质点振动和波的运动方向判断的基本方法
【物理】判断波的振动和传播方向的五种方法
【物理】判断波的振动和传播方向的五种方法在波形图上,判断质点的振动方向或波的传播方向是高考的重点和热点。
波形图上二者方向的判断方法除“微平移法”和“带动法”之外,还有学生更易掌握且简洁的另外三种新法:“上下坡法”、“振向波向同侧法”和“头头尾尾相对法”。
本文把这五种方法一并介绍给大家,通过比较,选择更适合自己的方法吧!1.上下坡法“上下坡法”是把波形图线比喻为凸凹的路面,凸凹路面就有上坡段和下坡段,沿着波的传播方向看去,位于上坡段的质点,则向下运动,位于下坡段的质点,则向上运动;反之,向上运动的质点,必位于下坡段,向下运动的质点,必位于上坡段。
注:法则中的“向上运动”,表示质点向规定的正方向运动,“向下运动”表示质点向规定的负方向运动。
“上下坡法则”对横波和纵波都适用。
2.振向波向同侧法“振向波向同侧法”是利用“质点的振动方向与波的传播方向都位于波形的同一侧”来分析判断波形问题的方法。
在波形图上,如果用竖直箭头表示质点的振动方向,用水平箭头表示波的传播方向,并且要两箭头的箭尾相接,那么当波向右传播时,两箭头都在波形右侧,如图2左图所示。
当波向左传播时,两箭头都在波形的左侧。
3.头头尾尾相对法在波形图的波峰或波谷上,画出一个与横轴平行的表示波传播方向的箭头,在波峰或波谷两侧波形上,分别画出两个与纵轴平行的表示质点振动方向的箭头。
4.微平移法把原波形沿波的传播方向平移一段小于的距离,通过比较某点在原波形和移动后波形上的位移大小,就可判断该点的振动方向。
5.带动法波的形成和传播过程中,前一质点的振动带动后一相邻质点的振动,后一质点重复前一质点的振动形式。
只要知道某点振动方向或波的传播方向,再通过比较某质点的位移与它相邻质点的位移进行比较,即可判断波的传播方向或确定该质点的振动方向。
质点振动和波的运动方向的判断
质点振动和波的运动方向的判断
⊙ 枣阳白水高中 董伦芳
质点 振动和 波的运 动方向 是高 中物理 中常见 而
且常考 的一个 知识点 ,在 答题实 际中,很 多同学要 么
混淆方向,要么判断失误,那么,如何判断质点 振动和
波的运动方向呢.
一、带动法 由波的 形成传 播原理 可 y
向左 解 析 设 地面 对 M 的 支 持 力 为 N ,摩 擦 力 为
F f ,m 加速 下滑时 ,加速度 沿斜面 向下,如 图 5,将 加 速度进行分解,对 m、M 整体进行分析,有
a1
a2
a
图5
水平方向 F x = F f = ma1 ,方向水平向右
竖直方向 F y = (M + m)g - N= ma 2
知此时质点f的运动方向向下则质点e的振幅为零解析波的传播过程是振动的传播过程当介质中某一质点开始振动时必然带动其周围相邻的质点m减速下滑时地面对m的摩擦力方向水平向左解析设地面对m的支持力为n摩擦力为m加速下滑时加速度沿斜面向下如图5将加速度进行分解对mm整体进行分析有方向水平向右竖直方向fym减速下滑时加速度沿斜面向上如图6将加速度进行分解对mm整体进行分析有水平方向f方向水平向左竖直方向fy大于mmg答案是b我劝天公重抖擞不拘一格降人才
上运动. 例如 向右传播 的某列波,某时 刻波的图 象如
图 1 所 示,试判断 质点 M 的振动 方向. 可 在波源一 侧
找出离 M 较近的前一质 点 M′,M′在 M下 方,则 该时刻
M向下运动. 例 1 一列 简谐 横 y
波在 x轴 上传播 ,在某 时 刻的波形如图 2所 示. 已 知 此时 质 点 F 的 运 动 方 向向下,则( )
质点振动和波的运动方向判断的基本方法
率是 多少 ? 当火 车驶 去 时 , 在铁 道旁 的观 察 者 听 站
到的笛声 频率 又是 多少 ?
解 析 : 车 驶 来 时 , 察 者 感 受 到 的 声 波 波 长 火 观
为 : 一VT- v - T一 — ( V
-
v)
.
丁
所以, 察者 感受 到的声 波频率 为: 观 f 一 一
.
沿 浦 的 传 播 青 向 面
八
: i ' }
一箭头, 再沿竖直方向向
则 该 箭 头 即 为 质 点 振 动 方
。
\M
‘
;
当波源或者接受者相对于介质运动时
,
,
。。 。‘ 曲线 的 同侧 画 另 一 箭 头 , 。m 向 , 图 7所示 . 如
会发现 波 的频 率 发 生 了变 化
21年第卜 2 01 期
解: 波传方看上” 质振 析 着的播向,坡 的点 沿 “处
娜 J 酥
.
此播”方下正 处处沿动A确 时于处方选. ,方 向, 故“,向项 D向轴,选 波上故故正 亦是振向项 传坡负 B
而 处“ 位处平位运 位向, 确质在大移向衡置动 置上 .点最处振方运平 C 于 坡”动向离衡 B 下 ,
,
故 B 点 要
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振图正A点 一 M法故B 落到,. 幅 C 后平确振 卜选答动 在的案各 相衡选的 四位y 于项项 质 波错 同某为 、质 . C置错 的. ,点 点 侧 故 D 形 i l ' 一 I
尚 一
+口 = T: :
j
判定波的传播方向与质点的振动方向
判定波的传播方向与质点的振动方向方法一:若知道某一时刻t的波形曲线,将波形曲线沿波的传播方向平移一微小的距离(小于),它便是t+t时刻的波形曲线,知道了各个质点经过t时间到达的位置,质点的振动方向就可以判断出来了。
方法二:通过波的传播方向判断出波源的位置,在质点A靠近波源一侧附近(不超过)图象上找另一质点B,若质点B在A的上方,则A向上运动,若B在A的下方,则A向下运动。
即沿波的传播方向,后振动的质点总是追随先振动的质点来运动的。
方法三:运用逆向复描波形法解答十分简捷。
即,手握一支笔,逆着波的传播方向复描已知波形,凡复描时笔尖沿波形向上经过的质点,此刻均向上运动;凡复描时笔尖沿波形向下经过的质点,此刻均向下运动(波峰和波谷点除外)。
[例1] 一简谐横波在x轴上传播,在某时刻的波形如图9所示。
已知此时质点F的运动方向向下,则()A. 此波朝x轴负方向传播B. 质点D此时向下运动C. 质点B将比质点C先回到平衡位置D. 质点E的振幅为零分析与解:本题主要考查对波的传播方向与波上某质点运动方向间的关系的推理判断,以及对波形图的想像能力。
对于本题,已知质点F向下振动,由上述方法可知,此列波向左传播。
质点B此时向上运动,质点D向下运动,质点C比B先回到平衡位置。
在此列波上所有振动质点的振幅都是相等的。
故只有A、B选项正确。
[例2] 简谐横波某时刻的波形图如图10所示。
由此图可知()A. 若质点a向下运动,则波是从左向右传播的B. 若质点b向上运动,则波是从左向右传播的C. 若波从右向左传播,则质点c向下运动D. 若波从右向左传播,则质点d向上运动分析与解:运用上述逆向复描波形法可立即判定出B、D正确。
问题:已知波的图象,求某质点的坐标[例3] 一列沿x方向传播的横波,其振幅为A,波长为λ,某一时刻波的图象如图11所示。
在该时刻,某一质点P的坐标为(λ,0),经过周期后,该质点的坐标为()A.()B.(,-A)C.(λ,A)D.()分析与解:如图11所示,波上P质点此刻的坐标为(λ,0),由于此列波向右传播,据逆向复描波形法可知,此刻质点P向下运动。
波的振动和传播方向的判断方法
五种方法判方向万洪禄在波形图上,判断质点的振动方向或波的传播方向是高考的重点和热点。
波形图上二者方向的判断方法除“微平移法”和“带动法”之外,还有学生更易掌握且简洁的另外三种新法:“上下坡法”、“振向波向同侧法”和“头头尾尾相对法”。
本文把这五种方法一并介绍给大家,通过比较,选择更适合自己的方法吧!1. 上下坡法“上下坡法”是把波形图线比喻为凸凹的路面,凸凹路面就有上坡段和下坡段,沿着波的传播方向看去,位于上坡段的质点,则向下运动,位于下坡段的质点,则向上运动;反之,向上运动的质点,必位于下坡段,向下运动的质点,必位于上坡段。
注:法则中的“向上运动”,表示质点向规定的正方向运动,“向下运动”表示质点向规定的负方向运动。
“上下坡法则”对横波和纵波都适用。
例1. (全国高考)简谐横波某时刻的波形图线如图1所示,由图可知()图1A. 若质点a向下运动,则波是从左向右传播B. 若质点b向上运动,则波是从左向右传播C. 若波是从右向左传播,则质点c向下运动D. 若波是从右向左传播,对质点d向上运动解析:图1中,若质点a向下运动,由“上下坡法”,a必位于上坡段,只有当从右向左看时,a才位于上坡段,故波应向左传播,A错。
同理可分析B选项正确。
若波从右向左传播,由“上下坡法”知,d、c点必位于下坡段,d、c点都应向上运动,故C错,D正确。
本题正确选项是BD。
2. 振向波向同侧法“振向波向同侧法”是利用“质点的振动方向与波的传播方向都位于波形的同一侧”来分析判断波形问题的方法。
在波形图上,如果用竖直箭头表示质点的振动方向,用水平箭头表示波的传播方向,并且要两箭头的箭尾相接,那么当波向右传播时,两箭头都在波形右侧,如图2左图所示。
当波向左传播时,两箭头都在波形的左侧,如图2右图所示。
图2再解例1 若质点a向下运动,由振向波向同侧法,知表示振向波向的两箭头在波形左侧,波由右向左传;若质点b向上运动,由振向波向同侧法,知表示振向波向的两箭头在波形右侧,波由左向右传;若波从右向左传,由振向波向同侧法,知质点c、d均向上运动。
快速判断波动图象中质点振动方向的三种方法
B点 在 此 波 峰 的 右
代 传 播 , 波 源 在 B的左 边 ( 0点 )而 在 B的左 侧 , 表 B 点 振 动 则 如 , 边 与 B 相 邻 的 点 处 于 B 的 上 方 ( C点 ) 它 将 方 向 的箭 头 与 代 表 如 , 尾 , B点 应 向 带 动 B 点 向上 振 动 。 B 点 的振 动 方 向 向上 ( 传 播 方 向 的 箭 头 应 “ 尾 相 对 ” 因 此 , 故 Y 下 振 动 。 理 可 判 断 C、 、 同 D E各 点 的振 动 方 向 如 轴 正 向 ) 。 方 法 二 : 头 头 相 对 , 尾 相 对 ”法 “ 尾 把 代 表 波 的 传 播 方 向 的箭 头 画 在 距 被 研 究
种 带 动 作 用 起 始 于 波 源 , 以 每 一 介 质 质 点 都 知 此 时 质 点 A正 向 上运 动 , 图 中箭 头 所 示 。 所 如 由
A、向右 传 播 , 此 时质 点 B正 向上 运 动 ; 且 B 、向 右传 播 , 此 时 质 点 C正 向 下 运 动 ; 且 C、向左 传 播 , 此 时 质 点 D 正 向上 运 动 ; 且
者 认 为 以下 三 种 判 断 方 法 最 容 易 掌 握 且 能 快 速 准 确地解答 此类题 目, 介绍 如下 : 现
方 法 一 : 动 法 带
例 2 (0 2春 20
季 高 考 题 理 科 综 合
1 8题 )图 4所 示 为
一
由于 机 械 波 的形 成 依 赖 于 介 质 质 点 之 间 的
如图3 示 , 所 已
这 种 方 法 为 “ 山 上 山 , 谷 下 谷 ” 见 见 。
知 B 的振 动 方 向 向
如图6 示 , 所 波
高中物理之判断质点振动方向的方法
高中物理之判断质点振动方向的方法在机械波的知识点中,质点振动方向的判断是最难理解和掌握的难点,为了更好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(△t<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、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。
热点专题系列(十一)利用图像分析振动和波的问题讲解
【解析】选C。由题意可知,A点从开始振动到第一次到达波峰
的时间为 T ,故波传到A点的时间为t1- T =4 s-T ,由波的
传播公式x4=vt得3 m=v×(4 s- );同理4 ,B点从4开始振动到 T
第一次到达波谷的时间为 故波4 传到B点的时间为t2-
=7 s-
,由波的传播公3式4T,x=vt得4 m=v×(7 s-
加速度沿y轴负方向,C错;各质点仅在平衡位置附近上下振动,
并不随波迁移,D错。
二、利用图像分析波动的多解问题 波的多解问题,有传播方向不确定性出现的多解,有两质点间位 置关系不确定性出现多解,有传播距离与波长关系不确定性出 现多解,还有间隔时间与周期关系不确定性出现多解。在处理 这类问题时,要始终抓住质点周期性及其与波的传播之间的联 系,并要灵活地用周期数来表示波的传播时间,用波长数来表示 波的传播距离,才便于分析、表达解决问题。解题方法是:
时刻,选项A错误;两列波的周期均为T=0.2
s 0.4 s
s,又已
知20波速均为v=10 m/s,所以波长均为λ=vT=2 m,因为障碍物的
尺寸大于1 m,有可能与这两列波的波长相差不大,所以这两
列波均有可能发生明显的衍射现象,选项B错误;AB连线中点C
到两个波源的距离都等于2个波长,并且两列波同时传播到C
的振动情况可由振动图像获取,利用图像分析振动和波的问题
主要有以下几个方面:
一、结合图像互判波的传播方向与质点的振动方向
1.波的传播方向和波上质点的振动方向可以相互判断,常用的
方法有质点带动法、微平移法、上下坡法、同侧法等。
2.每一个质点的起振方向都跟波源的起振位移处的质点,Δ t时间内的
3T );4联立
波的传播方向与质点振动方向的几种判断方法
一、微平移法 二、质点带动法(前带后法) 三、上下坡法 四、同侧法 五、特殊点法 六、 “三角形”法
一、微平移法
所谓微平移法,将波形曲线沿波的传播方向做微小平移,如图所 示的P(Q)点,移动后它比原来的位置高(低)了,说明经过极短的 一段时间它向上(下)运动了. 这种方法叫微平移法. 这种方法可以 由波的传播方向判断某质点的振动方向,也可以由振动方向判断 波的传播方向.
A、a质点向上 B、b质点向上 向下
C、c质点向下 D、d质点
解析:由题意O经过路程是0.5米时,波的 传播经过了5/4个周期,波形如图:
从图中可以看出来a点的振动方向是向上的, 所以此题选A
五、特殊点法
所谓特殊点法就是逆着波的传播方向,在质点A的附近找一个相邻 的质点B,若质点B的位置在质点A的正方向处,则A质点应向正方 向运动;反之,则向负方向运动.如图所示,图中的质点A应向y轴 的正方向运动(质点B先于质点A振动,A要跟随B振动)。
二、质点带动法(前带后法)
由波的形成传播原理可知,后振动的质点总 是重复先振动质点的运动,且波总是由前面 先振动的点向后面振动的点传播的,即前带 后。
例2、如图所示,已知波向右传播,请判断 质点A、B、C、D、E的振动方向。
解析:应用质点带动法:因为波的传播过程是振 动形式的传播,当介质中的某一质点开始振动时, 必然带动其周围相邻的质点振动,这些质点又依次 带动各自相邻的质点振动,依次类推,振动就逐渐 传播开来形成波。所以沿波传播的方向,各质点的 步调是依次落后的,总是前一质点带动后一相邻质 点,后一质点总是力图跟上带动其振动的前一相邻 质点的并重复其运动。由图像可知波由左向右传播, 则A点的前一个点应该在其下面的F点。而F点只能 带动A点往下运动。同理B、C的前一质点在B、C 的上面,所以B、C向上运动,E、D两点的前一点 在E、D下面,所以E、D向下运动。
四种方法确定波动质点的振动方向
四种方法确定波动质点的振动方向机械波既是高中物理学习的重点,也是难点,特别是如何确定波动质点的振动方向。
为了有效突破这一难点,使学生掌握机械波的运动特征,弄清波动与振动的联系与区别,我们引导学生进行了大量探究活动,总结出以下四种确定波动质点振动方向的方法,供参考。
方法一波的成因法由波的形成原理可知,后振动的质点总是重复先振动的质点的运动,而当质点处于波峰和波谷瞬间,其速度为零。
若已知波的传播方向,判断某质点的振动方向时,可找沿波传播方向与该点距离最近的波峰或波谷,根据波峰或波谷位置的关系确定振动方向。
例1 如图1所示,波沿x轴正向传播,试确定该时刻b、d两质点的振动方向。
解析沿着波的传播方向,b质点总是重复着先振动的a质点的运动(a为所参考点)。
此时刻a质点正好处在波峰,且是在b 质点之前未经过一个波谷的波峰,那么b质点必然“模仿”a质点去“充当”下一时刻的波峰,故a质点正在向上振动。
同理,d质点必然“模仿”它的前一个c质点(c为参考点)去“充当”下一时刻的波谷而向下振动。
利用此方法的关键是选取参考质点,一是要求其位置在所研究的质点之前,二是要求其位置正好在所研究的质点最近的波峰或波谷处。
方法二带动法(又叫特殊质点法)思路为:①明确波的传播方向,从而确定波源的方位。
②在波的图像上(如图1所示)找出研究质点p靠近波源的一方附近(不越过波峰或波谷)处的另一质点p'。
③若质点p'在质点p上方,则质点p'将带动质点p向上运动;反之,向下运动。
对此方法的运用必然能够加强对机械波形成的理解。
方法三微平移法在已知某时刻波的图像和传播方向的基础上,只须画出经微小时间△t(△t<)后的波形即平移法,就知道各质点经过△t到达的位置,从而确定该时刻的振动方向。
例2 已知某时刻机械波正在沿x轴负向传播,某时刻t波形如图2示,说明a、b、c三个质点在该时刻的振动方向。
解析画出(t+△t)时刻的波形图,如图2虚线所示,再过a、b、c分别作垂直于x轴的辅助线,并与t时刻的波形图线交于a'、b'、c'点,考查a与a',b与b',c与c'的相对位置,可得知:a质点正向下运动,b质点正向上运动,c质点正向下运动。
振动方向与波动方向互判的简捷方法
振动方向与波动方向互判的简捷方法——“几”字形法1.基础准备:机械波传播具有下列特点:相邻的波峰、波谷之间所有质点振动方向相同。
以波峰或波谷为分界点,两侧质点振动方向相反。
2.形状联想:相邻的两波谷之间波形视为汉字的“几”字形,波峰将其分为左半边和右半边。
几3.“几”字形法内容表达波向哪方传,那边即向上;哪边质点向上振动,波向那边传。
即:若波向左方传播,左半边质点(除波峰、波谷两点外)均向上振动;反之,若波向右方传播,右半边质点(除波峰、波谷两点外)均向上振动。
若左半边质点向上振动,则波向左方传播;反之,若右半边质点向上振动,则波向右方传播。
4.“几”字形法应用:当题目中涉及振动方向与波动方向互判时,“几”字形法能迅速求解,免去了其他方法(微平移法、滚球法、上下坡法、画图法等)繁难的推理过程与法则记忆,化抽象的罗辑推理为形象的图形记忆。
此法只要找出(或补出)一个“几”字形,再利用几字形中两边质点振动方向相反,快捷的做出判断:哪边质点向上振动,波向那方传;波向哪方传,那边质点即向上振动。
题型一:由振动方向判断波动方向例1.(2005年高考全国理综卷Ⅲ)一列简谐横波在X 轴上传播,某时刻的波形图如图所示, a、b、c为三个质点,a 正向上运动,由此可知A、该波沿 X轴正方向传播B、c正向上运动C、该时刻以后,b 比c 先到达平衡位置D、该时刻以后,b 比c 先到达平衡位置最远处解析:根据几字形法,a 在几形的右边且向上,则波向 X 轴正方向传播,知 A 正确;由相邻峰谷间质点振动方向相同知 b正向上运动,由峰(或谷)两侧质点振动方向相反知 c 正向下运动,则 B 错误;该时刻后 b 直接回平衡位移, c先向下运动到下方最大位移,再返回平衡位置知 C 正确,D 错误。
故选项 A、C 正确。
题型二:由波动方向,判断振动方向例2:(2005北京理综)一列简谐机械横波某时刻的波形图如图所示,波源的平衡位置坐标为X =0。
横波波形图中判断质点振动方向或波传播的方向的八种方法
横波波形图中判断质点振动方向或波传播的方向的八种方法纵观近几年的高考,关于横波波形图中质点的振动是每年高考必考的内容之一,也是高考的热点之一,经过本人这几年高中物理的教学,现总结以下判断质点振动的方法;供大家参考,以起到抛砖引玉的作用。
一、带动法我们知道横波向前传播的过程中,只是振动的形式向前传播的过程。
是前面的质点的振动带动后面的质点的振动。
例如:如图1所示为一列简谐横波在某时刻的波形图,已知此时刻质点A正向上运动,如图箭头所示,由此可以判断此横波()A.向右传播,且此时质点B正向上运动;B.向右传播,且此时质点C正向下运动;C.向左传播,且此时质点D正向上运动;D.向左传播,且此时质点E正向下运动。
由于前面的质点无法判断,所以通常选取波峰或波谷上的点位突破口,找与A点相邻的波峰或波谷,在A的右侧有一个波峰且该质点向下振动。
质点A将回到波峰处。
说明波峰处的质点带动质点A振动。
所以,该波向左传播。
质点B带动波峰处的质点运动。
B质点也向下振动。
同理,可以判断出C质点向下振动,D、E质点向上振动。
二、刮风法波好像风一样,波向哪方向传播,就像风向哪吹一样。
波形图上的质点好像山坡上的树,当刮风时,迎风坡上的树被刮倒,迎着波传播的方向的质点向下振动,背风坡上的树由于山坡挡着没被刮倒,背着波传播的方向的质点向上振动,看上例:A质点向上振动,说明A处于背风坡,所以波向左传播,B、C处于迎风坡,所以向下振动,D、E 处于背风坡所以向下振动。
三、微平移法在原有的波形图上,向左或向右平推小于的波,下一时刻波将向这一方向传播或质点将向这方向振动。
由图可知,波将向左传播,B、C将向下振动,D、E将向山振动。
四、手推法使(左手或右手)四指的方向指向波峰或波谷,手心的方向指向与质点振动的方向相同,手掌的方向就是波传播的方向。
五、三角形法如图3所示:六、逆向描点法逆着波传播的方向画线,向上画说明该处的质点向上振动。
向下画说明该处的质点向下振动。
高二物理选修3-4复习《机械波》
答案:D
知识照亮梦想
8.关于两列波的稳定干涉现象,下列说法正确的是 ( )
A.任意两列波都能产生稳定干涉现象
B.发生稳定干涉现象的两列波,它们的频率一定 相同 C.在振动减弱的区域,各质点都处于波谷 D.在振动加强的区域,质点的位移总是很大
知识照亮梦想
解析:两列波叠加产生稳定干涉现象的一个必要条件是两 列波的频率相同,故A错,B正确;在振动减弱的区域里, 只是两列波引起质点振动始终是减弱的,质点振动的振幅 等于两列波的振幅之差。如果两列波的振幅相同,质点振
(2)由于波源左方的波长被压缩,右方的波长被拉长,可
知波源正在移向A点。选项A正确。 (3)由于波源远离B点,所以在B点观察到的波的频率最低。 答案:(1)D (2)A (3)B
知识照亮梦想
[知识必会]
1.机械波的特点及各物理量之间的关系
(1)介质依存性:机械波离不开介质。 (2)能量信息性:机械波传播的是振动的形式、能量和信息。 (3)传播不移性:在传播方向上,各质点只在各自平衡位置 附近振动,并不随波迁移。
振动,因此它的振动频率与波源的振动频率相同,D项正
确。 答案:D
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2.(2010· 天津高考)一列简谐横波沿x轴正向传播,传到M 点时波形如图12-2-8所示,再经0.6 s,N点开始振
动,则该波的振幅A和频率f为
(
)
图 12-2-8
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A.A=1 m B.A=0.5 m C.A=1 m D.A=0.5 m
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回扣一
机械波的形成与传播 ( )
1.下列关于纵波与横波的说法中,正确的是 A.振源上下振动形成的波是横波 B.振源上下振动形成的波是纵波
判断波的传播方向八法
E
1 f , r
形区域 内, 分布着垂直于
平面 向里的 匀强磁
场 , 沿 - 正 方 向 射 出 电 场 的 粒 子 , 磁 场 偏 使 z轴 经
相 同 的 方 向 进 入 圆形 磁 场, 最 后 会 聚 到 一
点 .从 图 5 可
一
,
,
G
、
_
~
乙所 示.
波 的传 播方 向. 已知波 的传播 方 向 , 若 同理 可 确
定 某质 点 的振动 方 向. 例 1 如 图 1所 示 为 一 列
简 谐 横 波 在 某 一 时 刻 的 波 形 图 , 时质 点 A 向上 运 动 , 此 试 判断其 它 质点 的振动 方 向. 图1
向. 例 2 图 2中 实 线 为 一
列 沿 轴 正 方 向 传 播 的 简
m
图 5
6 头 头 尾 尾 相 对 法 .
在波形 图的波 峰 或 波谷 上 , 出 一个 与 横 画 轴平 行 的表 示 波 传播 方 向的箭 头 , 波 峰 或波 在
谷 两 侧 波 形 上 , 别 画 出 两 个 与 纵 轴 平 行 的 表 分
图 6
“ 下 坡 法 ”是 把 波 形 图 比 喻 为 凸 凹 的 路 上
面 , 面有 上坡段 和下 坡段 . 路 沿着 波 的传播 方 向 看去 , 于上 坡段 的质 点 向下运 动 , 于下 坡段 位 位 的质点 则 向上运动 ; 者说 , 或 向上 运动 的质 点位
于 下 坡 段 , 下 运 动 的 质 点 位 于 上 坡 段 . 称 为 向 简
一
r
:
转后 , 都能通过直线 z一 2 。与 圆形磁 场边界的 L
波的传播方向
五种方法判波的振动和传播方向在波形图上,判断质点的振动方向或波的传播方向是高考的重点和热点。
波形图上二者方向的判断方法除“微平移法”和“带动法”之外,还有学生更易掌握且简洁的另外三种新法:“上下坡法”、“振向波向同侧法”和“头头尾尾相对法”。
本文把这五种方法一并介绍给大家,通过比较,选择更适合自己的方法吧!1. 上下坡法“上下坡法”是把波形图线比喻为凸凹的路面,凸凹路面就有上坡段和下坡段,沿着波的传播方向看去,位于上坡段的质点,则向下运动,位于下坡段的质点,则向上运动;反之,向上运动的质点,必位于下坡段,向下运动的质点,必位于上坡段。
注:法则中的“向上运动”,表示质点向规定的正方向运动,“向下运动”表示质点向规定的负方向运动。
“上下坡法则”对横波和纵波都适用。
例1. (全国高考)简谐横波某时刻的波形图线如图1所示,由图可知()图1A. 若质点a向下运动,则波是从左向右传播B. 若质点b向上运动,则波是从左向右传播C. 若波是从右向左传播,则质点c向下运动D. 若波是从右向左传播,对质点d向上运动解析:图1中,若质点a向下运动,由“上下坡法”,a必位于上坡段,只有当从右向左看时,a才位于上坡段,故波应向左传播,A错。
同理可分析B选项正确。
若波从右向左传播,由“上下坡法”知,d、c点必位于下坡段,d、c点都应向上运动,故C错,D正确。
本题正确选项是BD。
2. 振向波向同侧法“振向波向同侧法”是利用“质点的振动方向与波的传播方向都位于波形的同一侧”来分析判断波形问题的方法。
在波形图上,如果用竖直箭头表示质点的振动方向,用水平箭头表示波的传播方向,并且要两箭头的箭尾相接,那么当波向右传播时,两箭头都在波形右侧,如图2左图所示。
当波向左传播时,两箭头都在波形的左侧,如图2右图所示。
再解例1 若质点a向下运动,由振向波向同侧法,知表示振向波向的两箭头在波形左侧,波由右向左传;若质点b向上运动,由振向波向同侧法,知表示振向波向的两箭头在波形右侧,波由左向右传;若波从右向左传,由振向波向同侧法,知质点c、d均向上运动。
质点振动方向与横波的传播方向的关系
质点振动方向与横波的传播方向的关系作者:彭元泽来源:《理科考试研究·高中》2014年第09期质点振动方向与横波的传播方向的关系,这是一个讨论很多,方法很多的话题,不过人们的思维方式和方法应该不断地创新. 同时,接触到波的形成,波的图象后,又是学生感觉问题很多,比较着急的问题,应该引起足够的重视.问题一一列横波沿直线传播,某时刻的波形如图一所示,此时质点a向y轴正方向运动,则质点b向y轴的运动,质点c向y轴的运动,质点d向y轴的运动;此波向传播.问题二一列简谐横波沿x轴负方向传播,图2甲是t=1 s时的波形图,图2乙是波的某振动质点位移随时间变化的振动图线(两图用同一时间起点),则图乙可能是图甲中哪个质点的振动图线().通过上面的分析与探究,可以得到振动质点运动方向的规律:1-1振动质点运动到最大位置前后,运动方向相反;1-2振动质点在最大位置间运动时,运动方向相同.1-3质点的振动图象(向上为正)在某个时间区间内是减函数,质点振动的运动方向都向下;振动图象在某个时间区间内是增函数,质点振动的运动方向都向上.说明,如果是水平振子(右为正),则增函为右,减函为左.二、振动传播时,各质点运动方向的规律演示绳波和绳波实验的动画的模拟播放,如图5所示,在振动传播形成机械波的过程中,我们来研究各个质点运动方向的特点,现在在绳上取出具有代表性的点,从1,2,3,4…18.如图5所示,由此我们得到在形成机械波的过程中,各个质点运动方向的规律:2-1在波峰(或者波谷)两侧(小于半个波长)各质点的运动方向相反;2-2在相邻的波峰与波谷之间(或者波谷与波峰之间)各质点运动方向相同.2-3波动图象是横坐标X的增函数,质点的振动的运动方向可能向上,也可能向下;波动图象是减函数也具有两重性.三、质点运动方向与横波传播方向的关系用图6的t=5T4时刻的波形图说明质点振动时运动方向与波传播方向的关系,如图7所示.我们知道这列波是向右传播的,此时刻波谷正在第七个质点处,根据规律2-2可知,第七个质点两侧振动质点的运动方向是相反的,左侧向上,右侧向下.可以用一个较为简单的实验表示两者间的方向的关系,随手找到一张纸,裁成一个适当的窄条,用一个装有适量水的圆柱形饮料瓶,瓶口封闭,如图8所示.瓶和水的重力压着纸条,最低点是纸条最低点与瓶相切处,表示波谷.让饮料瓶右侧的手向下移动,带动纸带上对应的质点向下运动,代表波谷右侧振动质点的运动方向向下;让饮料瓶左侧的手向上移动,带动纸带上对应的质点向上运动,代表波谷左侧的振动质点运动方向向上;则此时饮料瓶将向右移动,相当于波形的波谷向右移动,我们知道波谷的传播方向与波峰即整个波形的传播方向肯定是一致的,即波向右传播.同理,这个实验也可演示波向左边传播的物理情境,只是两只手运动方向分别相反如图9所示.这个小实验模拟了质点振动方向和横波传播方向的联系,反映了它们两个方向的规律,此规律也可简单记为:以波谷为研究对象,波谷哪一侧(小于半个波长的距离,下同)的质点运动方向向下,波就向该侧的方向传播;或者是:以波谷为研究对象,波谷向哪一方向传播,波谷这一侧的质点就向下运动.若以波峰为研究对象时正好相反.我们回到问题一,由于a点向上运动,由规律1-2可知,b点向上运动,由规律1-1,得c质点向下运动,d质点也向下运动;根据上述仿实验的方法可知,此波的传播方向向右.再回到问题二,由图甲可知,此波沿x轴负方向传播,由质点运动方向与横波传播方向的关系可知,x=0处的质点向下运动,x=2处的质点向上运动,而由于它是t=1秒时的波形,根据规律1-2,振动质点在最大位置间运动时,运动方向相同,则图乙可能是图甲中x=0处的质点的振动图线,选项为A.以上讨论和方法是否可行,供读者参考.。
判断波传播方向与质点振动方向的一种方法
判断波传播方向与质点振动方向的一种方法尹东娇;陈泽【摘要】“简谐波”的传播方向以及“简谐波波形图中”各质点振动方向的判断,是高考物理试题中考查的热点问题,也是困扰不少学生的难点问题,本文将介绍一种新颖、方便、易记的判断方法———“右手食指法”,以便迅速地判断出“简谐波”的传播方向以及“简谐波波形图中”各质点的振动方向。
【期刊名称】《物理通报》【年(卷),期】2015(000)006【总页数】3页(P50-52)【关键词】上坡;下坡;简谐波;运动方向【作者】尹东娇;陈泽【作者单位】河南省周口育新高中河南周口 466000;江苏省盐城中学江苏盐城224005【正文语种】中文中学物理中,关于“简谐波”的传播方向以及“简谐波波形图中”各质点振动方向的判断,是高考物理试题中考查的热点问题.此类试题难度并不大,多属于基础题,但失分现象却比较严重,在平时的物理教学中,发现不少学生刚开始解答此类物理题常会感到迷惑或无从下手,虽然许多复习资料中也给出了一些关于此类问题的判断方法,例如上下坡法、同侧法、首首相对法等,这些方法对于帮助学生正确解答此类问题具有一定的实用价值,但运用这些方法来判断“简谐波”的传播方向以及“简谐波波形图中”各质点的振动方向,显得比较复杂.因此,很有必要提出一种方便、易记、能迅速判断出“简谐波”的传播方向以及“简谐波波形图中”各质点振动方向的方法,即右手食指法.所谓“右手食指法”,是指借助右手食指沿着有向的“∏形”循环线运动,如图1所示,便可迅速地判断出“简谐波”的传播方向以及“简谐波波形图中”各质点的振动方向.竖直箭头表示简谐波上质点的运动方向,水平箭头表示简谐波的传播方向.例如图1(a)中箭头“↑”表示简谐波上质点的运动方向为竖直向上,箭头“↓”表示简谐波上质点的运动方向为竖直向下,箭头“→”表示简谐波的传播方向水平向右;再如图1(b)中箭头“↓”表示简谐波上质点的运动方向为竖直向下,箭头“↑”表示简谐波上质点的运动方向为竖直向上,箭头“←”表示简谐波的传播方向为水平向左.图1(a)与图1(b)水平箭头的位置是在简谐波波形波谷的竖直上方,左边的竖直箭头表示波谷左侧质点的运动方向,右边的竖直箭头表示波谷右侧质点的运动方向.循环线只有以上两种(即顺时针方向或逆时针方向),只要知道其中任何一个箭头的方向,就可以做出图1(a)或图1(b)其中之一的循环线,然后即可判断出简谐波中质点运动方向或者简谐波传播的方向.以下将作详细的分析.1.1 寻找距离某一质点最近的波谷通过观察简谐波形可以发现,简谐波上任意一质点(除波峰点和波谷点,因为波峰运动方向向下,波谷运动方向向上,不需要用此法确定)都位于一个波峰点与波谷点之间,关键要确定离该质点最近的波谷,这样的波谷很容易找到.如图2,以A点为例,A点就处于波峰点a点和波谷点b点之间,则波谷b就是距离A点最近的波谷,至此波谷确定.同样的道理,可以确定距离B点最近的波谷亦是波谷b.1.2 画循环线这里的循环线由3条带箭头的线段组成,箭头方向表示简谐波传播方向或简谐波上质点振动方向.其中竖直箭头方向表示简谐波上质点的振动方向,水平箭头方向表示简谐波的传播方向.3个带箭头的线段在波谷两侧围成一个“∏”形,而且3箭头的方向首尾相连,构成顺时针或逆时针“∏”.如图3,以B点为例,若B点向下振动,开始画循环线,需要注意的是:画循环线首先要确定研究质点和距离其最近的波谷,这样的循环线就位于波谷上方,再利用右手食指作出循环图①→②→③.若B点向上振动,也可作出相应的循环线,所作的循环线如图4所示.同理,若已知简谐波的传播方向,判断B点怎样振动,那么就根据简谐波的传播方向确定循环图中水平线的方向,水平箭头方向要和简谐波传播方向相吻合,如图4中的线段②,因为图2中的简谐波传播方向向右,所以线段②箭头方向向右,而图3中②表示简谐波向左传播.确定了②的方向,就可以画循环图了,如图3和图4.“右手食指法”判断简谐波问题分两种情况.第一种情况是已知波上某质点的振动方向,让学生判断简谐波传播的方向,第二种情况是已知简谐波传播方向让学生判断简谐波上某一质点的振动方向.无论是哪一种情况,运用“右手食指法”进行判断,这些问题都可以迎刃而解.2.1 简谐波传播方向判断首先介绍已知简谐波上某一质点的振动方向,这个循环线其实就是右手食指在所选定波谷两侧所画的一个半闭合的圈,本文以箭头表示,通过上图观察,箭头②的方向就是简谐波传播的方向.另外一种情况如图6,此时A点向下运动,这种情况同样不难判断,也是在波谷两边画循环线,不同的是所画循环线方向有所改变,即上一种情况“开始箭头”从所选点出发,而这一种情况变为“结束箭头”指向所选点.同样,图6中箭头②的方向表明简谐波传播方向向左.要注意,循环线的箭头一定是首尾相连的.2.2 简谐波上任一点的运动方向判断根据简谐波运动方向,来判断简谐波上某一质点的振动方向.这种判断与前面介绍的判断方法完全相同.以A点为例,已知简谐波向右传播,按照步骤作出循环图,原则是:根据简谐波的传播方向,在波谷上方做出循环图,用循环图的水平箭头方向表示简谐波的传播方向;循环图由3个箭头组成,竖直箭头指向质点的运动方向,水平箭头表示波的传播方向,3个箭头成顺时针关系或者逆时针关系,方向具有一致性.在这种情况下,只要确定了简谐波的传播方向,也就确定了循环图的水平线方向,这样很容易作出竖直箭头的指向,因为3条带箭头的线是首尾相连的,进而判断出质点的振动方向.具体作图步骤:如图7,由于已知简谐波向右传播,从而确定了循环图中水平箭头的方向,根据3个箭头的关系以及波谷的位置,就可以很容易画出循环图,也就迅速地判断出某一质点的振动方向.通过观察图7,可以得出A点处的箭头向上,A点向上振动.画出循环图的关键是画出箭头②,找准波谷.其他情况的作图方法与此类似,这里不再赘述.运用以上介绍的“右手食指法”,可以很方便地分析高中物理中考查简谐波的以下两类问题:(1)“右手食指法”判断简谐波的传播方向.题目如果让读者判断简谐波的传播方向,就会告诉读者波上某一质点的振动方向,此时通过观察简谐波的波动图像,会容易找到两个已知信息,一个是简谐波上某一质点的振动方向;另一个是距该质点最近的波谷.知道了这些已知信息后就可以运用“右手食指法”来判断简谐波的传播方向.(2)“右手食指法”判断简谐波上某一质点振动方向.题目如果让读者判断简谐波上某一质点的振动方向,就会告诉读者简谐波的传播方向,此时通过观察简谐波的波动图像,会容易找到两个已知信息:一个是简谐波的传播方向;另一个是距所求质点最近的波谷.确定了这两个已知信息,就可以运用“右手食指法”来判断简谐波上某一质点的振动方向.因此,运用此种方法判断简谐波的传播方向时,只需要找到波谷以及波上点的运动方向;运用此种方法判断简谐波上点的振动方向,只需要找到波谷以及波的传播方向.掌握了“右手食指法”,就可以迅速而准确地判断简谐波的传播方向或某一质点的振动情况.。
波的传播方向与质点振动方向辨析
波的传播方向与质点振动方向判析波与振动的综合应用是高考命题的热点之一。
其特点常以波的图象为载体考查考生对波动这一质点"群体效应"与振动这一质点"个体运动"内在联系的理解。
其中波的传播方向与质点振动方向间关联判断,往往是该类命题破题的首要环节和思维起点。
波的传播方向与振动方向判断方法依波的形成机理和传播规律可分为“质点带动法”和“图象微平移法”。
此外还有“上下坡法”“同侧法”等。
1、质点带动法(特殊点法):由波的形成传播原理可知,后振动的质点总是重复先振动质点的运动,若已知波的传播方向而判断质点振动方向时,可在波源一侧找与该点距离较近(小于4)的前一质点,如果前一质点在该质点下方,则该质点将向下运动(力求重复前面质点的运动),否则该质点向上运动。
例如向右传的某列波,某时刻波的图象如图所示,试判断质点M 的振动方向,可在波源一侧找出离M 较近的前一质点M ′,M ′在M 下方,则该时刻M 向下运动。
2、微平移法:所谓微移波形,即将波形沿波的传播方向平衡微小的一段距离得到经过微小一段时间后的波形图,据质点在新波形图中的对应位置,便可判断该质点的运动方向。
如图所示,原波形图(实线)沿传播方向经微移后得到微小一段时间的波形图(虚线),M 点的对应位置在M ′处,便知原时刻M 向下运动。
3、上下坡法沿波的传播方向看去,“上坡”处的质点向下振动。
"下坡"处的质点向上振动。
如图1所示,简称“上坡下,下坡上”图1 图24、同侧法在波的图形的某质点M上,沿波的传播方向画一箭头,再沿竖直方向向曲线的同侧画另一箭头,则该箭头即为质点振动方向,如图2所示。
时质点F的运动方向向下,则A、此波朝x轴负方向传播B、质点D此时向下运动C、质点B将比质点C先回到平衡位置D、质点E的振幅为零解法一:带动法:波的传播过程是振动的传播过程,当介质中某一质点开始振动时,必然带动其周围相邻的质点振动,这些质点又依次带动各自相邻的质点振动,依次类推,振动就逐渐传播开来形成波。
判断波中质点振动方向的三种方法
判断波中质点振动方向的三种方法
姚本国
【期刊名称】《数理化解题研究:高中版》
【年(卷),期】2004(000)004
【摘要】波是由传播波的介质—若干个质点的振动形成的。
波动和振动它们有联系,也有区别。
联系是介质中若干个质点依次延缓作相同的振动就形成了波动;区别是波做的是匀速率运动,而振动做的是变速率运动,它们是两种不同的运动,但初学者往往把波动和振动搞混淆了,很难根据波的传播方向来准确地判
【总页数】2页(P38-39)
【作者】姚本国
【作者单位】四川省南部县中学,637300
【正文语种】中文
【中图分类】G633.7
【相关文献】
1.判断横波传播中质点振动方向的几种方法 [J], 杨宗华;
2.判断机械波中质点振动方向的几种方法 [J], 白亚君
3.判断简谐横波中质点振动方向与波传播方向的简便方法——参考界面法 [J], 董茂寅;许兴惠
4.快速判断波动图象中质点振动方向的三种方法 [J], 肖永红
5.振动图像和波动图像中判断质点运动方向的通法 [J], 张晓丽
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水质点运动方向判断
水质点运动方向判断案例一:简谐振动在空间传递时形成的波动即为简谐波,其波函数为正弦或余弦函数形式。
质点加速度方向的确定:位移为正值,加速度为负值,加速度方向指向平衡位置;位移为负值,加速度为正值,加速度方向指向平衡位置。
质点运动的判定:沿波的传播方向看,"上坡"的质点向下(y轴负方向)振动,"下坡"的质点向上(y轴正方向)振动,简称"上坡下,下坡上"。
案例二:上坡质点向下振动,下坡质点向上振动。
振动图像是x-t 图像,判断其运动方向时,看它下一个时刻的位置,如果比现在高,向上运动。
否则向下运动。
波动图像是y-x图像。
判断其质点的运动方向时,也是看它下一个时刻的位置,如果比现在高,向上运动。
否则向下运动。
具体做法是:根据波的传播方向,画出下一个时刻的波形图。
与现在这个时刻的波形图比较:如果下一个时刻的位置比现在高,向Y 轴的正方向。
否则向Y轴的负方向。
首先举个简单的例子两个人,站左右两边,一个人拉绳子不动,另外一个人在另一端上下摆动绳子现在绳子肯定上下在动请问人不动的情况下绳子两个端点肯定不动绳子水平方向上动了没有呢现在在来说水波问题和绳子是一样的,咱们平常看到水面的波纹感觉水在动其实确实也在动只不过这个动有横波也有纵波,理想情况下物理总要有这句话才行,你就当这个动为不同方向纵波和和横波叠加后的产物,我说这个是实际情况当然实际上我们看到的水面远远比这个复杂我们看到的水动多数情况下是风引起的受力源头也不是理想的一个点在海上则可能是引力等综合引起的如果你是高中生的话这个波浪是特指的理想状况下水质点的上下迁移,起传播的是能量,但质点本身不会左右移动就像绳子一样你们现在所谓的理想的波浪就是那个绳子质点上下的动绳子是载体传播能量绳子会发生一定的位移但对任意质点来说总是在平衡点附近。
在深入一点你们肯定学过电子运动速度就电子运动按照那点速度请问你按下你家电灯要多久灯泡才能亮?但是显然不是那个电子过去了灯才会亮,这个是电场先以光速建立然后你电灯附近的电子运动才使之亮的。