波的传播方向与质点振动方向的判断方法

波与振动的综合应用是高考命题的热点之一．其特点常以波的图象为载体考查考生对波动这一质点“群体效应”与振动这一质点“个体运动”内在联系的理解．其中波的传播方向与质点振动方向间的关联判断往往是该类命题破题的首要环节和思维起点．笔者现将波的传播方向与振动方向判断方法总结如下．

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”段的质点向上振动，简称“上坡下下坡上”，如图1所示．

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向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．

将原波形图怎么判断方向图（实线）沿波的傳播方向移一段微小距离（不超过）后得到一个新的波形图怎么判断方向图（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．

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附菦（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4（a）所示；若P′在P下方，则P′带动P向下运动如圖4（b）所示．

一列简谐横波在x轴上传播，某时刻的波形图怎么判断方向如图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

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運动．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點在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．参與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F振动方向向下应该处于“上坡”处，也只有逆着x轴正方向看它在处於“上坡”处故波传播方向是沿x轴负方向，选项A正确．此时D亦处于“上坡”处故振动方向向下，选项B正确．B处于“下坡处”振动方姠远离平衡位置向上，而C质点处于最大位移处向平衡位置运动故B点要落后于C点到平衡位置，选项C错误．振动的各质点振幅相同故选项D錯误．

1、如图6所示为一列简谐横波在某一时刻的波形图怎么判断方向图，已知此时质点A正在向上运动如图中箭头所示，由此可判定此横波（    ）．

A、向右传播且此时质点B正向上运动

B、向右传播，且此时质点C正向下运动

C、向左传播且此时质点D正向上运动

D、向左传播，且此時质点E正向下运动

2、一列简谐横波在x轴上传播某时刻的波形图怎么判断方向图如图7所示，a、b、c为三个质元a正向上运动．由此可知（   

A、該波沿x轴正方向传播

C、该时刻以后，b比c先到达平衡位置

D、该时刻以后b比c先到达离平衡位置最远处

（责任编辑  任林茂）