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第一節　機械波的產生和傳播
[學習目標]　1．能對波動現象進行分析和推理，認識波的形成過程．2．知道機械波的產生條件，知道什么是橫波、縱波．3．認識波是振動的傳播，知道波在傳播振動形式、能量和信息．
知識點一　認識機械波
1．機械波的定義
機械振動在____中的____叫作機械波．
2．波源
要產生機械波，必須有一個______，稱之為波源．
3．形成機械波需要兩個條件
機械振動的____和傳播振動的____．
知識點二　機械波的傳播
1．產生機理
波源帶動相鄰質點做____振動，該質點振動后會同樣帶動其相鄰質點做受迫振動．
2．傳播特點
(1)機械波既傳播____的運動形式，同時也將波源的____傳播出去．
(2)在波傳播的過程中，每個質點只是在________附近做上下振動，并未形成沿機械波傳播方向的宏觀移動．
知識點三　橫波與縱波
1．橫波的定義
介質質點的振動方向與波的傳播方向____的機械波．
2．縱波的定義
波的傳播方向和質點的振動方向在________上的機械波．
1．思考判斷(正確的打“√”，錯誤的打“×”)．
(1)機械波傳播的是介質中的質點． (　　)
(2)機械波傳播的是質點的運動形式． (　　)
(3)質點的振動位置不斷轉換便形成波． (　　)
(4)波源停止振動時，波立即停止傳播． (　　)
2．將一個小石子投向平靜的湖面中心，會激起一圈圈向外傳播的波紋，如果此時水面上有一片樹葉，下列對樹葉運動情況的敘述正確的是(　　)
A．樹葉慢慢向湖心運動
B．樹葉慢慢向湖岸漂去
C．在原位置上下振動
D．沿著波紋做圓周運動
3．下列說法正確的是(　　)
A．對于橫波和縱波，質點的振動方向和波的傳播方向有時相同，有時相反
B．對于縱波，質點的運動方向與波的傳播方向一定相同
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
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.
討論：(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？
　波的形成和傳播
1．機械波的形成
2．機械波的特點
(1)振幅：若不計能量損失，各質點振動的振幅相同．
(2)周期(頻率)：各質點都在做受迫振動，所以各質點振動的周期(頻率)均與波源的振動周期(頻率)相同．
(3)步調：離波源越遠的質點振動越滯后．
(4)運動：各質點只在各自的平衡位置附近振動，并不隨波遷移；各質點的起振方向都與波源開始振動的方向相同．
(5)實質：機械波向前傳播的是振動這種運動形式，同時也可以傳遞能量和信息．
【典例1】　(多選)如圖是一條軟繩，繩上選有18個質點，質點1在外力作用下首先向上振動，其余質點在相互作用力的帶動下依次振動，從而形成簡諧波．由波的形成及圖示可知，下列說法正確的是(　　)
A．質點1帶動質點2是利用繩上質點間的彈力實現的，因此每個質點均做受迫振動
B．每個質點開始運動后，在水平方向做勻速運動，在豎直方向做簡諧運動
C．繩子上的每一個質點開始振動時，方向都向上，振動周期都相同
D．繩子上波的傳播過程，也是能量的傳播過程，雖然每個質點均做等幅振動，但每個質點的機械能并不守恒
[聽課記錄]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　波動三環節“帶動、重復、落后”
(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．
[跟進訓練]
1．一列簡諧橫波在介質內傳播，若波源質點突然停止振動，則(　　)
A．所有質點立即停止振動
B．已經振動的質點將繼續振動，未振動的質點不可能再振動
C．能量繼續向遠處傳遞
D．能量立即停止傳遞
　橫波和縱波
橫波和縱波的比較
種類 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
【典例2】　關于橫波和縱波，下列說法正確的是(　　)
A．振源上下振動形成的波是橫波
B．振源水平振動形成的波是縱波
C．波沿水平方向傳播，質點上下振動，這類波是橫波
D．質點沿水平方向振動，波沿水平方向傳播，這類波是縱波
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[跟進訓練]
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
1．關于機械波，下列說法正確的是(　　)
A．波的傳播過程也是能量的傳播過程
B．在波的傳播過程中，介質和運動形式一起傳播
C．在波的傳播過程中，所有振動質點都在做簡諧運動
D．機械波在真空中也能傳播
2．(多選)關于機械波和機械振動，下列說法正確的是(　　)
A．機械振動就是機械波，機械波就是機械振動
B．波動過程是能量由近及遠傳遞的過程
C．機械波就是質點在介質中的運動路徑
D．在波傳播方向上各個質點都有相同的振動頻率和振幅
3．關于振動和波，下列說法正確的是(　　)
A．有機械波必有振動
B．縱波中，質點的振動方向與波的傳播方向垂直
C．縱波中，波水平向右傳播，各個質點一定上下振動
D．波源停止振動時，介質中的波動立即停止
4．關于機械波，下列說法正確的是(　　)
A．質點振動的方向總是垂直于波傳播的方向
B．機械波可以在真空中傳播
C．振動質點沿波的傳播方向遷移
D．橫波的傳播方向與質點的振動方向垂直
5．關于橫波與縱波，下列說法正確的是(　　)
A．縱波的傳播方向與質點的振動方向相同，且做變速運動
B．橫波可以在氣體、液體、固體中傳播，而縱波只能在固體中傳播
C．橫波一定是水平傳播的，縱波一定是豎直傳播的
D．橫波在傳播過程中有波峰和波谷，縱波在傳播過程中有疏部和密部
回顧本節內容，自主完成以下問題：
1．要形成機械波需要什么條件？
2．各質點的振動是自由振動還是受迫振動？
3．橫波與縱波的區別？
6 / 6第一節　機械波的產生和傳播
[學習目標]　1．能對波動現象進行分析和推理，認識波的形成過程．2．知道機械波的產生條件，知道什么是橫波、縱波．3．認識波是振動的傳播，知道波在傳播振動形式、能量和信息．
知識點一　認識機械波
1．機械波的定義
機械振動在媒介中的傳播叫作機械波．
2．波源
要產生機械波，必須有一個振動源，稱之為波源．
3．形成機械波需要兩個條件
機械振動的波源和傳播振動的介質．
知識點二　機械波的傳播
1．產生機理
波源帶動相鄰質點做受迫振動，該質點振動后會同樣帶動其相鄰質點做受迫振動．
2．傳播特點
(1)機械波既傳播振動的運動形式，同時也將波源的能量傳播出去．
(2)在波傳播的過程中，每個質點只是在平衡位置附近做上下振動，并未形成沿機械波傳播方向的宏觀移動．
知識點三　橫波與縱波
1．橫波的定義
介質質點的振動方向與波的傳播方向垂直的機械波．
2．縱波的定義
波的傳播方向和質點的振動方向在同一直線上的機械波．
1．思考判斷(正確的打“√”，錯誤的打“×”)．
(1)機械波傳播的是介質中的質點． (×)
(2)機械波傳播的是質點的運動形式． (√)
(3)質點的振動位置不斷轉換便形成波． (×)
(4)波源停止振動時，波立即停止傳播． (×)
2．將一個小石子投向平靜的湖面中心，會激起一圈圈向外傳播的波紋，如果此時水面上有一片樹葉，下列對樹葉運動情況的敘述正確的是(　　)
A．樹葉慢慢向湖心運動
B．樹葉慢慢向湖岸漂去
C．在原位置上下振動
D．沿著波紋做圓周運動
C　[波在傳播過程中，只傳遞振動能量和波源所發出的信息，而各質點不隨波遷移，只在各自的平衡位置附近振動，故選C.]
3．下列說法正確的是(　　)
A．對于橫波和縱波，質點的振動方向和波的傳播方向有時相同，有時相反
B．對于縱波，質點的運動方向與波的傳播方向一定相同
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
D　[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，A錯誤；縱波質點的運動方向與波的傳播方向有時相同，有時相反，B錯誤；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.]
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.
討論：(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.絲帶上的各點只在豎直方向上下振動.
(2)不會.當手停止抖動后，波仍向右傳播.
　波的形成和傳播
1．機械波的形成
2．機械波的特點
(1)振幅：若不計能量損失，各質點振動的振幅相同．
(2)周期(頻率)：各質點都在做受迫振動，所以各質點振動的周期(頻率)均與波源的振動周期(頻率)相同．
(3)步調：離波源越遠的質點振動越滯后．
(4)運動：各質點只在各自的平衡位置附近振動，并不隨波遷移；各質點的起振方向都與波源開始振動的方向相同．
(5)實質：機械波向前傳播的是振動這種運動形式，同時也可以傳遞能量和信息．
【典例1】　(多選)如圖是一條軟繩，繩上選有18個質點，質點1在外力作用下首先向上振動，其余質點在相互作用力的帶動下依次振動，從而形成簡諧波．由波的形成及圖示可知，下列說法正確的是(　　)
A．質點1帶動質點2是利用繩上質點間的彈力實現的，因此每個質點均做受迫振動
B．每個質點開始運動后，在水平方向做勻速運動，在豎直方向做簡諧運動
C．繩子上的每一個質點開始振動時，方向都向上，振動周期都相同
D．繩子上波的傳播過程，也是能量的傳播過程，雖然每個質點均做等幅振動，但每個質點的機械能并不守恒
ACD　[質點1帶動質點2是利用繩上質點間的彈力實現的，因此每個質點都做受迫振動，A正確；每個質點開始振動后，只在豎直方向做簡諧運動，水平方向不隨波遷移，B錯誤；繩子上每一個質點的起振方向都相同，振動周期等于波源振動周期，C正確；波的傳播過程，也是能量的傳播過程，雖然每個質點均做等幅振動，但每個質點的機械能并不守恒，D正確.]
　波動三環節“帶動、重復、落后”
(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．
[跟進訓練]
1．一列簡諧橫波在介質內傳播，若波源質點突然停止振動，則(　　)
A．所有質點立即停止振動
B．已經振動的質點將繼續振動，未振動的質點不可能再振動
C．能量繼續向遠處傳遞
D．能量立即停止傳遞
C　[當波源的振動方向與波的傳播方向相互垂直時，稱之為橫波.當波源突然停止振動時，由于波動是使質點間相互帶動，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；波的能量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，尚未振動的質點，將在波的振動形式傳播后，停止振動，故B錯誤.]
　橫波和縱波
橫波和縱波的比較
種類 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
【典例2】　關于橫波和縱波，下列說法正確的是(　　)
A．振源上下振動形成的波是橫波
B．振源水平振動形成的波是縱波
C．波沿水平方向傳播，質點上下振動，這類波是橫波
D．質點沿水平方向振動，波沿水平方向傳播，這類波是縱波
C　[根據縱波與橫波的定義知，質點振動方向與波的傳播方向垂直的波是橫波，質點振動方向與波的傳播方向在同一直線上的波是縱波，并不是上下振動與水平振動的問題，故A、B項錯誤，C正確；波沿水平方向傳播、質點水平方向振動不足以說明質點振動方向與波的傳播方向在同一直線上，故D項錯誤.]
[跟進訓練]
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，故選C.]
1．關于機械波，下列說法正確的是(　　)
A．波的傳播過程也是能量的傳播過程
B．在波的傳播過程中，介質和運動形式一起傳播
C．在波的傳播過程中，所有振動質點都在做簡諧運動
D．機械波在真空中也能傳播
A　[機械波在傳播振動形式的過程中，同時將能量由近及遠傳遞，但介質不隨波傳播，故A正確，B錯誤；在機械波形成的過程中，介質中各質點只在各自的平衡位置附近做振動，并不一定是簡諧運動，故C錯誤；機械波不能在真空中傳播，故D錯誤.]
2．(多選)關于機械波和機械振動，下列說法正確的是(　　)
A．機械振動就是機械波，機械波就是機械振動
B．波動過程是能量由近及遠傳遞的過程
C．機械波就是質點在介質中的運動路徑
D．在波傳播方向上各個質點都有相同的振動頻率和振幅
BD　[機械振動在介質中傳播，形成了機械波，A錯誤；波動過程是能量由近及遠傳遞的過程，B正確；在波的形成和傳播過程中，各質點不隨波遷移，C錯誤；離波源較遠的質點依靠前面質點的帶動，所以頻率、振幅相同，D正確.]
3．關于振動和波，下列說法正確的是(　　)
A．有機械波必有振動
B．縱波中，質點的振動方向與波的傳播方向垂直
C．縱波中，波水平向右傳播，各個質點一定上下振動
D．波源停止振動時，介質中的波動立即停止
A　[產生機械波的條件是有振動的波源和傳播機械波的介質，故有機械波必有振動，A正確；縱波中，質點的振動方向與波的傳播方向在一條直線上，B、C錯誤；波源停止振動時，介質中的波仍繼續向遠處傳播直到振動的能量完全損失為止，D錯誤.]
4．關于機械波，下列說法正確的是(　　)
A．質點振動的方向總是垂直于波傳播的方向
B．機械波可以在真空中傳播
C．振動質點沿波的傳播方向遷移
D．橫波的傳播方向與質點的振動方向垂直
D　[在橫波中質點振動的方向垂直于波傳播的方向，在縱波中，質點的振動方向與波傳播方向在一條直線上，A錯誤，D正確；機械波只能借助于介質傳播，不可以在真空中傳播，B錯誤；波在傳播過程中，質點不隨波遷移，C錯誤.]
5．關于橫波與縱波，下列說法正確的是(　　)
A．縱波的傳播方向與質點的振動方向相同，且做變速運動
B．橫波可以在氣體、液體、固體中傳播，而縱波只能在固體中傳播
C．橫波一定是水平傳播的，縱波一定是豎直傳播的
D．橫波在傳播過程中有波峰和波谷，縱波在傳播過程中有疏部和密部
D　[縱波的傳播方向與質點的振動方向在一條直線上，質點做變速運動，縱波在同一種均勻介質中做勻速運動，故A錯誤；橫波只能在固體中傳播，縱波能在氣體、液體、固體中傳播，B錯誤；橫波和縱波都能既在水平方向上傳播，又在豎直方向上傳播，C錯誤；橫波在傳播過程中有波峰和波谷，縱波在傳播過程中有疏部和密部，D正確.]
回顧本節內容，自主完成以下問題：
1．要形成機械波需要什么條件？
提示：波源和介質.
2．各質點的振動是自由振動還是受迫振動？
提示：受迫振動.
3．橫波與縱波的區別？
提示：橫波的傳播方向與質點的振動方向垂直，縱波的傳播方向與質點的振動方向在一條直線上.
課時分層作業(八)　機械波的產生和傳播
?考點一　波的形成和傳播
1．(多選)關于機械波的形成，下列說法正確的是(　　)
A．物體做機械振動，一定產生機械波
B．后振動的質點總是跟著先振動的質點重復振動，只是時間上落后一步
C．參與振動的質點的振動頻率都相同
D．機械波是介質隨波遷移
BC　[若只有物體振動，而周圍沒有傳播這種振動的介質，振動不可能由近及遠傳播出去形成機械波，A錯誤；機械波中各振動質點都在重復波源的振動，振動頻率都等于波源的頻率，只是離波源越遠，振動步調越落后，B、C正確；機械波中介質的各質點只在自己平衡位置附近振動，不隨波遷移，D錯誤.]
2．(多選)關于機械波，下列說法正確的是(　　)
A．介質中各相鄰質點間必有相互作用力
B．前一質點的振動帶動相鄰的后一質點的振動，后一質點的振動不一定落后于前一質點的振動
C．波傳播的速度方向和質點振動的速度方向相同
D．波除了傳遞能量和振動形式外，還可以傳遞信息
AD　[波在傳播過程中，由于介質中各相鄰質點之間的相互作用，離波源較近的質點帶動離波源較遠的質點振動，后面質點就重復并落后于前面質點的振動，故A正確，B錯誤；波傳播的速度方向與質點振動的速度方向不一定相同，在橫波中，兩者方向相互垂直，而在縱波中，兩者方向在同一條直線上，故C錯誤；除了傳遞能量，波傳播的還有振動形式，而振動形式本身就是一種信息，如果制成各種不同的信息附加于這種振動形式上，波傳播振動形式的同時就傳遞了信息，故D正確.]
3．下列關于波的應用，正確的是(　　)
A．要使放在河中的紙船逐漸靠近河岸，可向比紙船更遠處投擲石子形成水波
B．兩個在水中潛泳并且靠得較近的運動員能聽到對方發出的聲音是聲波在液體中傳播的應用
C．光纜利用機械波傳播信息
D．航天員在飛船里，擊打船壁只能引起機械振動不能形成聲波
B　[機械波在介質中傳播的過程中，質點只是在各自的平衡位置附近振動，介質本身并不遷移，因此向比紙船更遠處投擲石子形成水波，無法使紙船靠岸，故A錯誤；光纜是利用光傳播信息的，故C錯誤；固體也能傳播機械波，擊打船壁能引起機械振動，同時形成聲波，故D錯誤；聲波可以在水中傳播，且比在空氣中的傳播速度快，故B正確.]
?考點二　橫波和縱波
4．下列關于橫波、縱波的說法正確的是(　　)
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橫波
C．沿橫向傳播的波叫橫波，沿縱向傳播的波叫縱波
D．沿橫向傳播的波叫縱波，沿縱向傳播的波叫橫波
A　[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，B、C、D錯誤；橫波具有波峰和波谷，A正確.]
5．如圖是一列沿著繩向右傳播的繩波波形，此時波剛傳到B點，由圖可判斷波源A點開始的振動方向是(　　)
A．向左　 B．向右
C．向下　 D．向上
D　[繩子上向右傳播的波是橫波，質點的振動方向與波傳播方向垂直，不可能沿水平方向，故A、B錯誤；題圖所示時刻B振動方向向上，則A點剛開始的振動方向向上，故C錯誤，D正確.故選D.]
6．(多選)如圖所示，繩子一端做簡諧運動，形成沿繩向右傳播的一列機械波，則下列說法正確的是(　　)
A．在圖上速度最大的點是第3點與第7點
B．除第1點外，加速度最大的點是第5點
C．只有第3、7點的振動頻率不同，其他點的振動頻率都相同
D．各個點振動的周期都與振源振動的周期一樣
ABD　[由于繩波是橫波且向右傳播，介質中左邊的質點帶動右邊的質點振動，故2、3、4質點向下振動，6、7質點向上振動.如題圖時刻，3、7兩質點在平衡位置，速度最大，1、5兩質點在最大位移處，加速度最大，故A、B正確；各質點的振動周期和頻率由振源決定，并且是相等的，故C錯誤，D正確.]
7．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，由－＝10 s，解得x＝72 km，故選A.]
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