面包法
——波的傳播方向與質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向判斷新方法

李誠智

(山東省寧陽第一中學(xué) 271400)

面包法
——波的傳播方向與質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向判斷新方法

李誠智

(山東省寧陽第一中學(xué) 271400)

面包法是一種有效解決波的傳播方向與質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向判斷的新方法.根據(jù)波的傳播方向判斷質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與根據(jù)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向判斷波的傳播方向等相關(guān)問題是學(xué)生理解和掌握的重點(diǎn)和難點(diǎn)，也是高考中的重要考點(diǎn).

面包法；機(jī)械波；波的傳播；質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)

文章摘要：機(jī)械波的學(xué)習(xí)中，根據(jù)波的傳播方向判斷質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與根據(jù)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向判斷波的傳播方向是學(xué)生理解和掌握的難點(diǎn)，也是各種考查的重點(diǎn)，所以在平?？荚嚭透呖贾薪?jīng)?？嫉?老師總結(jié)常用的方法有：帶動(dòng)法、上下坡法、同側(cè)法、微平移法.

筆者在實(shí)際應(yīng)用中，發(fā)現(xiàn)一個(gè)更好更快速的判斷方法，它脫胎于微平移法.

圖1

圖2

如圖1所示，波往右傳播一小段距離，整個(gè)波形右移，虛線就是移動(dòng)后的波形.

我們把正弦波看成是繩波，X軸上面凸起的一段函數(shù)圖形看成是一個(gè)面包，如圖2所示，面包上面支撐著繩子.當(dāng)波向右移動(dòng)時(shí)，相當(dāng)于我們推著面包向右前進(jìn)，面包上右側(cè)的繩子被移動(dòng)的面包頂起，所以圖中的B質(zhì)點(diǎn)是往上振動(dòng)，而左側(cè)的繩子沒有面包的支撐而下降，所以圖1中的A質(zhì)點(diǎn)往下振動(dòng).

如果是根據(jù)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向判斷波的傳播方向，你可以試試面包往哪個(gè)方向推，才能和質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向一致，推面包的方向就是波的傳播方向，由此判斷出波的傳播方向.

X軸下面的情形可以反過來看成面包，做同樣的判斷.當(dāng)然你也可以只判斷X軸上面的情形，X軸下面的可以根據(jù)上下坡法的辦法來判斷.

因?yàn)檫@個(gè)方法采用了移動(dòng)面包的辦法，所以我稱之為面包法.

下面我舉例說明在一些高考試題中的應(yīng)用.

圖3

例1 (2010年全國Ⅱ理綜)一簡(jiǎn)諧橫波以4 m/s的波速沿x軸正方向傳播.已知t=0時(shí)的波形如圖3所示，則( ).

A．波的周期為1 s

B．x=0處的質(zhì)點(diǎn)在t=0時(shí)向y軸負(fù)向運(yùn)動(dòng)

圖4

【面包法解析】B選項(xiàng)中，判斷O質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向，可以采用面包法.如圖4所示，波向右傳播，我們推著面包往右，左側(cè)的繩子沒有面包的支撐而下降，故O質(zhì)點(diǎn)往下振動(dòng)，即向y軸負(fù)向運(yùn)動(dòng).故B是對(duì)的.

圖5

圖6

例2 (2013年北京高考試題)一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧機(jī)械橫波，波速為4 m/s.某時(shí)刻波形如圖5所示，下列說法正確的是( ).

A.這列波的振幅為4cm

B.這列波的周期為1s

C.此時(shí)x=4m處質(zhì)點(diǎn)沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)

D.此時(shí)x=4m處質(zhì)點(diǎn)的加速度為0

圖7 圖8

面包法解析C選項(xiàng)中，讓我們判斷x=4m處質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向.如圖6所示，把凸起看成面包，往右運(yùn)動(dòng)，把面包上右側(cè)繩子頂起，所以x=4m質(zhì)點(diǎn)往上運(yùn)動(dòng)，也就是y軸正方向運(yùn)動(dòng)，C錯(cuò)誤.正確答案為D選項(xiàng).

例3 (2012年福建理綜)一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸傳播，t=0時(shí)刻的波形如圖7所示，此時(shí)質(zhì)點(diǎn)P正沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，其振動(dòng)圖象如圖8所示，則該波的傳播方向和波速分別是( )

圖9

A.沿x軸負(fù)方向,60m/s

B.沿x軸正方向,60m/s

C.沿x軸負(fù)方向,30m/s

D.沿x軸正方向,30m/s

通過以上對(duì)高考試題例子的解析，我們可以體會(huì)到面包法的判斷此類問題快速性和準(zhǔn)確性，所以我向同學(xué)們推薦這個(gè)方法.

[1]吳祖劍.“巧用平移法解答機(jī)械波圖像問題”[J].中學(xué)生數(shù)理化(高中版·學(xué)研版)，2011(05).

[2]嚴(yán)慧潔.“波的形成與傳播”演示實(shí)驗(yàn)的質(zhì)疑與改進(jìn)”[J].物理通報(bào)，2011(06).

G632

A

1008-0333(2017)31-0053-02

2017-07-01

李誠智(2000.11-)，女，山東省寧陽縣，寧陽第一中學(xué)高二16班學(xué)生.

閆久毅]