【物理】判断波的振动和传播方向的五种方法

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【物理】判断波的振动和传播方向的五种方法

2023-09-03 00:09| 来源: 网络整理| 查看: 265

“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。故此,BD正确。

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,如图3所示,则这三个箭头总是头头相对,尾尾相对。如图3中,波沿x轴正方向传播,a、b之间的竖直箭头向下,表示a、b之间的质点都向y轴的负方向振动,b、c之间的竖直箭头向上,表示b、c之间的质点都向y轴正方向振动。

图3

重解例1:根据头头尾尾相对法,若质点a向下运动,如图4,则波是从右向左传播,A选项错误;若质点b向上运动,则波是从左向右传播,B选项正确。若波是从右向左传播,图5所示,则质点c向上运动,质点d向上运动,选项C错误,选项D正确。

答案:BD

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。

例2.图6中实线为一列沿x轴正方向传播的简谐波在t时刻的波形,试确定图中P点的振动方向。

图6

解析:把实线波形沿波的传播方向向右平移小于的长度,图中虚线所示。因P点运动到了点,故P点在t时刻的运动方向为沿y轴正方向运动。

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。

例3. (2002年春季高考)图7所示为一简谐横波在某一时刻的波形图,已知此时质点A正向上运动,如图中箭头所示,由此可断定此横波( )

图7

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

解析:A质点重复着它前面的质点的振动形式,这一时刻A向上运动,位移增大,可知A右边的质点是它前面的质点,波向左传播。同理,由波向左传播可确定B、C、D、E右方的质点各是它们前面的质点,D、E质点应向上运动,而B、C质点应向下运动。

答案:C

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