普通高中物理选择性必修一 第三章第1节波的形成

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• 普通高中物理选择性必修一 第三章第1节 波的形成
• 内容来源|普通高中教科书 物理 选择性必修第一册 人民教育出版社 软件|亿图脑图MindMaster
• 振动的传播称为波动，简称波。
• 波的形成
• 演示
  • 实验器材
    • 一条较长的有弹性的软绳
  • 实验过程
    • 用手握住绳的一端拉平后向上抖动一次，可以看到绳上形成一个凸起部分向另一端传去。
    • 用手握住绳的一端拉平后向下抖动一次，可以看到绳上形成一个凹下部分向另一端传去。
    • 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。
    • 在绳上做个红色标记，观察在波的传播过程中，红色标记是怎样运动的？它是否随着波向绳的另一端移动？
  • 观察发现
    • 绳上各点只是在一定位置上下振动，没有向前运动，而振动这种形式却传播了出去。
• 波的形成
  • 绳子是有弹性的物体。设想把一条绳子分成一个个小段，这些小段可以看作一个个相连的质点，相邻质点之间存在着弹性力的作用，这使得一个质点的运动会影响相邻质点的运动。
  • 当手握绳端上下振动时，绳端带动相邻质点，这个质点又带动更远的质点¼¼绳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。
  • 依次带动下去，绳端上下振动的状态就沿绳子传了出去，整体上形成了凹凸相间的波形。
• 做一做 团体操表现波浪
• 方法
  • 一组学生手挽手排成一行，从左边第一位同学开始，周期性地下蹲、起立，依次带动旁边的同学重复他的动作，只是后边的一位总比前边的一位稍迟一点点。
• 现象
  • 可以看到凹凸相间的波沿着队伍传播开来，而每位同学的位置并没有移动。
• 横波和纵波
• 横波
  • 质点的振动方向与波的传播方向相互垂直的波。
  • 在横波中，凸起的最高处叫作波峰，凹下的最低处叫作波谷。
  • 沿绳传播的横波
• 演示弹簧形成的波
  • • 将一根长而软的弹簧放在水平光滑平面上，沿弹簧轴线方向不断推、拉。
    • 观察到弹簧圈密集的部分和稀疏的部分交替向前传播。
• 纵波的形成
  • 一系列弹簧圈看成一系列质点，它们之间由弹力联系着。
  • 手执弹簧一端左右振动起来，近端的质点依次带动远端的质点左右振动，但后一个质点振动的相位总比前一个质点落后一些。
  • 从整体上看，沿弹簧形成了疏密相间的波。
• 纵波
  • 质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的波。
  • 在纵波中，质点分布最密的位置叫作密部，质点分布最疏的位置叫作疏部。
  • 发声体振动时在空气中产生的声波是纵波。声波不仅能在空气中传播，也能在液体、固体中传播。
• 机械波
• 介质
  • 波借以传播的物质，例如：绳、弹簧、水、空气等。
  • 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。
• 机械波
  • 机械振动在介质中传播，形成了机械波。
    • 形成机械波，一要有波源，二要有介质。
  • 介质中有机械波传播时，介质的质点发生振动，但质点并不随波迁移，介质本身并不随波一起传播。
  • 机械波传播的只是振动这种运动形式。
  • 波在传播“振动”这种运动形式的同时，也将波源的能量传递出去，波是传递能量的一种方式。
  • 波也可以传递信息，我们用语言进行交流，就是利用声波传递信息。
• “水波离开了它产生的地方，而那里的水并不离开，就像风在田野里掀起的麦浪。我们看到，麦浪滚滚地在田野里奔去，但是麦子却仍旧留在原来的地方。”——达×芬奇
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