第3章 第1节　波的形成和描述—2020-2021学年同步新教材鲁科版（2019）高中物理选择性必修第一册讲义

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第1节　波的形成和描述
学习目标：1.[科学思维]理解机械波的形成和传播．　2.[物理观念]知道什
么是横波、纵波．　3.[科学思维]掌握波的图像的意义和应用，能够区分波动图
像和振动图像．　4.[科学探究]掌握波长、频率、波速的关系及应用．
一、波的形成与传播
1．机械波的定义
机械振动在介质中传播，形成了机械波．
2．机械波的产生条件
(1)波源：做机械振动的物体．
(2)介质：能传播波的物质．
3．传播特点
机械波传播时，介质并不随波前进，传播的只是机械振动这种运动形式及
其能量．
二、波的分类
定义 标识性物理量 实物波形
横
波
质点的振动方向与波
的传播方向垂直的波
(1)波峰：凸起的最高
处
(2)波谷：凹下的最低
处
绳上形成横波
纵
波
质点的振动方向与波
的传播方向在同一直
线上的波
(1)密部：质点分布最
密的地方
(2)疏部：质点分布最
疏的地方 弹簧上形成纵波
三、波的描述
1．波的图像
(1)波形：在绳子波动的某个时刻拍下照片，就能得到该时刻的波形．
(2)图像：在波形上添加一个坐标系，就可以得到该时刻这个波的图像．用
横坐标 x表示在波的传播方向上各质点的平衡位置，纵坐标 y表示某时刻各质
点偏离平衡位置的位移．
(3)简谐波：介质中各质点做简谐运动，波形曲线是正弦 ( 或余弦 ) 曲线．
(4)波的图像的物理意义：波的图像描述的是某一时刻各个质点对平衡位置
的位移．
2．波的特征
(1)波的周期和频率：质点完成一次全振动的时间叫作周期，用 T表示．介
质中的质点每秒完成全振动的次数叫作波的频率，用 f表示．两者的关系：T ＝ .
(2)波长：在波动中，沿着波的传播方向，两个相邻的、相对平衡位置的位
移和振动方向总是相同的质点间的距离，叫波长，用 λ表示．
(3)波速：将振动传播的距离与传播时间之比称为波速，波在介质中的传播
是匀速传播，波速公式为 v＝λ / T
或v＝λf.
1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)机械波传播的是介质中的质点． (×)
(2)机械波传播的是质点的运动形式． (√)
(3)波的图像表示介质中质点的运动轨迹． (×)
(4)在一个周期内，振动在介质中传播的距离等于一个波长． (√)
2．将一个小石子投向平静的湖面中心，会激起一圈圈向外传播的波纹，如
果此时水面上有一片树叶，下列对树叶运动情况的叙述正确的是(　　)
A．树叶慢慢向湖心运动 B．树叶慢慢向湖岸漂去
C．在原位置上下振动 D．沿着波纹做圆周运动
C　[波在传播过程中，只传递振动能量和波源所发出的信息，而各质点不
随波迁移，只在各自的平衡位置附近振动，故选 C.错选 B的原因主要是对波的
传播特点不能很好地理解．]
3．(多选)对于介质中正在传播的一列机械波，下列说法正确的是(　　)
A．传播速度等于波中某质点的振动速度
B．某质点一个周期内走过的路程等于波长
C．波的周期等于波源振动的周期
D．波在一个周期内传播的距离等于波长
CD　[波在介质中匀速传播，质点的振动是变速运动，二者不相等，A错；
质点在一个周期内走过的路程等于振幅的四倍，不一定等于波长， B错；波的
周期与波源振动的周期始终相等，C对；根据 λ＝vT知，D对．]
波的形成和传播
艺术体操也叫韵律体操，是一种艺术性很强的女子竞赛体操项目.19 世纪末
20 世纪初起源于欧洲．艺术体操表演项目有很多，丝带舞表演就是其中之一，
如图所示是一幅丝带舞的表演图．
丝带舞
讨论：(1)丝带上的各点有没有随波迁移？
(2)运动员的手停止抖动后，丝带上的波会立即停止吗？
提示：(1)没有．
(2)不会．
1.机械波的形成
2．机械波的特点
(1)机械波传播的是振动形式、能量和信息，介质中各质点本身并不随波传
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