判断质点振动方向的常用方法

1、判断质点振动方向的常用方法陈国明在机械波的教学中，质点振动方向的判断是学生理解和掌握的难点，也是各种考查的重点，所以在会考和高考中经常考到。为了使学生轻松地理解和掌握质点振动方向的判断，现介绍几种常用的判断方法。一、带动法由机械波的产生可知，后一个质点的振动是由前一个质点的振动带动的，所以只要找到 了前一个质点（靠近波源一方的质点）的位置，我们就可以判断后一个质点的振动方向。如 果前一个质点在上方，后一个质点的振动方向就向上，反之就向下。例1下图为一列向左传播的简谐横波在某一时刻的波形图，判断波形图上P点的振动方向。【解析】因为波的传播方向向左，故P质点的前一个质点的平衡位置在P质点的右边,该

2、时刻P质点的前一个质点的实际位置在P点的右上方，所以 P点向上振动。二、微平移法这种方法是，作出经微小时间t （ tV T/4）后的波形，由波形就可以知道各质点经过 t时间到达的位置，质点的振动方向就可以确定。例2如下图所示，是某一简谐波的图象，由图可知（）A. 若波向右传播，则质点 B正向右运动B. 若波向右传播，则质点 C正向左运动C. 若波向左传播，则质点 D正向下运动D. 若波向左传播，则质点 B正向上运动【解析】波动的实质是质点仅在自己的平衡位置附近振动，并不随波迁移，选项A、B均不正确；当波向左传播时，根据微平移法，将实线波形向左微平移x，得虚线波形如下图所示，可见波形平移后质点B

3、、D的新位置在原位置的下方，质点B、D的振动方向（运动方向）都向下，故选项 C正确。三、“上下坡”法这种方法是把波形看成是山坡，上坡时质点的振动方向向下，下坡时质点的振动方向向上。如例1所示，因波的传播方向向左，P点处在下坡的过程中，由“上下坡”法得，P点的振动方向向上。例3如下图所示是一列简谐波的波形图，波沿x轴的负方向传播，就标明的质点而言，速度为正，加速度为负的质点是（）A. PB. QC. RD. S【解析】因波沿x轴的负方向传播，质点 R、S处在下坡的过程中，由“上下坡”法得， 质点R、S的振动方向都向上，质点R、S的速度方向与y轴方向一致，所以它们的速度都为正，而质点 R的加速度方

4、向向上，与 y轴方向一致，加速度为正；质点S的加速度方向向下，与y轴方向相反，加速度为负。同理可以判断质点P和Q的振动方向都向下，速度都为负。故正确的答案是 D。四、“左左上”法“左左上”法实际上有四句话，即“左左上，右右上，左右下，右左下”。其意义是，第一个左或右字表示波的传播方向是向左或向右，第二个左或右字表示质点在离它最近的波峰左边或右边，最后一个上或下字表示所研究的质点的振动方向向上或者向下。例4 a、b是一水平绳上相距为 L的两点，一列简谐横波沿ab方向传播，其波长等于2L/3。当a点经过平衡位置向上运动时，b点（ ）A. 经过平衡位置向上运动B. 处平平衡位置上方最大位移处C. 经

5、过平衡位置向下运动D. 处于平衡位置下方最大位移处【解析】因ab间的距离为L,为一个半波长，故 b也在平衡位置，再在水平绳子上作出 ab之间的波形，如下图所示。因波沿ab方向传播即向右传播而质点b在波峰的左边，由“右左下”得，质点b的振动方向向下。故 C选项正确。五、“同侧”法“同侧”法的意思是，波的传播方向与质点的振动方向必须在波形的同一侧。如例1所示，因波向左传播，要使振动方向与波的传播方向在波形的同一侧，质点的振动方向只能向上。例5如下图所示为一横波在某一时刻的波形图，已知质点F此时的运动方向如下图所示，则（）A. 波向右传播B. 此时质点H和F的运动方向相同C. 质点C比质点B先回到平衡位置D. 此时速度数值最大的质点是 A、E、I【解析】因质点F的振动方向向下，由“同侧”法得，波的传播方向向左。由“同侧”法可以判断，此时质点 H的振动方向向上，与质点 F的振动方向相反。同理，此时质点 B 的振动方向向上，质点 B要先到最高位置，然后再往下到平衡位置，所以质点C比B先回到平衡位置。又因为质点到达平衡位置时速度最大。故正确的答案是CD。综上所述，在机械波传播过程