高中物理 第2章 机械波 第1节 波的形成和描述学案 鲁科版选修3-4-鲁科版高二选修3-4物理学案VIP免费

第1节波的形成和描述1.理解机械波的产生条件和形成过程．(重点)2.知道什么是横波和纵波．3.理解波的图象的意义和特点，能区分波动图象和振动图象及应用它们解题．(重点＋难点)4.掌握波的特征，理解波长、频率和波速的物理意义及其定量关系．一、波的形成与传播1．形成：机械振动在介质中的传播称为机械波，简称波．2．产生条件(1)要有波源．(2)要有传播振动的介质．3．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，因此说它传播的只是机械振动这种运动形式．(2)介质中本来静止的质点，随波的传播而发生振动，可见波是传递能量的一种方式．(3)介质中质点开始振动的方向均与波源开始振动的方向相同．1．(1)在绳波的形成和传播中，所有质点同时运动，同时停止运动．()(2)在绳波的形成和传播中，所有质点的运动是近似的匀速直线运动．()(3)波的形成过程中，前面的质点带动后面的质点振动，后面的质点重复前面质点的振动．()提示：(1)×(2)×(3)√二、波的分类机械波分为横波和纵波两类定义标识性物理量实物波形横波质点的振动方向与波的传播方向垂直的波(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：质点分布最密的地方(2)疏部：质点分布最疏的地方2．(1)纵波指的是质点的振动方向和波的传播方向垂直的波．()(2)横波中分密部和疏部，纵波中分波峰和波谷．()(3)声波是纵波．()提示：(1)×(2)×(3)√三、波的描述1．波的图象描述(1)简谐波定义：如果介质中各个质点做简谐运动，它所形成的波就是一种最基本、最简单的波，叫做简谐波．(2)图象的建立用横坐标x表示沿波传播方向上各个质点的平衡位置，纵坐标y表示某一时刻各个质点偏离平衡位置的位移，并规定横波中位移方向向某一个方向时为正值，位移向相反的方向时为负值．在xOy平面上，画出各个质点平衡位置x与各质点偏离平衡位置的位移y组成的各点(x，y)，用光滑的曲线把各点连接起来就得到了横波的波形图象，也称波形曲线或波形(如图所示)．(3)图象的特点①横波的图象形状与波在传播过程中介质中各质点某时刻的分布相似，波形中的波峰即为图象中的位移正向的最大值，波谷即为图象中位移负向的最大值，波形中通过平衡位置的质点在图象中也恰处于平衡位置．②如果介质中各个质点做简谐运动，它所形成的波就是一种最基本、最简单的波，叫做简谐波．(4)图象的物理意义：波动图象描述的是在同一时刻，沿波的传播方向上的各个质点离开平衡位置的位移．2．波的特征(1)波长(λ)①定义：把沿着波的传播方向，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，通常用λ表示．②特征：在横波中，两个相邻波峰或两个相邻波谷之间的距离等于波长．在纵波中，两个相邻密部或两个相邻疏部中央的距离等于波长．(2)周期(T)和频率(f)①定义：质点完成一次全振动经历的时间叫做波的周期，用T表示．介质中的质点每秒完成全振动的次数叫做波的频率，用f表示．②规律：在波动中，各个质点的振动周期(或频率)是相同的，它们都等于波源的振动周期(或频率)．③关系：周期T和频率f互为倒数，即f＝.④时空关系：在一个周期的时间内，振动在介质中传播的距离等于波长．(3)波速(v)①定义：机械波在介质中传播的速度．波速等于波长和周期的比值．②定义式：v＝，它又等于波长和频率的乘积，公式为v＝λf，这两个公式虽然是从机械波得到的，但也适用于我们以后学到的电磁波．③决定因素：机械波在介质中的传播速度由介质本身的性质决定，在不同的介质中，波速一般不同，另外，波速还与温度有关．3．(1)波的图象表示质点在各个不同时刻的位移．()(2)只有横波才能画出波的图象．()(3)波的图象表示波中各质点在某一时刻的位移．()(4)波一定沿x轴正向传播．()提示：(1)×(2)×(3)√(4)×机械波的形成、传播与特点1．波传播的是振动的形式和能量：介质中相邻质点之间有相互作用，当波源质点振动时，紧邻波源的质点在波源的带动下做受迫振动，获得能量后再带动邻近质点振动，这样依次带动下去，于是振动就在介质中由近及远地传播．波在传递振动形式的同时，也传递能量和信息...