第三章第三章 机机 械械 波波学 习 目 标物 理 与 STSE1.知道机械波、波源和介质.2.理解机械波的传播及传播特点.3.知道横波和纵波的概念，能区分横波和纵波 抖动绳子的一端，发声体振动时在 形成横波 空气中产生纵波知识点一认识机械波1定义：机械振动在媒介中的传播2条件：波源和介质3波源：产生机械波的振动源4介质：传播机械振动的媒介知识点二机械波的传播1传播形式：从波源通过介质依次传播波源带动相邻质点做受迫振动，该质点振动后会同样带动其相邻质点做受迫振动，直至机械波传播到能传播的地方2传播特点：(1)传播振动的运动形式(2)传播能量(3)介质的质点只在平衡位置做上下振动知识点三横波与纵波1机械波分类：横波和纵波2横波：质点的振动方向与波的传播方向相互垂直的波，叫作横波3纵波：质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的波，叫作纵波纵波中有密部和疏部 核心素养物理观念 机械波、波源、介质、横波和纵波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 小试身手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：声波是机械波，传播需要介质，故选项B正确答案：B2一列波由波源向周围传播开去，以下说法错误的是()A介质中各质点由近及远地传播开去B波源的振动形式由近及远地传播开去C介质中各质点振动的能量由近及远地传播开去D介质中各质点只是振动而没有迁移解析：波在传播时，介质中的质点在其平衡位置附近做往复运动，它们并没有随波的传播而发生迁移；波传播的是振动形式，而振动由能量引起，也即传播了能量故A错误，B、C、D正确答案：A3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作横波，质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的波叫作纵波，与上下振动或水平振动无关，故选项A、B错误，选项C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，故选项D错误答案：C探究一机械波的传播1机械波的形成2波的特点(1)振幅：像绳波这种只在某个方向上传播的机械波，若不计能量损失，各质点的振幅相同(2)周期：各质点振动的周期均与波源的振动周期相同(3)步调：离波源越远，质点振动越滞后(4)各质点只在各自的平衡位置振动，并不随波迁移(5)机械波向前传播的是振动这种运动形式，同时也传递能量和信息答案：波动过程中介质中各质点的振动规律1在一条软绳上选18个等间距的质点，质点1在外力作用下首先向上振动，其余质点在相互作用力的带动下依次振动，从而形成简谐波，由波的形成及图示可知，下列说法中正确的是()A每个质点均在其平衡位置附近自由振动B每个质点开始运动后，均在水平方向做匀速运动，在竖直方向做简谐运动C绳上的每一个质点开始振动时，方向都向上，振动周期都相同D绳上波的传播过程也是能量的传递过程，每个质点均做等幅振动，故每个质点的机械能守恒解析：质点1带动质点2是利用绳子上质点间的弹力实现的，因此每个质点均做受迫振动，A错误；每个质点开始振动后，只在竖直方向做简谐运动，水平方向上不随波迁移，B错误；绳子上每一个质点的起振方向都相同，振动周期等于波源振动周期，C正确；波的传播过程也是能量的传递过程，所受合力不为零，虽然每个质点均做等幅振动，但是每个质点的机械能并不守恒，D错误故选C.答案：C2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正确答案：B3如图是某绳波形成过程示意图，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t0时质点1开始竖直向上运动，质点振动周期为T，经过四分之一周期，质点5开始运动，此时质点1已发生的位移大小为x0.下列判断正确的是()探究二振动与波动的关系项目振动波动运动现象振动是单个物体所表现出的周而复始的运动现象波动是大量物体受到扰动时，从扰动中心传播开来的周而复始的运动现象运动成因物体由于某种原因离开平衡位置，同时受到指向平衡位置的力回复力作用介质中质点受到相邻质点的扰动而随着运动，并由近及远传播开去运动性质变加速运动在均匀介质中匀速向前传播能量动能与势能相互转化，如果是简谐运动，机械能保持不变波的传播过程是一个能量传播过程，传播的是波源的能量【典例2】(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错误答案：AB(1)有机械波，必有机械振动；有机械振动，不一定形成机械波(2)质点的振动速度是随时间改变的，而波在同种均匀介质中的传播速度是不变的4(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解析：机械振动在介质中传播，形成了机械波，A错误；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正确；在波的形成和传播过程中，各质点不随波迁移，C错误；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正确答案：BD5一学生看见平静的湖面上漂浮着一小块泡沫，想把它拾起来扔到垃圾桶，于是向湖中投入一石块，在湖面上激起水波关于泡沫的运动情况，下列说法正确的是()A泡沫不能被波浪推动，最多只能在湖面上做上下振动B投入的石块质量越大，波浪越容易将泡沫推至岸边C不知泡沫离波源的远近如何，无法确定泡沫的运动情况D因“随波逐流”，波浪会将泡沫推至岸边解析：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，B、C、D错误，A正确答案：A6.(2021佛山高二检测)(多选)如图为一列简谐波在某时刻的波形图，a、b、c、d为介质中的四个质点a在波峰，d在波谷，c在平衡位置，b的位移大小等于振幅的一半，四个质点的加速度大小分别为aa、ab、ac、ad，它们的速度大小分别为va、vb、vc、vd，四个质点的振幅大小为Aa、Ab、Ac、Ad，则()Aacababaaad0Cvavdvbvc Dvavdvbvc解析：机械波中各个质点都在做简谐运动，质点的加速度与质点的位移成正比，故A项正确；各质点越靠近平衡位置，速度越大，位移越小，故D项正确答案：AD