2024-2025年高一物理人教版选择性必修一同步精品讲义3.1 波的形成（解析版）.docx

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3.1波的形成

学习目标：1．了解波的形成和传播

2．知道横波和纵波、波峰和波谷、密部和疏部

3．知道机械波传播的是振动的形式、能量和信息。

重点：1．机械波及其产生条件。2．机械波形成原因及其过程。

难点：1．机械波形成与传播过程。2．对机械波特点的理解。

知识点一、波的形成与传播

1．波源：引起波动的振动体叫波源。

2．波的形成：波源振动带动它相邻质点发生振动，并依次带动离波源更远的质点振动，只是后一质点的振动比前一质点的振动迟一些。于是，波源的振动逐渐传播开去。

3．介质

（1）定义：波借以传播的物质。

（2）特点：组成介质的质点之间有相互作用，一个质点的振动会引起相邻质点的振动。

4．根据机械波的定义，机械波产生的条件有两个：（1）有起振的波源；

（2）有传播振动的介质。有波动就一定有振动，因为波中的各个质点都是重复波源的振动；但有振动却不一定有波动，还要看是否有传播振动的介质。例如，放在抽成真空的玻璃罩内的闹钟，尽管铃锤不停地振动敲击铃壳，但是我们却听不到铃响，原因是闹钟周围没有传播声音的介质，不能形成声波。

【题1】关于机械波的形成和传播，下列说法中正确的是

A．物体做机械振动，一定产生机械波

B．后振动的质点总是跟着先振动的质点重复振动，只是时间落后一步

C．参与振动的质点群有相同的频率D．机械波是质点随波迁移，也是振动能量的传递

【答案】BC

【解析】机械波的形成必须具备的两个条件：振源和介质，只有物体做机械振动，而其周围没有传播这种振动的介质，远处的质点不可能振动起来形成机械波，故A选项错误；任何一个振动的质点都是一个波源而带动它周围的质点振动，将振动传播开来，所以后一质点总是落后，故选项B、C正确，形成机械波的各个质点，只有在平衡位置附近往复运动，并没有随波迁移，离振源远的质点振动的能量，是通过各质点的传递从振源获得，故选项D错误。

方法归纳：本题考查机械波的产生及其传播特点.机械波是由于机械振动在介质中的传播形成机械波，机械波在传播中各质点的振动周期都与波源的振动周期相同；离波源越远，质点的振动越滞后，但各质点的起振方向与波源起振方向相同；波传播的是振动形式，而各介质的质点并不随波迁移；波在传播振动形式的同时，也在传播能量和信息。

【题2】如图所示为波源开始振动后经过一个周期的波形图，设介质中质点振动周期为T，下列说法中正确的是

A．若M点为波源，则M点开始振动时方向向下B．若M点为波源，则P点已经振动了T

C．若N点为波源，则P点已经振动TD．若N点为波源，则该时刻P质点动能最大

【答案】C

【解析】若M点为波源，相当于其他点追随M点振动，又因为是经过一个周期的波形，此时M点的振动方向向上，即为开始振动时的方向或者根据波传到了N点，此时N点振动方向向上，即波源的开始振动方向向上，而传到P点要经过T，因而P点已振动T，若N点为波源，N开始振动方向向下，传到P点经，故P点已振动了T，而此时P点在最大位移处，速度为零，动能最小，答案为C选项。

方法归纳：当波源确定后便可确定波传播的方向，由于介质中各质点从波源开始依次运动，即越靠近波源的质点运动的时间越长。另外，任何一个质点的起振方向都与波源的起振方向相同。

5．振动与波动的比较

振动

波动

运动

现象

单个物体所表现出的周而复始运动现象。是单个质点在其平衡位置附近做往复运动的“个体行为”

大量物体受到扰动时，从扰动中心传开来的周而复始的运动现象。大量的、彼此相联系的质点将波源的振动在空间传播的“群体行为”

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，并由近及远的传播开去，且各部分都受到指向原平衡位置的力的作用

性质

变加速运动

在均匀介质中匀速向前传播

能量变化

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递过程，当波源停止振动不再向外传递能量时，各个质点的振动也会相继停下来

【特别提醒】（1）振动是波的起因，波是振动的传播；（2）振动是单个质点在其平衡位置附近做往复运动的“个体行为”；波动则是大量彼此相连的质点将波源的振动在空间传播的“群体行为”。

【题3】关于振动和波的关系，下列说法正确的是

A．有机械波必有振动B．有机械振动必有波

C．离波源远的质点振动周期长D．波源停振时，介质中的波动立即停止

【答案】A

【解析】一个质点的振动会带动邻近质点的振动，使振动这种运动形式向外传播出去而形成机械波，但在缺少介质的情况下，波动现象就无法发生，故A选项对，B选项错。波动形成以后，各质点的振动都先后重复波源的振动，故各质点的振动周期是一样的，C错，大