机械波波的传播方向与质点的振动方向的判别方法

云南省丽江市永胜县第四中学　钟建荣

　　“机械振动和波”是高考理科综合常考的知识点，掌握一定的方法会使答题快而准，“机械波波的传播方向与质点的振动方向的判别”是一般题目的解答关键。

 

　　1．波动方向<==>振动方向“上、下坡”法

 

　　沿着波的传播方向看，上坡的点向下振动（沿

轴负方向），下坡的点向上振动（沿

轴正方向），即“上坡下，下坡上”。如图1所示，

点向下振动，

点向上振动，

点向下振动。

 

　　例1．在一列简谐横波的传播方向上有M、N两点，它们的平衡位置相距S，波速大小为v , 方向由M→N。某时刻M、N都位于各自的平衡位置时，M、N 间只有一个波峰，若该时刻可能的波形为下列图示，则M点最先到达波谷位置的是（　　）

 

 

　　解析：由“波的传播方向上有M、N两点，它们的平衡位置相距S”得

 

　　

  

 

　　由

得：

 

　　

 

　　再结合波动方向和振动方向的关系得：A、B图中M点向下运动，C、D图中的M点向上运动,从该时刻起M点到达波谷位置所用时间：

 

　　A图所用时间：

；          B图所用时间：

 

　　C图所用时间：

；     D图所用时间：

 

　　于是得到：

,图B中的M点最先到达波谷位置．

 

　　2．起振方向

 

　　介质中每个质点开始振动的方向都和振源开始振动的方向相同。

 

　　例2．在均匀的介质中，各质点的平衡位置在同一直线上，相邻两个质点的距离均为a，如图3（a）所示，振动从质点1开始并向右传播，其振动初速度方向竖直向上，经过时间t，前13个质点第一次形成的波形图如图3（b）所示，则该波的周期T，波速v分别是

 

 

　　A．T=

,v=

         B．T=

t,v=

 

　　C．T=t,v=

            D．T=

t,v=

 

　　解析：结合波动方向和振动方向的关系得：图3（b）中质点13该时刻向下振动，根据“介质中每个质点开始振动的方向都和振源开始振动的方向相同”说明振动并不是刚刚传到质点13，而是到了它右侧的某一质点，根据“经过时间t，前13个质点第一次形成的波形图如图3（b）所示”将图3（b）中波形补画完整便能得到经过时间t波动已经传播到质点13后距质点13四分之一波长的质点17。

 

　　于是：

  

答案A正确。