三招“破解”波的传播与振动方向

三招“破解”波的传播与振动方向
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
一、图像微平移法
例1.（2013·北京高考）一列沿x轴正方向传播的简谐机械横波，波速为4m/s。

某时刻波形如图1所示，下列说法正确的是（）
A.这列波的振幅为4cm
B.这列波的周期为1s
C.此时x=4m处质点沿y轴负方向运动
D.此时x=4m处质点的加速度为0
分析把波往传播方向上平移△x，得出虚线波形（图2）.因x=4处质点振动方向平行y轴，过该点作平行y轴的直线，所作直线与平移后的波形图的交点为对应的该点下一时刻的位置.故在该时刻x=4的点向y轴正方向运动.C错.
由图像可知波的振幅为2cm，波长为8m，故A错误；根据可得该波的周期为2s，故B错误；由于x=4m处的质点的位移为零，说明回复力为零，即加速度为零，D正确。

二、参考界面法
参考界面法指在横波图像中，位于平衡位置的两相邻质点间，每半个波形图线与x轴包围的面.如图3中阴影部分即为参考界面.在简谐横波中，表示质点振动方向和波传播方向的两支箭头总是同时射入（或同时射出）质点所在的参考界面.
例2 如图4，已知A的振动方向向上，试确定波的传播方向及B点在该时刻的振动方向.
分析表示质点A振动方向的箭头在A点射出参考界面，故表示波传播方向的箭头也在A点射出参考界面，即波向左传播.同理，在B点两支箭头同时射入，B点在该时刻向下振动.
三、“上坡下”，“下坡上”
“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。

例3 如图5是一列向左传播的横波，请指出这列波中a、b、c、d、e、f等质点在这一时刻的振动方向.
分析波向左传播，向左看去，a、b、、f在“上坡”，故它们的振动方向向下；
c、d、e“下坡”，故它们的振动方向向上.
以上三种方法常规，虽没有突出的技巧，但对波的传播与振动方向的判断能够起到“破解”的功能。

当然，这类问题的解答还有更多种解决途径，还需我们在学习中去深入研究和挖掘.。