学案6：12.1波的形成和传播

12.1波的形成和传播
1.学习目标：
1）知识目标
（1）知道直线上机械波的形成过程；
（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）知道“机械振动在介质中传播，形成机械波”，知道波在传播运动形式的同时也传递了能量。

2）能力目标
通过实验演示、观察、分析，培养进行科学探索的能力，培养空间想象能力和思维能力。

2.学习重难点：
机械波的形成过程及传播规律
3.学习过程
1）自主学习：
1．波的形成：引起波动的振动体叫．波源振动带动它相邻质点发生振动，并依次带动离波源更远的质点振动，只是的振动比前一质点的振动迟一些．于是，波源的振动逐渐传播开去．
2．机械波产生的条件：(1)要有；(2)要有传播振动的．
3．机械波的特点：(1)机械波传播的是质点的，也是传递和的一种方式．介质中的质点只是在平衡位置附近振动，并不随波的传播而迁移．(2)波动是大量质点的集体行为，各个质点的振动有一个时间差，离波源越远的质点振动越滞后．4．机械波的分类：机械波分成和两类．质点振动的方向与波的传播方向垂直的波叫横波．在横波中，凸起的最高处叫，凹下的最低处叫．质点的振动方向跟传播方向的波叫纵波．在纵波中，质点分布最密的地方叫，质点分布最疏的部分叫．
2）基础巩固：
1．关于机械波的下列说法正确的是（）
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．机械波是机械振动在介质中的传播过程，它是传递能量的一种方式
D．没有机械波就没有机械振动
2．波在传播过程中，正确的说法是（）
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
3．区分横波和纵波是根据（）
A．质点振动的振幅和波的传播速度的大小
B．质点振动的频率和波的传播能量的多少
C．质点振动的方向和波传播的远近
D．质点振动的方向和波传播的方向
4．在机械波中（）
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）典例精析：
知识点一机械波的形成和传播
例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
例2如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( )
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4
3T D.若N 点为波源，则该时刻P 质点动能最大
知识点二 横波和纵波
例3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
知识点三 机械波
例4以下对机械波的认识正确的是( )
A.形成机械波一定要有振源和介质
B.振源做简谐运动形成的波中，各质点的运动情况完全相同
C.横波向右传播时，处于波峰的质点也向右迁移
D.机械波向右传播时，右方的质点比左方的质点早一些振动
知识点四 振动和波的关系
例5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 4）点评答疑：
例1方法归纳 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机械波，机械波在传播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，而各介质的质点并不随波迁移；波在传播振动形式的同时，也在传播能量和信息.
例2方法归纳 当波源确定后便可确定波传播的方向，由于介质中各质点从波源开始依次运动，即越靠近波源的质点运动的时间越长.另外,任何一个质点的起振方向都与波源的起振方向相同.
例4误区警示 波动与振动是两个不同的概念，一些同学往往认为：振动就是波动，我们知道在波的传播过程中，一定有质点的振动，但质点振动，不一定能够形成波动，波动是许多
质点振动而形成的，振动则是单个质点的运动.
例5误区警示 很多同学会认为“波源停振时，介质中的波动立即停止”，错误的主要原因是不能明确波的形成条件及传播特点.
5）课堂达标：
1．关于机械波的以下说法中，正确的是( )
A ．发生波动需要两个条件：波源和介质
B ．波动过程是介质质点由近及远移动的过程
C ．波动过程是能量由近及远传递的过程
D ．波源与介质质点的振动都是自由振动
2．有关纵波与横波，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
3．下列有关机械振动和机械波的说法中正确的是( )
A ．某物体做机械振动，它周围的介质中就一定产生机械波
B ．波源停止振动后，已形成的机械波仍能在介质中继续传播
C ．机械波传播的只是机械振动的形式和能量，参与波动的质点并不随波迁移
D ．振动是变速的，波动是匀速的
4．如图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( )
A ．质点6开始振动时的运动方向向下
B ．t ＝T 2
时质点6的速度方向向下 C ．t ＝3T 4
时质点10的运动方向向上 D ．t ＝T 时质点16开始运动
7）课堂小结：
【参考答案】
1）自主学习：
波源 后一质点 波源 介质 振动形式 能量 信息 横波 纵波 波峰 波谷 在同一直线上 密部 疏部
2）基础巩固：
【答案】1．B 、C 2．B 3．D
3）典例精析：
例1【答案】 BC
【解析】 机械波的形成必须具备的两个条件：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一个波源而带动它周围的质点振动，将振动传播开来，所以后一质点总是落后，故选项B 、C 正确，形成机械波的各个质点，只有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，故选项D 错误.
例2【答案】 C
【解析】 若M 点为波源，相当于其他点追随M 点振动，又因为是经过一个周期的波形，此时M 点的振动方向向上，即为开始振动时的方向或者根据波传到了N 点，此时N 点振动
方向向上，即波源的开始振动方向向上，而传到P 点要经过
43T ，因而P 点已振动4
1T ，若N 点为波源，N 开始振动方向向下，传到P 点经4T ，故P 点已振动了43T ，而此时P 点在最大位移处，速度为零，动能最小，答案为C 选项.
例3【答案】ABC
【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.
例4【答案】 A
【解析】 振源和介质是形成机械波的两个必不可少的条件，故A 选项正确.简谐运动在介质中传播时，介质中各质点都做简谐运动，沿波的传播方向上，后面的质点比前面的质点总要晚一些开始振动，但质点本身并不随波的传播而发生迁移，而且各质点的振动步调不一致，故B 、C 、D 三项都错.
例5【答案】 A
【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.
5）课堂达标：
1.【答案】 AC
【解析】 波源(即振源)振动时，依靠介质中的相互作用力带动周围各部分质点振动起来，形成机械波。

各质点只在平衡位置附近振动，并不随波向外迁移，仅把波源的振动和能量传播开来。

波源和介质质点之间的相互作用力阻碍波源的振动，是一种阻力，所以波源的振动不可能是自由振动。

相邻的介质质点间存在相互作用，故介质质点也不是自由振动。

2.【答案】 C
【解析】 不论振源沿水平方向振动，还是竖直方向振动，只要振动方向与波传播方向垂直，则为横波；若振动方向与波传播方向在一条直线上则为纵波。

3.【答案】 ABC
【解析】 机械振动在介质中的传播形成机械波，选项A 正确；由于机械波已在介质中形成，当波源停止振劝，已振动的质点又形成新的波源，使机械波仍在介质中传播，选项B 正确；由机械波的传播特点可知，选项C 正确；波只有在同种均匀介质中才会匀速传播，选项D 错误。

4.【答案】 C
【解析】 介质中各质点开始振动时的振动方向和波源开始振动时的振动方向相同，A 错；
经过t ＝T 2
质点1回到平衡位置，质点9开始向上振动，质点5振动到正的最大位移处，根据带动法可知，质点6在平衡位置上方向上振动，即速度的方向向上，B 错；t ＝3T 4
时质点1振动到负的最大位移处，质点9振动到正的最大位移处，质点13开始振动，5～13之间的质点在平衡位置上方，9～13之间的质点振动方向都向上，C 对；t ＝T 时质点17开始运动，D 错。