的方式，通过介质中粒子的振动或者波动来传递能量。
波可以分为机械波和电磁波两种类型。
机械波是需要介质参与传播的波动，如水波、地震波等。
水波的形成是水分子在传播过程中的振动引起的，地震波则是地壳发生位移时引起的波动。
电磁波是无需介质参与的波动，包括光波、无线电波等。
光波是由电磁场和磁场交替振动而产生的，其传播速度为光速。
波具有一些共同的特性，包括振幅、波长、频率和速度等。
振幅表示波的最大偏离程度，波长是波动的空间周期，频率表示波动的时间周期，而速度则是波在介质中传播的速度。
二、波的形成机制
波的形成机制多种多样，下面将介绍一些常见的波动形成原理。
1. 机械波的形成
机械波的形成需要物质的振动或波动来传递能量，下面以水波和声波为例进行解析。
水波的形成是由于水分子在传播过程中的振动引起的。
当水面受到外力作用时，水分子会发生振动并向周围传播，形成了水波。
这种波的传播可以通过扔石子入水的实验来观察和验证。
声波的形成则是由介质中空气分子的振动引起的。
当物体振动时，空气分子也会随之振动，形成了声波。
声波的传播可以通过喇叭放音乐或者耳朵听到的声音来感受。
2. 电磁波的形成
电磁波是由电磁场和磁场交替振动而产生的，下面以光波为例进行解析。
光波的形成是由电子的激发状态和跃迁引起的。
当电子从高能级跃迁到低能级时，会释放出能量，其中一部分能量以电磁波的形式传播出去，形成了光波。
这个过程可以通过激光器发光的实验来观察和验证。
三、波的传播与现象
波的传播过程中会出现一些特殊的现象，下面分别介绍波的衍射、干涉和折射等现象。
1. 衍射现象
衍射是波传播遇到障碍物或孔隙时发生的现象。
当波通过一个较小
的孔或者遇到边缘处的障碍物时，波会向周围扩展，形成衍射现象。
这个现象可以通过实验室中的光通过狭缝的实验来观察到。
2. 干涉现象
干涉是由于波的叠加引起的现象。
当两个或多个波相遇时，它们会
相互干涉，形成干涉现象。
干涉可以是增强效应，也可以是衰减效应，这取决于波的相位差。
干涉现象可以通过双缝干涉实验来观察和验证。
3. 折射现象
折射是波从一种介质传播到另一种介质时发生的现象。
当波从一种
介质进入另一种介质时，由于介质的密度或者光学性质不同，波会发
生折射现象。
折射现象可以通过将光线从空气射入水中的实验来观察
和验证。
四、波的应用领域
波的形成和传播机制在许多实际应用中起到重要的作用，下面列举
几个典型的应用领域。
1. 通信技术
电磁波在无线通信中的应用是技术发展的基础。
通过调制和解调技术，电磁波被用于传输语音和数据，实现了远程无线通信。
2. 医学影像学
声波在超声波成像中的应用为医学影像学做出了巨大贡献。
超声波
可以检测人体内部的结构和病变，并且无辐射，安全可靠。
3. 物理研究
波动现象在物理研究中发挥着重要作用，如研究光的波粒二象性、
探索量子力学等。
4. 地震学
地震波的传播和侦测对于地震学研究和地震灾害预测起到关键作用，有助于人们提前做好防范和应对措施。
结论
波是一种能量或信息在介质中传播的方式，可以分为机械波和电磁
波两种类型。
波的形成和传播机制有多种多样，其中机械波的形成需
要介质的振动或波动，电磁波的形成则是由电磁场和磁场交替振动引
起的。
波的传播过程中会出现一些特殊的现象，如衍射、干涉和折射等。
波的应用广泛，包括通信技术、医学影像学、物理研究和地震学
等领域。
通过对波的形成和传播机制的研究，我们可以更好地理解自
然界中的各种现象和现象背后的规律。