振动图像、波动图像考点精析

振动图像、波动图像考点精析
作者：范峰
来源：《中学课程辅导高考版·教师版》2011年第11期
摘要：机械振动与机械波是高中物理的重点内容，也是高考的热点内容。

要透彻理解这部分知识，就必须掌握直观描述他们的振动图像和波动图像，因此在学习这部分知识时一定要
注意正弦或余弦曲线这两种图像的区别和联系。

关键词：高中物理；考点，振动图像；波动图像
中图分类号：G427 文献标识码：A 文章编号：1992-7711（2011）11-030-01
机械振动与机械波是高中物理选修3-4中的重点内容，也是高考的热点内容。

要透彻理解这部分知识，就必须掌握直观描述他们的振动图像和波动图像，而由于两种图像在外形上都是正弦或余弦曲线，很容易引起混淆，因此在学习这部分知识时一定要注意这两种图像的区别和联系。

类型题一：振动图像和波动图像的区别
【例1】一列沿着x轴正方向传播的横波，在t=O时刻的波形如图1甲所示．图甲中某质点的振动图像如图1乙所示。

质点N的振幅是，振动周期为，图乙表示质点 (从质点K、L、M、N中选填)的振动图像．该波的波速为／．
解析：波中各质点振幅都相同，从波的图像或振动图像看出是，由图甲看出波长，图乙振动图像得到周期，则波速。

图乙反映出某质点在t=O时刻以后从平衡位置向y正方向运动,图甲中，只有L、N在平衡位置，其中L点向y正方向运动。

点评：这是一道振动图像和波动图像结合的问题，两者配合提取有用信息，如波长、周期、振幅、以及根据传播方向确定振动方向或根据振动方向确定传播方向。

类型题二：振动方向和波的传播方向的判断
【例2】图示为一列沿x轴负方向传播的简谐横波，实线为t＝0时刻的波形图，虚线为t
＝时的波形图，波的周期T＞，则（）
波的周期为
在t＝时，P点沿y轴正方向运动
经过，P点经过的路程为
在t＝时，Q点到达波峰位置
解析：从实线沿x轴负方向传播为虚线经历的时间t＝＜T，则传播的距离小于一个波长，从图看出波峰原来在处后来到处移动34λ，则,得T=0.8 错误。

t＝0时刻P点向y轴负方向运动，t＝，＜14T，则P点在平衡位置以下仍向y轴负方向运动，错误。

经过点经过的路程为，正确。

t=0时刻，在Q点前面（接近波源）紧靠Q点的波峰在处，现要Q点到达波峰，则波传播的距离-，而波速，所以
＝，即时，Q点到达波峰位置，正确。

选C、D。

点评：本题、B、C选项容易判断，主要是选项怎么思考。

我们应打开思路，能走捷径当然走捷径，特别是选择题。

这时不妨回顾一下波的形成、波的本质，波就是振动在介质中的传播，波中各点依次振动起来，先后到达波峰或波谷处，也可以说波形沿波的传播方向向前推进，理解了这一点问题就迎刃而解。

类型题三：波的多解性问题
【例3】如图所示，a、b是一列横波上的两个质点，它们在x轴上的距离，波沿x轴正方向传播，当a振动到最高点时b恰好经过平衡位置，经过，波传播了30 ，并且a经过平衡位置，b恰好到达最高点，那么（）
．这列波的速度一定是1／
．这列波的周期可能是0．
．这列波的周期可能是
．这列波的波长可能是
解析：因波向外传播是匀速推进的，故v＝／，设这列波的振动周期为T，由题意知经，a质点由波峰回到平衡位置，可得T/4十nT/2＝3（n=1，
2……）另由v=λ/T得波长，（n＝0，1，2……）
在n＝2时，对应的波长λ＝；在n＝7时，T＝0．．故选项、B、
正确．
点评：本题在写出周期T的通式时即应用了“特殊点法”，对a质点，由波峰回到平衡位置需T／4 时间，再经T/2又回到平衡位置……，这样即可写出T的通式．当然，若考虑质点b，也能写出这样的通式（同时须注意到开始时b恰好经过平衡位置，包括向上通过平衡位置和向下通过平衡位置这两种情况）．
总结：由以上几例分析可知，在解决有关图像问题时，应注意以下几点：
1．首先分清振动图像还是波动图像。

只要看清横坐标即可，如为t即为振动图像，为x
则为波动图像。

此外还须看清横、纵坐标单位。

2．根据波动图像对应的时刻，由振动图像得到对应质点的振动方向，从而判断波的传播
方向；或由波的传播方向判断质点的振动方向。

3．注意波的多解性因素：①波传播的双向性；②波的时间、空间周期性等。