1、波的形成和傳播皰丁巧解牛知識巧學一、波的形成和傳播1.機械波的形成 傳播機械波的物質(zhì)，如水、繩、空氣等，可以分成許多小部分，每一小部分都可以看作質(zhì)點.當其中一個質(zhì)點振動時，由于質(zhì)點間的相互作用，就帶動相鄰的質(zhì)點振動起來，該質(zhì)點又帶動后面的質(zhì)點振動起來，這樣振動的狀態(tài)就傳播出去，形成了機械波.記憶要訣 “帶動”“重復(fù)”“滯后”可以描述機械波的形成過程及特點.即前一質(zhì)點“帶動”后一質(zhì)點振動，后一質(zhì)點在前一質(zhì)點的“帶動”下“重復(fù)”前一質(zhì)點的振動形式，因此，后一質(zhì)點的振動總要“滯后”前一質(zhì)點一段時間.2.機械波的傳播（1）各質(zhì)點的振動周期都與波源的振動周期相同.聯(lián)想發(fā)散 波傳播時，介質(zhì)中的質(zhì)點跟著波源

2、做受迫振動，每個質(zhì)點的振動頻率都與波源的振動頻率相同.（2）離波源越遠，質(zhì)點的振動越滯后，但各質(zhì)點的起振方向與波源起振方向相同.（3）波傳播的是振動形式，而各介質(zhì)的質(zhì)點并不隨波遷移.波傳播的只是運動形式，介質(zhì)的每個質(zhì)點只在自己平衡位置附近振動，并不隨波遷移，如運動會上表演麥浪的團體操，許多學生手舉麥穗，隨著音樂聲依次上下起伏，于是就形成了像一大片金黃的滾滾麥浪，可是，這里的每個學生誰也沒有向前移動一步，僅把上下起伏的運動形式依次傳出去了.二、橫波和縱波 從質(zhì)點的振動方向和波的傳播方向之間關(guān)系來看，機械波有兩種基本類型：1.橫波：質(zhì)點振動的方向跟波的傳播方向垂直的波，叫做橫波，如繩波、水波.在橫

3、波中，凸起的最高處叫做波峰，凹下去的最低處叫做波谷，橫波是以波峰和波谷這個形式將機械振動傳播出去，這種波在傳播時呈現(xiàn)出凸凹相間的波形.深化升華 橫波是物體的形狀發(fā)生了變化而產(chǎn)生彈力的作用所致，故純粹的橫波只能通過固體傳播.2.縱波：質(zhì)點的振動方向跟波的傳播方向在同一直線上的波，叫做縱波. 例如：一根長的彈簧，它的一端固定，在另一端用手輕輕一推，就形成了彈簧圈密集的部分一直向前傳播；如用手輕輕一拉，就形成了彈簧圈稀疏的部分也沿著彈簧向前傳播，如果不斷地推拉彈簧，就可以看到一系列的密集的部分和稀疏的部分依次向前傳播，這就是縱波，如圖12-1-2所示.圖12-1-2 在縱波中，質(zhì)點分布最密的地方叫做

4、密部，質(zhì)點分布最疏的地方叫做疏部，縱波在傳播時呈現(xiàn)出疏密相間的波形.要點提示 聲波是縱波，地震波既有橫波成分又有縱波成分.深化升華 在縱波的情況下，物體的各部分經(jīng)常受到壓縮和拉伸，也就是說經(jīng)常在改變自己的體積，在體積改變時，固體內(nèi)固然要產(chǎn)生彈力，液體和氣體也要產(chǎn)生彈力，所以縱波在這三種狀態(tài)的介質(zhì)中都能傳播.三、機械波1.介質(zhì)：波借以傳播的物質(zhì).2.機械波：機械振動在介質(zhì)中的傳播.3.機械波產(chǎn)生條件：（1）必須有持續(xù)振動的波源.（2）必須有傳播的介質(zhì).深化升華 振動是波動的原因，波動是振動的結(jié)果；有波動必有振動，有振動不一定有波動.因為波源和介質(zhì)是組成機械波的必有條件，缺一不可.4.機械波在傳遞

5、機械振動的同時，也傳遞能量和信息. 由于質(zhì)點間的彈力作用，先振動的質(zhì)點要對相鄰的后振動的質(zhì)點做正功，后者對前者做負功，因而離波源近的質(zhì)點把機械能傳遞給離波源遠的質(zhì)點.聯(lián)想發(fā)散 其他形式的波也能傳遞信息，如廣播電視應(yīng)用無線電波傳遞信息，光纜利用光波傳遞信息.典題熱題知識點一 機械波的形成和傳播例1關(guān)于機械波的形成和傳播，下列說法中正確的是( )A.物體做機械振動，一定產(chǎn)生機械波B.后振動的質(zhì)點總是跟著先振動的質(zhì)點重復(fù)振動，只是時間落后一步C.參與振動的質(zhì)點群有相同的頻率D.機械波是質(zhì)點隨波遷移，也是振動能量的傳遞解析：機械波的形成必須具備的兩個條件：振源和介質(zhì)，只有物體做機械振動，而其周圍沒有傳

6、播這種振動的介質(zhì)，遠處的質(zhì)點不可能振動起來形成機械波，故A選項錯誤；任何一個振動的質(zhì)點都是一個波源而帶動它周圍的質(zhì)點振動，將振動傳播開來，所以后一質(zhì)點總是落后，故選項B、C正確，形成機械波的各個質(zhì)點，只有在平衡位置附近往復(fù)運動，并沒有隨波遷移，離振源遠的質(zhì)點振動的能量，是通過各質(zhì)點的傳遞從振源獲得，故選項D錯誤.答案：BC方法歸納 本題考查機械波的產(chǎn)生及其傳播特點.機械波是由于機械振動在介質(zhì)中的傳播形成機械波，機械波在傳播中各質(zhì)點的振動周期都與波源的振動周期相同；離波源越遠，質(zhì)點的振動越滯后，但各質(zhì)點的起振方向與波源起振方向相同；波傳播的是振動形式，而各介質(zhì)的質(zhì)點并不隨波遷移；波在傳播振動形式

7、的同時，也在傳播能量和信息.例2圖12-1-3所示為波源開始振動后經(jīng)過一個周期的波形圖，設(shè)介質(zhì)中質(zhì)點振動周期為T，下列說法中正確的是( )圖12-1-3A.若M點為波源，則M點開始振動時方向向下B.若M點為波源，則P點已經(jīng)振動了TC.若N點為波源，則P點已經(jīng)振動TD.若N點為波源，則該時刻P質(zhì)點動能最大解析：若M點為波源，相當于其他點追隨M點振動，又因為是經(jīng)過一個周期的波形，此時M點的振動方向向上，即為開始振動時的方向或者根據(jù)波傳到了N點，此時N點振動方向向上，即波源的開始振動方向向上，而傳到P點要經(jīng)過T，因而P點已振動T，若N點為波源，N開始振動方向向下，傳到P點經(jīng)，故P點已振動了T，而此時

8、P點在最大位移處，速度為零，動能最小，答案為C選項.答案：C方法歸納 當波源確定后便可確定波傳播的方向，由于介質(zhì)中各質(zhì)點從波源開始依次運動，即越靠近波源的質(zhì)點運動的時間越長.另外,任何一個質(zhì)點的起振方向都與波源的起振方向相同.知識點二 橫波和縱波例3關(guān)于橫波和縱波，下列說法正確的是( )A.質(zhì)點的振動方向和波的傳播方向垂直的波叫橫波B.質(zhì)點振動方向跟波的傳播方向在同一直線上的波叫縱波C.橫波有波峰和波谷，縱波有密部和疏部D.地震波是橫波，聲波是縱波解析：根據(jù)橫波和縱波的定義知，A、B、C三項正確，聲波是一種縱波，但地震波中既有橫波又有縱波，D選項錯誤.答案：ABC知識點三 機械波例4以下對機械

9、波的認識正確的是( )A.形成機械波一定要有振源和介質(zhì)B.振源做簡諧運動形成的波中，各質(zhì)點的運動情況完全相同C.橫波向右傳播時，處于波峰的質(zhì)點也向右遷移D.機械波向右傳播時，右方的質(zhì)點比左方的質(zhì)點早一些振動解析：振源和介質(zhì)是形成機械波的兩個必不可少的條件，故A選項正確.簡諧運動在介質(zhì)中傳播時，介質(zhì)中各質(zhì)點都做簡諧運動，沿波的傳播方向上，后面的質(zhì)點比前面的質(zhì)點總要晚一些開始振動，但質(zhì)點本身并不隨波的傳播而發(fā)生遷移，而且各質(zhì)點的振動步調(diào)不一致，故B、C、D三項都錯.答案：A誤區(qū)警示 波動與振動是兩個不同的概念，一些同學往往認為：振動就是波動，我們知道在波的傳播過程中，一定有質(zhì)點的振動，但質(zhì)點振動，

10、不一定能夠形成波動，波動是許多質(zhì)點振動而形成的，振動則是單個質(zhì)點的運動.知識點四 振動和波的關(guān)系例5關(guān)于振動和波的關(guān)系，下列說法正確的是( )A.有機械波必有振動B.有機械振動必有波C.離波源遠的質(zhì)點振動周期長D.波源停振時，介質(zhì)中的波動立即停止解析：一個質(zhì)點的振動會帶動鄰近質(zhì)點的振動，使振動這種運動形式向外傳播出去而形成機械波，但在缺少介質(zhì)的情況下，波動現(xiàn)象就無法發(fā)生，故A選項對,B選項錯.波動形成以后，各質(zhì)點的振動都先后重復(fù)波源的振動，故各質(zhì)點的振動周期是一樣的，C錯，大量質(zhì)點的振動所形成的波動不會因波源的停振而立即消失，因為能量不會無緣無故地消失，故D選項錯.答案：A誤區(qū)警示 很多同學會

11、認為“波源停振時，介質(zhì)中的波動立即停止”，錯誤的主要原因是不能明確波的形成條件及傳播特點.問題探究思維發(fā)散探究問題 波的傳播方向和質(zhì)點運動方向關(guān)系如何判斷？探究過程：已知質(zhì)點運動方向判斷波的傳播方向或與之相反的問題，判斷的基本規(guī)律是橫波的形成與傳播的特點，常用方法有： 方法一：上下坡法 沿波的傳播方向看，“上坡”的點向下運動，“下坡”的點向上運動，簡稱“上坡下、下坡上”（如圖12-1-4甲所示）. 方法二：同側(cè)法 在波的圖象上的某一點，沿豎直方向畫出一個箭頭表示質(zhì)點運動方向，并設(shè)想在同一點沿水平方向畫個箭頭表示波的傳播方向，那么這兩個箭頭總是在曲線的同側(cè)（如圖1214乙所示）. 方法三：頭頭（

12、尾尾）相對法 在波形圖的波峰（或波谷）上畫出一個箭頭表示波的傳播方向，并在波峰（或波谷）兩邊波形上分別畫出兩個箭頭表示質(zhì)點運動方向，那么這三個箭頭總是頭頭相對，尾尾相對（如圖12-1-4丙所示）. 方法四：平移法 將原波形（實線）沿波的傳播方向平移后（虛線），則從原波形中平衡位置沿y軸指向虛線最大位移處的方向，表示原波形中質(zhì)點的運動方向（如圖12-1-4丁所示）. 甲 乙 丙 丁圖12-1-4探究結(jié)論: 方法一：上下坡法 方法二：同側(cè)法 方法三：頭頭（尾尾）相對法 方法四：平移法材料信息探究材料：地震波包含縱波和橫波.振動方向與傳播方向一致的波為縱波（P波）.來自地下的縱波引起地面上下顛簸振動.振動方向與傳播方向垂直的波為橫波（S波）.來自地下的橫波能引起地面的水平晃動.橫波是地震時造成建筑物破壞的主要原因.由于縱波在地球內(nèi)部傳播速度大于橫波，所以地震時，縱波總是先到達地表，而橫波總落后一步.這樣，發(fā)生較大的地震時，一般人們先感到上下顛簸，過數(shù)秒到十幾秒后才感到有很強的水平晃動.這一點非常重要，因為縱波給我們一個警告，告訴我們造成建筑物破壞的橫波馬上要到了，快點作出防備.問題地震波只是一種橫波嗎？我們能不能利用橫波和縱波的波速不同，來預(yù)報地震？探究過程：由材料