高中物理波的传播方向与质点振荡方向的关联判断

高中物理波的传播方向与质点振动方向的关联判断

对波动这一质点“群体效应”与振动这一质点“个别运动”内在联系的理解。


1、上下坡法

沿波的传播速度的正方向看,处于“上坡”段的质点向下振动,处于“下坡”段的质点进取振动,简称“上坡下,下坡上”,如图1所示.

例.简谐横波某时刻的波形图线如图1所示,由图可知( )
a. 若质点a向下运动,则波是从左向右流传
b. 若质点b向上运动,则波是从左向右流传
c. 若波是从右向左流传,则质点c向下运动
d. 若波是从右向左流传,对质点d向上运动
解析:图1中,若质点a向下运动,由“上下坡法”,a必位于上坡段,只有当从右向左看时,a才位于上坡段,故波应向左流传,a错。同理可分析b选项正确。
若波从右向左传播,由“上下坡法”知,d、c点必位于下坡段,d、c点都应向上疏通,故c错,d正确。
本题正确选项是BD。


2、二速同侧法

在波的图象上某一点,沿竖直方向画出一个箭头表示质点振动方向,并设想在同一点沿水平方位画出另一个箭头表示波的传播方向,那么这两个箭头总是位于图线的同一侧,如图2所示.

高中物理波的传播方向与质点振动方向的关联判断


3、波形微平移法

将原波形图(实线)沿波的传播方向移一段微小距离(不超过)后,得到一个新的波形图(虚线),从实线上某一质点画一个箭头指向虚线,箭头的方向表示这个质点的振动方向,如图3所示.

例.图中实线为一列沿x轴正方向传播的简谐波在t时刻的波形,试确定图中P点的振动方向。

解析:把实线波形沿波的传播方向向右平移小于的长度,图中虚线所示。因P点运动到了点,故P点在t时刻的运动方向为沿y轴正方向运动。


4、前点带动后点法

根据波的形成,离波源较近的质点带动它邻近的离波源较远的质点,在被判断振动方向质点P附近(不超过)的图象上靠近波源方向找到另一点P′,若P′在P上方,则带动P向上运动,如图4a)所示;若P′在P下方,则P′带动P向下运动,如图4b)所示.

一列简谐横波在x轴上传播,某时刻的波形如图5所示.已知此时质点F的运动方向向下,则(    ).

A、此波朝x轴负方向传播

B、质点D此时向下运动

C、质点B将比质点C先回到平衡位置

D、质点E的振幅为零

解法一:带动法.波的传播过程是振动的传播过程,当介质中某一质点开始振动时,必然带动其周围相邻的质点振动,这些质点又依次带动各自相邻的质点振动,依次类推,振动就逐渐传播开来形成波.因此,沿波的传播方向各质点的步调是依次落后的,总是前一质点带动相邻后一质点,后一质点总是力图跟上带动其振动的前一相邻质点并重复其运动.据图象信息知,此刻F点振动方向向下,是由G点带动的结果,G质点比F点更靠近波源,故波是沿x轴负方向传播的,因此选项A正确.同理D点在E带动下,力图跟上E点并重复E的振动,故D点振动方向向下,选项B正确.B点被C点所带动,步调落后于C,故C先回到平衡位置,选项C错误.参与简谐波的各质点振幅均相等,故E的振幅不为零,选项D错误.

解法二:上下坡法.沿着波的传播方向看,“上坡”处的质点振动方向向下,“下坡”处的质点振动方向向上,简称“上坡下,下坡上”.题中


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