《机械波的形成和传播》 导学案

《机械波的形成和传播》导学案
一、学习目标
1、理解机械波的形成过程。

2、掌握机械波的传播特点。

3、能区分横波和纵波。

4、理解波长、频率和波速的概念及其关系。

二、知识要点
1、机械波的形成
（1）机械波的定义：机械振动在介质中的传播形成机械波。

（2）形成条件：①要有做机械振动的物体，即波源；②要有能够传播机械振动的介质。

（3）介质：可以是固体、液体或气体。

2、机械波的传播
（1）传播的是振动形式、能量和信息。

（2）介质中各质点并不随波迁移，只是在各自的平衡位置附近做往复运动。

3、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。

例如：绳波。

（2）纵波：质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的波。

例如：声波。

4、波长、频率和波速
（1）波长（λ）：在波动中，振动相位总是相同的两个相邻质点间
的距离。

（2）频率（f）：波的频率由波源决定，等于波源的振动频率。

（3）波速（v）：波在介质中传播的速度。

波速由介质本身的性质
决定。

（4）波长、频率和波速的关系：v ＝λf
三、学习过程
（一）机械波的形成
1、观察实验
准备一条绳子，一端固定，另一端用手上下抖动，观察绳子上形成
的波。

思考：
（1）绳子上的质点是如何运动的？
（2）波是如何向前传播的？
2、分析形成过程
（1）当手向上抖动时，靠近手的质点开始向上运动，带动相邻的质点依次向上运动；当手向下抖动时，靠近手的质点开始向下运动，带动相邻的质点依次向下运动。

（2）质点依次振动，相邻质点间存在相互作用力，前一个质点带动后一个质点振动，从而使振动形式由近及远传播。

（二）机械波的传播
1、以水波为例，观察水面上漂浮的树叶随波的运动情况。

思考：
（1）树叶的运动轨迹是怎样的？
（2）波传播的是什么？
2、理解传播特点
（1）树叶只是在平衡位置附近上下振动，不会随波迁移。

（2）机械波传播的是振动形式、能量和信息。

（三）横波和纵波
1、观察横波演示实验
如在一根水平悬挂的绳子一端系一个小球，让小球左右摆动，观察绳子上形成的波。

思考：
（1）质点的振动方向与波的传播方向有什么关系？（2）横波有哪些常见的例子？
2、观察纵波演示实验
如使用弹簧一端振动，观察弹簧上形成的波。

思考：
（1）质点的振动方向与波的传播方向有什么关系？（2）纵波有哪些常见的例子？
3、总结横波和纵波的特点
（四）波长、频率和波速
1、观察波动图像，理解波长的概念。

思考：如何在波动图像中确定波长？
2、频率的理解
（1）波的频率由什么决定？
（2）同一波源发出的波在不同介质中频率是否改变？
3、波速的影响因素
（1）波速由什么决定？
（2）不同频率的波在同一介质中的波速是否相同？
4、推导波长、频率和波速的关系 v ＝λf
四、典型例题
例 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 参与振动的质点群有相同的频率
D 机械波是介质随波迁移，也是振动能量的传递
分析：物体做机械振动，如果没有介质，无法形成机械波，A 错误；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，B 正确；参与振动的质点群都在重复波源的振动，频率相同，C 正确；
机械波传播的是振动形式、能量和信息，介质中的质点并不随波迁移，D 错误。

例2：一列横波沿绳子向右传播，某时刻绳子形成如图所示的形状，对此时绳上 A、B、C、D、E、F 六个质点，以下说法正确的是（）
A 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 比质点 C 先回到平衡位置
分析：各质点的振幅都相同，A 正确；根据波的传播方向与质点振动方向的关系，可判断质点 D 向上运动，质点 F 向下运动，速度方向相反，B 错误；质点 A 向下运动，质点 C 向上运动，速度方向相反，C 错误；质点 B 此时向上运动，回到平衡位置的时间比质点 C 长，D 错误。

五、课堂练习
1、关于机械波，下列说法中正确的是（）
A 有机械振动必有机械波
B 介质中的各质点随波的传播而迁移
C 机械波是传递能量的一种方式
D 横波的传播速度由波源决定
2、一列沿 x 轴正方向传播的横波，某时刻的波形如图所示。

下列说法中正确的是（）
A 各质点的振动周期相同
B 质点 a 此时的速度沿 y 轴正方向
C 质点 b 此时的速度沿 y 轴负方向
D 质点 c 此时的加速度为零
六、课后作业
1、观察生活中常见的机械波现象，如声波、水波等，思考它们的形成和传播特点。

2、完成课本相关习题。

七、学习拓展
了解机械波在现代科技中的应用，如超声波在医学、工业中的应用等。

通过本导学案的学习，希望同学们能够深入理解机械波的形成和传播，为后续的学习打下坚实的基础。