資源簡介

1．波的形成
[學習目標]　1．知道機械波、橫波和縱波的概念，明確波峰、波谷、疏部和密部。2．通過實例觀察知道機械波產生的條件及傳播過程。3．探究繩波和彈簧波的形成，區分橫波和縱波。4．通過生活中的波動現象培養學生觀察、分析、歸納的能力。
知識點一　波的形成
1．波：振動的傳播稱為波動，簡稱波。
2．波的形成(以繩波為例)
(1)設想將繩分成許多小段，每一段都可以看成質點。
(2)相鄰質點間有相互作用，當波源質點振動時，會帶動相鄰質點振動。這一質點又會帶動下一質點振動。
(3)后面質點的運動重復前面質點的運動。
(4)后面質點運動滯后前面質點的運動，同一時刻，各質點離開平衡位置的位移是不同的，從而形成凹凸相間的波形。
1．思考辨析(正確的打√，錯誤的打×)
(1)在波的形成過程中，各質點平衡位置不斷移動。 (×)
(2)在繩波的形成和傳播中，所有質點的運動是近似的勻速直線運動。 (×)
(3)如果波源停止振動，介質中的波也會立即停止。 (×)
知識點二　橫波和縱波
1．橫波與縱波的比較
項目 定義 標識性物理量 實物波形
橫波 質點的振動方向與波的傳播方向相互垂直的波 ①波峰：凸起的最高處 ②波谷：凹下的最低處
縱波 質點的振動方向與波的傳播方向在同一直線上的波 ①密部：質點分布最密的部分 ②疏部：質點分布最疏的部分
2．聲波
聲波是縱波，聲波不僅能在空氣中傳播，也能在固體、液體中傳播。
　橫波和縱波的分類依據是什么？
提示：波的傳播方向和質點振動方向的關系。
2．思考辨析(正確的打√，錯誤的打×)
(1)橫波中質點的振動方向和波的傳播方向垂直。 (√)
(2)在水平方向傳播的波是橫波，在豎直方向傳播的波是縱波。 (×)
(3)橫波在固體、液體、氣體中都能傳播，縱波只能在氣體中傳播。 (×)
知識點三　機械波
1．介質：波借以傳播的物質，如繩、彈簧、水、空氣等。
2．機械波的形成：機械振動在介質中傳播，形成機械波。
3．特點
(1)介質中有機械波傳播時，介質本身并不隨波一起傳播，因此說它傳播的只是振動這種運動形式。
(2)介質中本來靜止的質點，隨著波的傳來而發生振動，可見波是傳遞能量的一種方式。
(3)我們能用語言進行交流，說明波可以傳遞信息。
3．思考辨析(正確的打√，錯誤的打×)
(1)波源做簡諧運動形成的波中，各質點的運動情況完全相同。 (×)
(2)機械波向右傳播時，右方的質點比左方的質點早一些振動。 (×)
(3)機械波的傳播過程也是能量的傳遞過程。 (√)
藝術體操也叫韻律體操，是一種藝術性很強的女子競賽體操項目。19世紀末20世紀初起源于歐洲。藝術體操表演項目有很多，絲帶舞表演就是其中之一，如圖所示是一幅絲帶舞的表演圖。
絲帶舞
(1)絲帶上的各點有沒有隨波遷移？
(2)運動員的手停止抖動后，絲帶上的波會立即停止嗎？
提示：(1)沒有。(2)不會。
考點1　波的形成和傳播
1．機械波的形成
2．波的特點
(1)機械波傳播的是振動形式、能量和信息，介質中各質點本身并不隨波傳播而遷移，而是在各自的平衡位置附近振動。
(2)由于波的形成實際上是從波源開始依次帶動介質中的各個質點參與振動，所以各個質點都在做受迫振動，因此各個質點振動的周期(頻率)與波源的周期(頻率)相同。
(3)在不考慮能量損失時，各質點振動的振幅相同，各質點的起振方向都與波源開始振動的方向相同。
(4)機械波傳播的是波源的信息
我們用語言進行交流，是利用聲波傳遞信息。
(5)機械波是一種“集體運動”
波的形成離不開介質中大量質點的集體振動，個別質點形不成波。
　(1)波源和介質是形成機械波的必需條件，二者缺一不可。有振動不一定有機械波，有機械波一定有振動。
(2)機械波在介質中傳播時，介質中的各點不隨波向前遷移，只在各自平衡位置附近做往復振動。
【典例1】　如圖所示是某繩波形成過程的示意圖，質點1在外力作用下沿垂直直線方向做簡諧運動，帶動其余質點依次上下振動，把振動從繩的左端傳到右端。已知t＝0時，質點1開始向上運動，t＝時，1到達最上方，5開始向上運動。問：
(1)t＝時，質點8、12、16的運動狀態(是否運動、運動方向)如何？
(2)t＝時，質點8、12、16的運動狀態如何？
思路點撥：解答此題要注意以下三點：
(1)波在傳播過程中前一質點帶動后一質點振動。
(2)各質點的起振方向都與波源相同。
(3)各質點的振動頻率都與波源的頻率相同。
[解析]　各質點在各時刻的情況，如圖所示。
甲
乙
(1)由甲圖可知，t＝時，質點8未到達波峰，正在向上振動，質點12、16未振動。
(2)由乙圖可知，t＝時，質點8正在向下振動，質點12向上振動，質點16未振動。
[答案]　見解析
　機械波的形成和傳播特點
(1)機械波的形成過程及特點可以概括為“帶動、重復、落后”，即前一質點“帶動”后一質點振動，后一質點“重復”前一質點的振動形式，并且后一質點的振動“落后”于前一質點。
(2)就整個物體來說，呈現的現象是波動，而就構成物體的單個質點來說，所呈現的現象是振動。
(3)要畫另一時刻的波形圖，應先確定特殊點的位置，即此時刻在平衡位置或最大位移處的點，如波源1和質點5、9、13這些點的位置確定后，其他點可順勢找出。
[跟進訓練]
1．如圖所示，水平放置的彈性長繩上有一系列均勻分布的質點1、2、3…使質點1沿豎直方向做簡諧運動，振動將沿繩向右傳播，從質點1經過平衡位置向上運動時開始計時，當振動傳播到質點13時，質點1恰好完成一次全振動。此時質點10的加速度(　　)
A．為零　　　　　 B．小于質點1的加速度
C．方向向上 D．方向向下
D　[根據題意，當振動傳播到質點13時，質點1恰好完成一次全振動；故此時質點1～13間波形為一個完整的正弦波形，此時質點10處于正向最大位移處，回復力最大，方向指向平衡位置，即向下；根據牛頓第二定律，可知加速度最大，且方向也指向平衡位置，即向下，故選D。]
考點2　橫波和縱波
1．橫波和縱波的比較
項目 橫波 縱波
概念 在波動中，質點的振動方向和波的傳播方向相互垂直 在波動中，質點的振動方向和波的傳播方向在一條直線上
介質 只能在固體介質中傳播 在固體、液體和氣體介質中均能傳播
特征 在波動中交替、間隔出現波峰和波谷 在波動中交替、間隔出現密部和疏部
特別提醒：在現實生活中，繩上波為橫波，聲波為縱波，有些機械波既有橫波，也有縱波。例如：地震波既有橫波成分，又有縱波成分。
2．振動與波動的聯系和區別
項目 振動 波動
運動現象 振動是單個物體所表現出的周而復始的運動現象 波動是介質中大量的質點受到擾動時，從擾動中心傳播開來的周而復始的運動現象
運動的成因 物體由于某種原因離開平衡位置，同時受到指向平衡位置的力——回復力作用 介質中的質點受到相鄰質點的擾動而隨著運動，并由近及遠傳播開去，且各部分都受到指向原位置的力的作用
聯系 (1)振動是波的起因，波是振動的傳播 (2)有波動一定有振動，有振動不一定有波動 (3)牢記波動的周期等于質點振動的周期
【典例2】　一列橫波沿一條長繩傳播，當波源突然停止振動時(　　)
A．所有質點都立即停止運動
B．已經振動的質點繼續振動，尚未振動的質點不會振動
C．離波源近的質點先停止振動，然后才是遠的質點停止振動
D．離波源遠的質點先停止振動，然后才是近的質點停止振動
C　[當波源突然停止振動時，由于波是質點間相互帶動，并且重復，同時后一個質點比前一個質點滯后，所以離波源近的質點先停止振動，然后才是遠的質點停止振動；波的形式仍在質點的振動下傳播，最終所有質點將會停止振動，故A、D錯誤，C正確；已經振動的質點繼續振動，帶動尚未振動的質點，從而將波源的振動形式和能量傳播出去，并將在波的形式傳播后停止振動，故B錯誤。]
　波動過程中介質中各質點的運動規律
波動過程中介質中各質點的振動周期都與波源的振動周期相同，其運動特點可用三句話來描述：
(1)先振動的質點帶動后振動的質點。
(2)后振動的質點重復前面質點的振動。
(3)后振動質點的振動狀態落后于先振動的質點。
概括起來就是“帶動、重復、落后”。
[跟進訓練]
2．關于橫波和縱波，下列說法不正確的是(　　)
A．對于縱波，質點的振動方向和波的傳播方向有時相同，有時相反
B．對于橫波，質點的運動方向與波的傳播方向一定垂直
C．形成縱波的質點隨波一起遷移
D．空氣介質只能傳播縱波
C　[質點的振動方向與波的傳播方向垂直的波是橫波，質點的振動方向與波的傳播方向平行的波是縱波；縱波質點的運動方向與波的傳播方向有時相同，有時相反，A、B正確；無論橫波還是縱波，質點都不隨波遷移，C錯誤；橫波不能在空氣中傳播，空氣只能傳播縱波，D正確。]
1．關于機械波的形成和傳播，下列說法中正確的是(　　)
A．機械波在介質中傳播，波源周圍如果沒有介質，也能形成機械波
B．離波源較近的質點總比離波源較遠的質點振動得遲一些
C．離波源較近的質點總比離波源較遠的質點振動得早一些
D．一旦波源振動起來，介質中的各個質點也就立刻振動起來
C　[機械波形成的條件是有波源和介質，兩者缺一，則不能形成機械波；機械波的形成可表述為離波源近的質點帶動離波源遠的質點振動，故離波源近的質點振動得早一些，所以選項C正確。]
2．區分橫波和縱波的依據是(　　)
A．質點沿水平方向還是沿豎直方向振動
B．波沿水平方向還是沿豎直方向傳播
C．質點的振動方向和波的傳播方向是相互垂直還是在一條直線上
D．波傳播距離的遠近
C　[橫波與縱波分類的依據是質點振動方向和波傳播方向的關系，若兩者互相垂直，為橫波；若兩者在一條直線上，為縱波。故答案為C。]
3．一列橫波某時刻的波形如圖所示，則關于質點A在此時刻的受力情況，下列說法正確的是(　　)
A．如果波向右傳播，則質點A受到向上的作用力
B．如果波向右傳播，則質點A不受作用力
C．如果波向左傳播，則質點A受到向上的作用力
D．如果波向左傳播，則質點A受到向下的作用力
D　[波在介質中傳播的過程中任何質點都參與波的傳播，都會振動。振動需要回復力，質點A所受的回復力總是指向平衡位置，所以題圖中A受到的力向下，與波的傳播方向無關，故選項D正確。]
4．(新情境題，以地震為背景，考查縱波和橫波)2024年1月23日2時9分，在新疆阿克蘇地區烏什縣發生7.1級地震，震源深度22 km。已知地震波分三種：橫波(S波)，波速vS＝4.5 km/s；縱波(P波)，波速vP＝9.9 km/s；面波(L波)，vL問題：
(1)位于震源上方的某中學地震測報組有單擺A與豎直彈簧振子B(如圖甲所示)，地震發生時最先明顯振動的是________(選填“A”或“B”)。
(2)新疆地震局記錄到的地震曲線如圖乙所示，由圖可知三種波形各對應的地震波類型：a為________波，b為________波，c為________波。(選填“S”“P”或“L”)
(3)若在地震曲線圖上測得P波與S波的時間差為7.6 s，則地震臺距震源約為________km。
甲　　　　　　　　　乙
[解析]　(1)縱波的速度最快，所以縱波最先到達，在甲圖中地震發生時最先劇烈振動的是B。
(2)由題可知，縱波的速度最快，橫波次之，面波速度最小，最先到達的是縱波，最后到達的是面波。
(3)根據－＝7.6 s，可以求出地震臺距震源的距離x＝62.7 km。
[答案]　(1)B　(2)P　S　L　(3)62.7
回歸本節知識，自我完成以下問題：
1．機械波的形成條件是什么？
提示：波源和介質。
2．機械波根據振動方向和傳播方向的關系可分哪幾類？
提示：兩類，即橫波和縱波。
3．在波的傳播過程中，波傳播的是什么？
提示：振動形式、能量和信息。
課時分層作業(十一)　波的形成
?題組一　機械波的形成和傳播
1．科學探測表明，月球表面無大氣層，在月球上，兩名宇航員面對面講話也無法聽到，這是因為(　　)
A．月球太冷，聲音傳播太慢
B．月球上沒有空氣，聲音無法傳播
C．宇航員不適應月球，聲音太輕
D．月球上太嘈雜，聲音聽不清楚
B
2．下列關于機械波的說法正確的是(　　)
A．機械波是機械振動在介質中傳播形成的
B．把小石頭扔到平靜的湖水里，水面上便會激起水波，水波將促使水面上的漂浮物向遠方運動
C．某空間找不到機械波，則在這一空間一定沒有波源
D．橫波與縱波，其質點的振動方向不同，因此，橫波和縱波不可能沿同方向傳播
A　[機械波是機械振動在介質中傳播形成的，A正確；丟石塊不可以使漂浮物遠去，漂浮物只在原平衡位置做上下振動，不隨波遷移，B錯誤；若只有波源而無介質，不能產生機械波，C錯誤；橫波和縱波的質點振動方向不同，但可沿同一方向傳播，例如地震波包含橫波和縱波，且兩種波的傳播方向可能相同，D錯誤。]
3．在敲響大鐘時，有的同學發現，停止對大鐘的撞擊后，大鐘仍“余音未絕”。分析其原因是(　　)
A．大鐘的回聲
B．大鐘在繼續振動，空氣中繼續形成聲波
C．人的聽覺發生“暫留”
D．大鐘停止振動，但空氣仍在振動
B　[停止對大鐘的撞擊后，大鐘的振動不會立即停止，振動的能量不會憑空消失，大鐘做阻尼振動一段時間，因此還會在空氣中形成聲波，所以選項A、C、D錯誤，B正確。]
?題組二　橫波與縱波
4．關于橫波和縱波，下列說法不正確的是(　　)
A．質點的振動方向和波的傳播方向垂直的波叫作橫波
B．質點的振動方向跟波的傳播方向在同一直線上的波叫作縱波
C．橫波有波峰和波谷，縱波有密部和疏部
D．聲波是橫波
D　[本題考查縱波和橫波的概念。由定義知，A、B、C正確；聲波是縱波，故D錯誤。]
5．下列關于橫波、縱波的說法不正確的是(　　)
A．凸凹相間的波叫橫波，凸起的最高處叫波峰，凹下的最低處叫波谷
B．質點振動方向和波的傳播方向在同一直線上的波叫縱波
C．橫波和縱波傳播的都只是振動這種運動形式
D．沿橫向傳播的波叫橫波，沿縱向傳播的波叫縱波
D　[質點的振動方向與波的傳播方向垂直的波為橫波，質點的振動方向與波的傳播方向在同一直線上的波為縱波；橫波具有波峰和波谷，兩種波傳播的都是運動形式，A、B、C正確，D錯誤。]
6．如圖所示，有一組學生做游戲來模擬波的傳播。該游戲模擬的是________(選填“橫波”或“縱波”)的傳播，因為學生下蹲與起立時身體的運動方向與模擬波的傳播方向________(選填“平行”或“垂直”)。
[解析]　根據縱波與橫波的概念，質點振動方向與波傳播方向垂直的為橫波，同一直線的為縱波。
[答案]　橫波　垂直
?題組三　質點振動和波動的關系
7．關于振動和波的關系，下列說法正確的是(　　)
A．振動是波形成的原因，波是振動的傳播形式
B．波是單個質點呈現的運動現象，振動是許多質點聯合起來呈現的運動現象
C．波的傳播速度就是質點振動的速度
D．波源停止振動時，波立即停止傳播
A　[機械波的產生條件是有波源和介質，波源開始振動后，介質中的質點依次被帶動起來，振動形式由近及遠傳播而形成波，選項A正確，B錯誤；波的傳播速度是波形由波源向外延伸的速度，在均勻介質中其速度大小不變，而質點振動的速度大小和方向都隨時間周期性地發生變化，選項C錯誤；波源一旦將振動傳給了介質，振動就會在介質中向遠處傳播，當波源停止振動時，介質仍然繼續傳播波源振動的形式，不會隨波源停止振動而立即停止傳播，即波不會立即停止傳播，選項D錯誤。]
8．如圖所示是某繩波形成過程的示意圖，1、2、3、4…為繩上的一系列等間距(間距為a)的質點，繩處于水平方向。質點1在外力作用下沿豎直方向做簡諧運動，帶動2、3、4…各個質點依次上下振動，把振動從繩的左端傳到右端。t＝0時質點1開始豎直向上運動，經過四分之一周期，質點5開始運動。下列判斷正確的是(　　)
A．t＝時質點5的運動方向向下
B．t＝時質點8的加速度方向向上
C．t＝時質點12的運動方向向下
D．t＝T時質點17開始運動
D　[經過時，質點1從平衡位置運動到波峰，由于后一個質點重復前一個質點的振動，由于質點1開始振動時是從平衡位置開始向上振動，故質點5開始振動時也是由平衡位置開始向上振動，故A錯誤；振動從質點1傳播到質點5經過，質點1和質點5之間的距離為λ，質點1到質點8的距離為λ，所以波從質點1傳到質點8所需時間為T，開始時質點8向上振動，故在t＝時質點8已振動了－T＝T，即質點8在從平衡位置向波峰的運動過程中，根據a＝－，得知加速度方向向下，故B錯誤；質點1和質點12之間的距離為λ，在t＝T時刻，質點12已運動了T－T＝T，開始時質點12向上振動，故在t＝T時刻，質點12的運動方向向上，故C錯誤；一個周期內振動的距離等于一個波長，則知t＝T時質點17開始振動，故D正確。故選D。]
9．如圖所示是一列橫波t0時刻的波形圖，試根據波形圖回答下列問題：
(1)該時刻加速度最大的質點有哪些？
(2)速度最大的質點有哪些？
(3)振動方向相同的質點有哪些？這些點的分布有什么規律？
(4)如果這列波沿x軸負方向傳播，質點3受到的合外力方向如何？
[解析]　(1)加速度最大的質點一定是位移最大的質點，所以該時刻質點2、6、10、14的加速度最大，但方向不相同。
(2)該波是簡諧波，質點做簡諧運動，因此處在平衡位置的質點速度最大，分別是質點0、4、8、12、16。
(3)該時刻具有相同振動方向的質點是0、1、7、8、9、15、16。與上述質點振動方向相反的質點是3、4、5、11、12、13。其規律：從波形圖上看相同增減性的單調區間上各質點的振動方向相同，相鄰的單調區間上質點的振動方向相反。
(4)如果該波沿x軸負方向傳播，則質點3的速度方向向下。因為位移方向是y軸正方向，其加速度方向沿y軸負方向，由牛頓第二定律知，質點3受到周圍質點作用的合外力沿y軸負方向。
[答案]　(1)2、6、10、14　(2)0、4、8、12、16　(3)見解析　(4)沿y軸負方向
10．某地區地震波中的橫波和縱波傳播速率分別約為4 km/s和9 km/s。一種簡易地震儀由豎直彈簧振子P和水平彈簧振子H組成，如圖所示。在一次地震中，震源在地震儀正下方，觀察到兩振子相差10 s開始振動，則(　　)
A．P先開始振動，震源距地震儀約72 km
B．P先開始振動，震源距地震儀約50 km
C．H先開始振動，震源距地震儀約72 km
D．H先開始振動，震源距地震儀約50 km
A　[縱波的速度快，縱波先到，所以P先開始振動，根據－＝10 s，解得x＝72 km，故A正確，B、C、D錯誤。故選A。]
11．一列橫波在某時刻的波形圖像如圖所示，a、b、c、d為介質中的四個質點。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，四個質點的加速度大小分別為aa、ab、ac、ad，它們的速度大小分別為va、vb、vc、vd，則(　　)
A．ac＜ab＜aa＝ad　　　　　 B．ac＞ab＞aa＝ad
C．va＝vd＞vb＞vc D．va＜vd＜vb＜vc
A　[由簡諧運動規律可知，質點所受回復力的大小與位移的大小成正比，因而加速度的大小與位移的大小成正比，所以這四個點的加速度大小關系為ac12．如圖所示為介質中沿水平方向的部分質點，每相鄰兩質點間距離相等，其中0為波源。設波源的振動周期為T，自波源通過平衡位置豎直向下振動時開始計時，經過，質點1開始振動，則下列關于各質點的振動和介質中的波的說法不正確的是(　　)
A．介質中所有質點的起振方向都是豎直向下的，但圖中質點9起振最晚
B．圖中所有質點的起振時間都是相同的，起振的位置和起振的方向是不同的
C．圖中質點8的振動完全重復質點7的振動，只是質點8振動時，通過平衡位置或最大位移的時間總是比質點7通過相同位置時落后
D．只要圖中所有質點都已經振動，質點1與質點9的振動步調就完全一致，如果質點1發生的是第100次振動，則質點9發生的就是第98次振動
B　[據波的傳播特點知，波傳播過程中各質點的振動總是重復波源的振動，所以起振方向相同，都是豎直向下，但從時間上來說，題圖中所示的后一質點總比前一質點起振落后的時間，所以選項A、C正確，B錯誤；由題意知，質點9比質點1應晚起振兩個周期，所以當題圖中所有質點都振動后，質點1與質點9的振動步調就完全一致，選項D正確。]
13．細繩的一端在外力作用下從t＝0時刻開始做簡諧運動，激發出一列簡諧橫波。在細繩上選取15個點，圖中甲為t＝0時刻各點所處的位置，乙為t＝時刻的波形圖(T為波的周期)。在丙中畫出t＝時刻的波形圖。
[解析]　機械波在傳播過程中，介質的質點都在各自的平衡位置附近振動，時間依次滯后，從波形圖上看出，在t＝時刻第4個質點才開始振動，則在t＝T時刻第10個質點剛開始振動，此時第4個質點已振動了的時間回到了自己的平衡位置，第1個質點到達下方最大位移處，新的波形如圖所示。
[答案]　見解析圖
15 / 151．波的形成
[學習目標]　1．知道機械波、橫波和縱波的概念，明確波峰、波谷、疏部和密部。2．通過實例觀察知道機械波產生的條件及傳播過程。3．探究繩波和彈簧波的形成，區分橫波和縱波。4．通過生活中的波動現象培養學生觀察、分析、歸納的能力。
知識點一　波的形成
1．波：____的傳播稱為波動，簡稱波。
2．波的形成(以繩波為例)
(1)設想將繩分成許多小段，每一段都可以看成____。
(2)相鄰質點間有相互作用，當波源質點振動時，會帶動相鄰質點____。這一質點又會帶動下一質點振動。
(3)后面質點的運動____前面質點的運動。
(4)后面質點運動滯后前面質點的運動，同一時刻，各質點離開平衡位置的____是不同的，從而形成凹凸相間的波形。
1．思考辨析(正確的打√，錯誤的打×)
(1)在波的形成過程中，各質點平衡位置不斷移動。 ( )
(2)在繩波的形成和傳播中，所有質點的運動是近似的勻速直線運動。 ( )
(3)如果波源停止振動，介質中的波也會立即停止。 ( )
知識點二　橫波和縱波
1．橫波與縱波的比較
項目 定義 標識性物理量 實物波形
橫波 質點的振動方向與波的傳播方向相互____的波 ①波峰：凸起的______ ②波谷：凹下的______
縱波 質點的振動方向與波的傳播方向____________的波 ①密部：質點分布____的部分 ②疏部：質點分布____的部分
2．聲波
聲波是____，聲波不僅能在空氣中傳播，也能在固體、____中傳播。
　橫波和縱波的分類依據是什么？
提示：波的傳播方向和質點振動方向的關系。
2．思考辨析(正確的打√，錯誤的打×)
(1)橫波中質點的振動方向和波的傳播方向垂直。 ( )
(2)在水平方向傳播的波是橫波，在豎直方向傳播的波是縱波。 ( )
(3)橫波在固體、液體、氣體中都能傳播，縱波只能在氣體中傳播。 ( )
知識點三　機械波
1．介質：__借以傳播的物質，如繩、彈簧、水、空氣等。
2．機械波的形成：________在介質中傳播，形成機械波。
3．特點
(1)介質中有機械波傳播時，介質本身并不隨波一起傳播，因此說它傳播的只是____這種運動形式。
(2)介質中本來靜止的質點，隨著波的傳來而發生振動，可見波是傳遞____的一種方式。
(3)我們能用語言進行交流，說明波可以________。
3．思考辨析(正確的打√，錯誤的打×)
(1)波源做簡諧運動形成的波中，各質點的運動情況完全相同。 ( )
(2)機械波向右傳播時，右方的質點比左方的質點早一些振動。 ( )
(3)機械波的傳播過程也是能量的傳遞過程。 ( )
藝術體操也叫韻律體操，是一種藝術性很強的女子競賽體操項目。19世紀末20世紀初起源于歐洲。藝術體操表演項目有很多，絲帶舞表演就是其中之一，如圖所示是一幅絲帶舞的表演圖。
絲帶舞
(1)絲帶上的各點有沒有隨波遷移？
(2)運動員的手停止抖動后，絲帶上的波會立即停止嗎？
考點1　波的形成和傳播
1．機械波的形成
2．波的特點
(1)機械波傳播的是振動形式、能量和信息，介質中各質點本身并不隨波傳播而遷移，而是在各自的平衡位置附近振動。
(2)由于波的形成實際上是從波源開始依次帶動介質中的各個質點參與振動，所以各個質點都在做受迫振動，因此各個質點振動的周期(頻率)與波源的周期(頻率)相同。
(3)在不考慮能量損失時，各質點振動的振幅相同，各質點的起振方向都與波源開始振動的方向相同。
(4)機械波傳播的是波源的信息
我們用語言進行交流，是利用聲波傳遞信息。
(5)機械波是一種“集體運動”
波的形成離不開介質中大量質點的集體振動，個別質點形不成波。
　(1)波源和介質是形成機械波的必需條件，二者缺一不可。有振動不一定有機械波，有機械波一定有振動。
(2)機械波在介質中傳播時，介質中的各點不隨波向前遷移，只在各自平衡位置附近做往復振動。
【典例1】　如圖所示是某繩波形成過程的示意圖，質點1在外力作用下沿垂直直線方向做簡諧運動，帶動其余質點依次上下振動，把振動從繩的左端傳到右端。已知t＝0時，質點1開始向上運動，t＝時，1到達最上方，5開始向上運動。問：
(1)t＝時，質點8、12、16的運動狀態(是否運動、運動方向)如何？
(2)t＝時，質點8、12、16的運動狀態如何？
思路點撥：解答此題要注意以下三點：
(1)波在傳播過程中前一質點帶動后一質點振動。
(2)各質點的起振方向都與波源相同。
(3)各質點的振動頻率都與波源的頻率相同。
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　機械波的形成和傳播特點
(1)機械波的形成過程及特點可以概括為“帶動、重復、落后”，即前一質點“帶動”后一質點振動，后一質點“重復”前一質點的振動形式，并且后一質點的振動“落后”于前一質點。
(2)就整個物體來說，呈現的現象是波動，而就構成物體的單個質點來說，所呈現的現象是振動。
(3)要畫另一時刻的波形圖，應先確定特殊點的位置，即此時刻在平衡位置或最大位移處的點，如波源1和質點5、9、13這些點的位置確定后，其他點可順勢找出。
[跟進訓練]
1．如圖所示，水平放置的彈性長繩上有一系列均勻分布的質點1、2、3…使質點1沿豎直方向做簡諧運動，振動將沿繩向右傳播，從質點1經過平衡位置向上運動時開始計時，當振動傳播到質點13時，質點1恰好完成一次全振動。此時質點10的加速度(　　)
A．為零　　　　　 B．小于質點1的加速度
C．方向向上 D．方向向下
考點2　橫波和縱波
1．橫波和縱波的比較
項目 橫波 縱波
概念 在波動中，質點的振動方向和波的傳播方向相互垂直 在波動中，質點的振動方向和波的傳播方向在一條直線上
介質 只能在固體介質中傳播 在固體、液體和氣體介質中均能傳播
特征 在波動中交替、間隔出現波峰和波谷 在波動中交替、間隔出現密部和疏部
特別提醒：在現實生活中，繩上波為橫波，聲波為縱波，有些機械波既有橫波，也有縱波。例如：地震波既有橫波成分，又有縱波成分。
2．振動與波動的聯系和區別
項目 振動 波動
運動現象 振動是單個物體所表現出的周而復始的運動現象 波動是介質中大量的質點受到擾動時，從擾動中心傳播開來的周而復始的運動現象
運動的成因 物體由于某種原因離開平衡位置，同時受到指向平衡位置的力——回復力作用 介質中的質點受到相鄰質點的擾動而隨著運動，并由近及遠傳播開去，且各部分都受到指向原位置的力的作用
聯系 (1)振動是波的起因，波是振動的傳播 (2)有波動一定有振動，有振動不一定有波動 (3)牢記波動的周期等于質點振動的周期
【典例2】　一列橫波沿一條長繩傳播，當波源突然停止振動時(　　)
A．所有質點都立即停止運動
B．已經振動的質點繼續振動，尚未振動的質點不會振動
C．離波源近的質點先停止振動，然后才是遠的質點停止振動
D．離波源遠的質點先停止振動，然后才是近的質點停止振動
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　波動過程中介質中各質點的運動規律
波動過程中介質中各質點的振動周期都與波源的振動周期相同，其運動特點可用三句話來描述：
(1)先振動的質點帶動后振動的質點。
(2)后振動的質點重復前面質點的振動。
(3)后振動質點的振動狀態落后于先振動的質點。
概括起來就是“帶動、重復、落后”。
[跟進訓練]
2．關于橫波和縱波，下列說法不正確的是(　　)
A．對于縱波，質點的振動方向和波的傳播方向有時相同，有時相反
B．對于橫波，質點的運動方向與波的傳播方向一定垂直
C．形成縱波的質點隨波一起遷移
D．空氣介質只能傳播縱波
1．關于機械波的形成和傳播，下列說法中正確的是(　　)
A．機械波在介質中傳播，波源周圍如果沒有介質，也能形成機械波
B．離波源較近的質點總比離波源較遠的質點振動得遲一些
C．離波源較近的質點總比離波源較遠的質點振動得早一些
D．一旦波源振動起來，介質中的各個質點也就立刻振動起來
2．區分橫波和縱波的依據是(　　)
A．質點沿水平方向還是沿豎直方向振動
B．波沿水平方向還是沿豎直方向傳播
C．質點的振動方向和波的傳播方向是相互垂直還是在一條直線上
D．波傳播距離的遠近
3．一列橫波某時刻的波形如圖所示，則關于質點A在此時刻的受力情況，下列說法正確的是(　　)
A．如果波向右傳播，則質點A受到向上的作用力
B．如果波向右傳播，則質點A不受作用力
C．如果波向左傳播，則質點A受到向上的作用力
D．如果波向左傳播，則質點A受到向下的作用力
4．(新情境題，以地震為背景，考查縱波和橫波)2024年1月23日2時9分，在新疆阿克蘇地區烏什縣發生7.1級地震，震源深度22 km。已知地震波分三種：橫波(S波)，波速vS＝4.5 km/s；縱波(P波)，波速vP＝9.9 km/s；面波(L波)，vL問題：
(1)位于震源上方的某中學地震測報組有單擺A與豎直彈簧振子B(如圖甲所示)，地震發生時最先明顯振動的是________(選填“A”或“B”)。
(2)新疆地震局記錄到的地震曲線如圖乙所示，由圖可知三種波形各對應的地震波類型：a為________波，b為________波，c為________波。(選填“S”“P”或“L”)
(3)若在地震曲線圖上測得P波與S波的時間差為7.6 s，則地震臺距震源約為________km。
甲　　　　　　　　　乙
回歸本節知識，自我完成以下問題：
1．機械波的形成條件是什么？
2．機械波根據振動方向和傳播方向的關系可分哪幾類？
3．在波的傳播過程中，波傳播的是什么？
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