面包法——波的传播方向与质点振动方向判断新方法

李诚智

(山东省宁阳第一中学 271400)

面包法
——波的传播方向与质点振动方向判断新方法

李诚智

(山东省宁阳第一中学 271400)

面包法是一种有效解决波的传播方向与质点振动方向判断的新方法.根据波的传播方向判断质点振动方向与根据质点的振动方向判断波的传播方向等相关问题是学生理解和掌握的重点和难点，也是高考中的重要考点.

面包法；机械波；波的传播；质点的振动

文章摘要：机械波的学习中，根据波的传播方向判断质点振动方向与根据质点的振动方向判断波的传播方向是学生理解和掌握的难点，也是各种考查的重点，所以在平常考试和高考中经常考到.老师总结常用的方法有：带动法、上下坡法、同侧法、微平移法.

笔者在实际应用中，发现一个更好更快速的判断方法，它脱胎于微平移法.

图1

图2

如图1所示，波往右传播一小段距离，整个波形右移，虚线就是移动后的波形.

我们把正弦波看成是绳波，X轴上面凸起的一段函数图形看成是一个面包，如图2所示，面包上面支撑着绳子.当波向右移动时，相当于我们推着面包向右前进，面包上右侧的绳子被移动的面包顶起，所以图中的B质点是往上振动，而左侧的绳子没有面包的支撑而下降，所以图1中的A质点往下振动.

如果是根据质点的振动方向判断波的传播方向，你可以试试面包往哪个方向推，才能和质点的振动方向一致，推面包的方向就是波的传播方向，由此判断出波的传播方向.

X轴下面的情形可以反过来看成面包，做同样的判断.当然你也可以只判断X轴上面的情形，X轴下面的可以根据上下坡法的办法来判断.

因为这个方法采用了移动面包的办法，所以我称之为面包法.

下面我举例说明在一些高考试题中的应用.

图3

例1 (2010年全国Ⅱ理综)一简谐横波以4 m/s的波速沿x轴正方向传播.已知t=0时的波形如图3所示，则( ).

A．波的周期为1 s

B．x=0处的质点在t=0时向y轴负向运动

图4

【面包法解析】B选项中，判断O质点的振动方向，可以采用面包法.如图4所示，波向右传播，我们推着面包往右，左侧的绳子没有面包的支撑而下降，故O质点往下振动，即向y轴负向运动.故B是对的.

图5

图6

例2 (2013年北京高考试题)一列沿x轴正方向传播的简谐机械横波，波速为4 m/s.某时刻波形如图5所示，下列说法正确的是( ).

A.这列波的振幅为4cm

B.这列波的周期为1s

C.此时x=4m处质点沿y轴负方向运动

D.此时x=4m处质点的加速度为0

图7 图8

面包法解析C选项中，让我们判断x=4m处质点振动方向.如图6所示，把凸起看成面包，往右运动，把面包上右侧绳子顶起，所以x=4m质点往上运动，也就是y轴正方向运动，C错误.正确答案为D选项.

例3 (2012年福建理综)一列简谐横波沿x轴传播，t=0时刻的波形如图7所示，此时质点P正沿y轴负方向运动，其振动图象如图8所示，则该波的传播方向和波速分别是( )

图9

A.沿x轴负方向,60m/s

B.沿x轴正方向,60m/s

C.沿x轴负方向,30m/s

D.沿x轴正方向,30m/s

通过以上对高考试题例子的解析，我们可以体会到面包法的判断此类问题快速性和准确性，所以我向同学们推荐这个方法.

[1]吴祖剑.“巧用平移法解答机械波图像问题”[J].中学生数理化(高中版·学研版)，2011(05).

[2]严慧洁.“波的形成与传播”演示实验的质疑与改进”[J].物理通报，2011(06).

G632

A

1008-0333(2017)31-0053-02

2017-07-01

李诚智(2000.11-)，女，山东省宁阳县，宁阳第一中学高二16班学生.

闫久毅]