2025年高二物理同步培优讲练（人教版选择性必修第一册）3.1 波的形成（解析版）.docx

3.1波的形成

物理素养

学习目标

1.物理观念：知道机械波、横波和纵波的概念，明确波峰、波谷、疏部和密部。

2.科学思维：通过实例观察知道机械波产生的条件及传播过程。

3.科学探究：借助对波的传播过程的探究，区分横波和纵波。

4.科学态度与责任：通过生活中的波动现象培养学生观察、分析、归纳的能力。

1.能用描点法作出横波的图像，理解波的图像的物理意义。

2.理解波长、频率和波速的意义及其关系。

3.能判断波的传播方向和质点的振动方向。

重点关注：①机械振动与机械波②横波和纵波③振动形式、能量

（一）课前研读课本，梳理基础知识

一、波的形成及特点

1．波：振动的传播称为波动，简称波。

2．波的形成(以绳波为例)

(1)一条绳子可以分成一个个小段，这些小段可以看作一个个相连的质点，这些质点之间存在着弹性力的作用。

(2)当手握绳端上下振动时，绳端带动相邻的质点，使它也上下振动。这个质点又带动更远一些的质点…绳子上的质点都跟着振动起来，只是后面的质点总比前面的质点迟一些开始振动，绳端这种上下振动的状态就沿绳子传了出去，整体上形成了凹凸相同的波形。

二、横波和纵波

1.横波：质点的振动方向与波的传播方向相互垂直的波，如图甲。

2.纵波：质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的波，如图乙。

三、机械波

1．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。

2．机械波：机械振动在介质中传播，形成了机械波。

3．机械波的特点

(1)介质中有机械波传播时，介质本身并不随波一起传播，它传播的只是振动这种运动形式。

(2)波是传递能量的一种方式。

(3)波可以传递信息。

（二）辨析

1.取一条较长的软绳,连续向上、向下抖动长绳,可以看到一列波产生和传播的情形,你能不能描述一下波的形成过程?(注意体会“带动”“迟”的含义)

【答案】①将绳分成许多小段,每一段都可以看成质点。

②相邻质点间有相互作用,当振源质点振动时,会带动相邻质点振动。这一质点又会带动下一质点振动。

③后面质点的运动重复前面质点的运动。

④后面质点的运动滞后前面质点的运动，同一时刻，各质点离开平衡位置的位移是不同的，从而整体上形成凹凸相间的波形。

2.在水面上投一石块形成水波,则水面上的树叶能否随水波漂浮到远处?

【答案】不能。水波在传播时，介质不随波迁移。

3.振动和波的关系是什么?有振动是否一定有机械波?

【答案】波源和介质是形成机械波的必要条件，二者缺一不可，有振动不一定有机械波.有机械波一定有振动。

4.机械波形成后,若波源停止振动,机械波会立即消失吗?

【答案】不会。波源停止振动后,机械波传递的能量并不会立即消失,因此机械波不会立即消失。

5.当地震发生时,地震波在地球内部和地表传播,有时使人感到左右摇晃,有时感到上下颠簸,由此可见地震波是什么波?

【答案】地震震源往往在地下某个地方，地震发生时，人感到上下颠簸是因为有纵波,感到左右摇晃是因为有横波，所以，地震波既含有纵波成分又含有横波成分。另外，横波振幅比纵波大，破坏力大，所以横波的水平晃动力是造成建筑物损坏的主要原因。

6.声波是横波还是纵波?

【答案】声波是横波还是纵波，不是由声源决定的，而是由它传播的介质决定的，在空气中声音以纵波的形式传播，在固体中纵波、横波共存。空气之所以能传播纵波，是因为声源振动→周围空气疏、密度发生变化→传播至耳膜，耳膜振动，然后人就听到了声音。

【题型一】波的形成及特点

【点拨】

【点拨】波动过程中各质点的运动特点

波动过程中各质点的振动周期都与波源的振动周期相同，机械波向前传播的是振动这种形式，同时也可以传递能量和信息，其运动特点为：

(1)先振动的质点带动后振动的质点——“带动”

(2)后振动的质点重复前面质点的振动——“重复”

(3)后振动的质点的振动状态滞后于先振动的质点的振动状态—“滞后”

【典型例题1】（23-24高二下·河南平顶山·阶段练习）如图所示是舞蹈《一条大河波浪宽》中的“波浪”表演．演员手挽手排成一行，从右侧第一位演员开始，周期性地举起或放下手中的扇子，呈现出类似“波浪”的效果，则下列说法正确的是（）

A．“波浪”是纵波

B．当演员举起或放下扇子的动作越频繁，“波浪”传播的速度一定越快

C．右侧第一位演员正在举起扇子

D．“波浪”向左传播，演员也随“波浪”向左移动

【答案】C

【详解】A．演员举起或放下手中扇子的运动方向与“波浪”传播方向垂直，则“波浪”是横波，故A错误；

B．“波浪”传播的速度快慢与演员举起或放下扇子动作频率没有直接关系，故B错误；

C．“波浪”向左传播，由图可知右侧第一位演员处于平衡位置，根据“同侧法”可知正在举起扇子，故C正确；

D．“波浪”向左传播的是举起或放