用“前仆后继法”判定质点振动方向

1、用“前仆后继法”判定质点振动方向机械振动和机械波是力学教材的最后一部分。 从研究的运动 形式来看，内容要比前几章复杂得多， 学生学起来也感到很吃力。 但这一章却在中学物理中有举足轻重的地位。 起着承前启后的作 用。振动和波这两种运动形式， 学生在日常生活中接触的并不多， 所以， 在学习过程中就感到十分吃力， 尤其是对振动图象和波动 图象，经常混淆不清。而根据图象判断质点的运动情况，又是最 常见的问题之一。针对上述教学实际， 笔者总结出一种由图象判断质点振动方 向的有效方法前仆后继法。 “前仆后继”法实则为“前波后 振”法。下面就前仆后继法求解问题的依据、方法、步骤及其应 用，谈几点自己粗浅的看

2、法：一、判定依据1. 振动规律振动图象是研究单一质点的位移随时间变化规律的图象。 由 于该质点的运动是连续的， 下一时刻要到达哪个位置， 在这一时 刻必然有指向该位置的速度，否则便不能到达该位置。2. 波动规律波动的过程， 就是介质中各个质点将波源的振动依次向外传 播的过程，即由近及远，各个质点按先后次序重复波源的振动。如果我们将离波源较近魄质点叫做前面的质点， 离波源较远的质 点叫做后面的质点，那么，在波动过程中各振动质点的振动，可 说成是后商的质点总要跟着前面的质点来运动。二、方法步骤1. 判定图象种类首先根据所给图象， 判定它是振动图象还是波动图象， 必须 让学生明确： 振动图象和波动图

3、象判定的关键是“看横轴表示什 么？”横轴表示时间为振动图象，横轴表示距离为波动图象。2. 依条件和规律判方向 根据原题所给已知条件和振动与波动的规律， 来判定质点的 振动方向。若是振动图象，要判断某时刻质点的振动方向，就看 与该时刻相邻的下一时刻质点的位置， 在这一时刻的上方还是下 方，若在上方，则该时刻的速度方向就向上；若在下方，速度方 向就向下。若是波动图象，则沿着波的传播方向，后面的质点总 是要跟着前面的质点来运动， 若想求某一质点的运动方向， 就要 看与它紧相邻的前面质点的位置在这一质点的上方还是下方， 若 在上方，则该质点就向上运动； 若在下方， 则该质点就向下运动。三、应用举例下面

4、我就通过两个具体实例， 来简单地介绍一下“前仆后继 法”的具体应用：例 1.一列简谐横波沿 x 轴方向传播，某时刻的波形图线如 图1 (A)所示。若从此时刻开始计时(即 t=0 )，则图1 (B) 所示的图线表示的是 a、b、c、d 中哪个质点的振动图线( )A. 当波沿 x 轴正向传播时，表示a 质点的振动图线B. 当波沿 x 轴正向传播时，C. 当波沿x轴负向传播时，D. 当波沿x轴负向传播时，表示 b 质点的振动图线 表示 c 质点的振动图线 表示 d 质点的振动图线解析：要确定图（B）是图（A）中哪个质点的振动图线，可 先研究一下图（B）的特点。由于图（B）是振动图象，利用“振 动图象

5、看后边”的方法， 可看出与零时刻紧相邻的后面时刻质点位置在零时刻的上方，说明质点在=0时刻正在平衡位置，且运动方向向上。然后研究图（A）,由于图中a、c两质点t=0时刻不在平衡位置，则可排除，只需研究b、 d 两点的运动即可。当波沿 x 轴正向传播时，则波源在左边。左边质点在前，可看出 b点左侧紧相邻的质点在 b点上方，则b点此时刻振动方向向上； 而d点左侧紧相邻的质点在d点下方，则d点此时刻振动方向向 下。所以图（B）表示的应是b质点的振动图线；当波沿 x轴负 向传播时，则波源在右边，右边质点在前，可由图看出， b 质点 右侧紧相邻的质点在 b 点下方；而 d 质点右侧紧相邻的质点在 d 点

6、上方。所以此时图（B）应表示的是d质点的振动图线。由此 断定B、D选项正确。例 2. 如图 2 所示是一列横波在某一时刻的波形图，已知 D 点此时的运动方向如图所示，则 （ ）A. 波向左传播B. 质点F与H的运动方向相同C. 质点B与D的加速度方向相同，而速度方向相反D. 质点G比H先回到平衡位置解析：该图象为波动图象，已知其中某一质点的振动方向， 求其他质点的振方向和波的传播方向。 该题用我们的方法求解也 是比较方便的。利用“波动图象看前面”， 此时D点运动方向向 上，贝何知与D点紧邻的前面质点位置应在 D点之上，由图看出 左边在上，所以波应是向右传播。由于波的传播方向已知，则各 质点的振动方向可由“前仆后继法”直接判断， 本题正确选项可 确定为 C、D。由以上两例可看出， 应用“前仆后继法”解决