高考物理-波的傳播方向與質(zhì)點(diǎn)振動方向判析

1、波的傳播方向與質(zhì)點(diǎn)振動方向判析振動和波的綜合應(yīng)用是歷年必考的熱點(diǎn)內(nèi)容之一，考查的重點(diǎn)側(cè)重于對振動和波的基本物理形成過程的理解和分析，其命題焦點(diǎn)往往集中于波傳播方向和質(zhì)點(diǎn)振動方向的關(guān)聯(lián)分析上.難點(diǎn)磁場1.（）（2002年廣東、廣西卷）一列在豎直方向振動的簡諧橫波，波長為，沿 x 軸正方向傳播.某一時(shí)刻，在振動位移向上且大小等于振幅一半的各點(diǎn)中，任取相鄰的兩點(diǎn) P1、P2，已知P1的 x 坐標(biāo)小于P2的 x 坐標(biāo).圖8-1A.若，則P1向下運(yùn)動，P2向上運(yùn)動 B.若，則P1向上運(yùn)動，P2向下運(yùn)動C.若，則P1向上運(yùn)動，P2向下運(yùn)動 D.若，則P1向下運(yùn)動，P2向上運(yùn)動圖8-22.（）如圖8-1所示

2、，一根張緊的水平彈性長繩上的 a、b兩點(diǎn)，相 距14.0 m ，b 點(diǎn)在 a點(diǎn)的右方.當(dāng)一列簡諧橫波沿此繩向右傳播時(shí)，若 a點(diǎn)的位移達(dá)到正極大時(shí)，b點(diǎn)的位移恰為零，且向下運(yùn)動.經(jīng)過1.00 s 后，a點(diǎn)的位移為零，且向下運(yùn)動，而 b點(diǎn)的位移恰達(dá)到負(fù)極大.則這簡諧橫波的波速可能等于A.14 m/s B.10 m/s C.6 m/s D.4.67 m/s案例探究例1（）（2005全國高考題）一列簡諧橫波在 x軸上傳播，在某時(shí)刻的波形如圖8-2所示.已知此時(shí)質(zhì)點(diǎn) F的運(yùn)動方向向下，則A.此波朝 x 軸負(fù)方向傳播 B.質(zhì)點(diǎn)D此時(shí)向下運(yùn)動C.質(zhì)點(diǎn)B將比質(zhì)點(diǎn)C先回到平衡位置 D.質(zhì)點(diǎn)E的振幅為零命題意圖：

3、考查對簡諧波形成及傳播的物理過程的理解能力及推理判斷能力B級要求.錯解分析：缺乏對波產(chǎn)生機(jī)理的理解而造成錯誤.解題方法與技巧：解法一：帶動法：波的傳播過程是振動的傳播過程，當(dāng)介質(zhì)中某一質(zhì)點(diǎn)開始振動時(shí)，必然帶動其周圍相鄰的質(zhì)點(diǎn)振動，這些質(zhì)點(diǎn)又依次帶動各自相鄰的質(zhì)點(diǎn)振動，依次類推，振動就逐漸傳播開來形成波.因此，沿波的傳播方向各質(zhì)點(diǎn)的步調(diào)是依次落后的，總是前一質(zhì)點(diǎn)帶動相鄰后一質(zhì)點(diǎn)，后一質(zhì)點(diǎn)總是力圖跟上帶動其振動前一相鄰的質(zhì)點(diǎn)并重復(fù)其運(yùn)動.據(jù)圖象信息知，此該F點(diǎn)振動方向向下，是由G點(diǎn)帶動的結(jié)果，G質(zhì)點(diǎn)比F點(diǎn)更靠近波源，故波是沿 x 軸負(fù)方向傳播的，故選項(xiàng)A正確.同理D點(diǎn)在E帶動下，力圖跟上E點(diǎn)并重復(fù)

4、E的振動.故D點(diǎn)振動方向向下，B選項(xiàng)正確.B點(diǎn)被C點(diǎn)所帶動，步調(diào)落后于C，故C先回到平衡位置，故選項(xiàng)C錯.參與簡諧波的各質(zhì)點(diǎn)振幅均相等.故E的振幅不為零，選項(xiàng)D錯.圖8-3解法二：上下坡法：沿著波的傳播方向看，“上坡”處的質(zhì)點(diǎn)振動方向向下，“下坡”處的質(zhì)點(diǎn)振動方向向上，簡稱“上坡下，下坡上”.題中F振動方向向下，應(yīng)該處于“上坡”處，也只有逆著 x 正方向看它在處于“上坡”處，故波傳播方向是沿 x軸負(fù)方向.故 A 選項(xiàng)正確.此時(shí)D亦處于“上坡”處，故振動方向向下. B選項(xiàng)正確，B處于“下坡處”，振動方向運(yùn)離平衡位置向上，而C質(zhì)點(diǎn)處最大位移處向平衡位置運(yùn)動，故B點(diǎn)要落后于C點(diǎn)到平衡位置，故C選項(xiàng)錯

5、.振動的各質(zhì)點(diǎn)振幅相同，故 D 選項(xiàng)錯.例2（）圖8-3所示的是某橫波的圖象，由圖可知A.若波向右傳播，則質(zhì)點(diǎn)B 正向右運(yùn)動 B.若波向右傳播，則質(zhì)點(diǎn)C正向左運(yùn)動C.若波向左傳播，則質(zhì)點(diǎn)D正向下運(yùn)動 D.若波向左傳播，則質(zhì)點(diǎn)B正向上運(yùn)動命題意圖：考查對波動形成的物理過程及波動實(shí)質(zhì)的理解能力及對問題的分析推理能力，B級要求.錯解分析：掌握不住波動形成機(jī)理與實(shí)質(zhì)，是造成錯選的根本原因.圖8-4解題方法與技巧：（解法一：）圖象微平移法：由波動的實(shí)質(zhì)質(zhì)點(diǎn)僅在自己的平衡位置附近振動，并不隨波遷移可知，選項(xiàng)A、B均不正確.當(dāng)波向左傳播時(shí)，根據(jù)圖象平移法，將實(shí)線波形向左微平移x，得虛線波形（見圖8-4），可

6、見圖象平移后質(zhì)點(diǎn)B、D的新位置在原位置的下方，故正確選項(xiàng)應(yīng)為C.（解法二：）同側(cè)法：在波的圖象的某一點(diǎn)，沿豎直方向畫出一箭頭表示質(zhì)點(diǎn)振動方向，并設(shè)想在同一點(diǎn)沿水平方向畫一箭頭表示波的傳播方向，那么這兩箭頭總是指向曲線的同側(cè)，可稱為“同側(cè)法”.據(jù)此法過B點(diǎn)向左畫一箭頭表示波的傳播方向，由“同側(cè)”性規(guī)律，便知代表B點(diǎn)振動方向的箭頭必然向下，故B點(diǎn)振動方向向下，同理D點(diǎn)振動方向向下，故選項(xiàng) C正確.錦囊妙計(jì)一、高考命題走勢波與振動的綜合應(yīng)用是高考命題的熱點(diǎn)之一.其特點(diǎn)常以波的圖象為載體考查考生對波動這一質(zhì)點(diǎn)群體效應(yīng)與振動這一質(zhì)點(diǎn)個體運(yùn)動內(nèi)在聯(lián)系的理解.其中波的傳播方向與質(zhì)點(diǎn)振動方向間關(guān)聯(lián)判斷，往往是

7、該類命題破題的首要環(huán)節(jié)和思維起點(diǎn). 二、波的傳播方向與振動方向判斷方法圖8-5依波的形成機(jī)理和傳播規(guī)律可分為“質(zhì)點(diǎn)帶動法”和“圖象微平移法”.此外還有“上下坡法”“同側(cè)法”等.1.質(zhì)點(diǎn)帶動法（特殊點(diǎn)法）：圖8-6由波的形成傳播原理可知，后振動的質(zhì)點(diǎn)總是重復(fù)先振動質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動，若已知波的傳播方向而判斷質(zhì)點(diǎn)振動方向時(shí)，可在波源一側(cè)找與該點(diǎn)距離較近（小于）的前一質(zhì)點(diǎn)，如果前一質(zhì)點(diǎn)在該質(zhì)點(diǎn)下方，則該質(zhì)點(diǎn)將向下運(yùn)動（力求重復(fù)前面質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動），否則該質(zhì)點(diǎn)向上運(yùn)動.例如向右傳的某列波，某時(shí)刻波的圖象如圖8-5所示，試判斷質(zhì)點(diǎn)M的振動方向，可在波源一側(cè)找出離M較近的前一質(zhì)點(diǎn)M，M在M下方，則該時(shí)刻M向下運(yùn)動.2

8、.微平移法：所謂微移波形，即將波形沿波的傳播方向平衡微小的一段距離得到經(jīng)過微小一段時(shí)間后的波形圖，據(jù)質(zhì)點(diǎn)在新波形圖中的對應(yīng)位置，便可判斷該質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動方向.如圖8-6所示，原波形圖（實(shí)線）沿傳播方向經(jīng)微移后得到微小一段時(shí)間的波形圖（虛線），M點(diǎn)的對應(yīng)位置在M處，便知原時(shí)刻M向下運(yùn)動.3.上下坡法沿波的傳播方向看去，“上坡”處的質(zhì)點(diǎn)向下振動.下坡處的質(zhì)點(diǎn)向上振動.如圖8-7所示，簡稱“上坡下，下坡上”$來&源：圖8-7 圖8-84.同側(cè)法圖8-9在波的圖形的某質(zhì)點(diǎn)M上，沿波的傳播方向畫一箭頭，再沿豎直方向向曲線的同側(cè)畫另一箭頭，則該箭頭即為質(zhì)點(diǎn)振動方向，如圖8-8所示.殲滅

9、難點(diǎn)訓(xùn)練資*源%庫1.（）簡諧橫波在某時(shí)刻的波形圖線如圖8-9所示，由此圖可知A.若質(zhì)點(diǎn) a向下運(yùn)動，則波是從左向右傳播的WWW.B.若質(zhì)點(diǎn)b向上運(yùn)動，則波是從左向右傳播的C.若波從右向左傳播，則質(zhì)點(diǎn) c向下運(yùn)動D.若波從右向左傳播，則質(zhì)點(diǎn)d向上運(yùn)動圖8-102.（）如圖8-10所示，O是波源,a、b、c、d是波傳播方向上各質(zhì)點(diǎn)的平衡位置，且Oa=ab=bc=cd=3 m，開始各質(zhì)點(diǎn)均靜止在平衡位置，t=0時(shí)波源O開始向上做簡諧運(yùn)動，振幅是0.1 m，波沿Ox 方向傳播，波長是8 m，當(dāng)O 點(diǎn)振動了一段時(shí)間后，經(jīng)過的路程是0.5 m ，各質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動的方向是A.a 質(zhì)點(diǎn)向上

10、B.b質(zhì)點(diǎn)向上C.c質(zhì)點(diǎn)向下圖8-11D.d質(zhì)點(diǎn)向下3.（）（1999年全國高考）圖8-11（a）中有一條均勻的繩，1、2、3、4、是繩上一系列等間隔的點(diǎn).現(xiàn)有一列簡諧橫波沿此繩傳播.某時(shí)刻，繩上9、10、11、12四點(diǎn)的位置和運(yùn)動方向如圖8-11（b）所示（其他點(diǎn)的運(yùn)動情況未畫圖），其中點(diǎn)12的位移為零，向上運(yùn)動，點(diǎn)9的位移達(dá)到最大值.試在圖8-11（c）中畫出再經(jīng)過周期時(shí)點(diǎn)3、4、5、6的位置和速度方向，其他點(diǎn)不必畫.圖（c）的橫、縱坐標(biāo)與圖（a）、（b）完全相同.圖8-124.（）如圖8-12在xy平面內(nèi)有一沿x軸正方向傳播的簡諧橫波，波速為1 m/s，振幅為4 cm，頻率為2.5 Hz

11、.在t=0時(shí)刻，P點(diǎn)位于其平衡位置上方最大位移處，則距P為0.2 m的Q點(diǎn)（見圖）.WWW.A.在0.1 s時(shí)的位移是4 cm B.在0.1 s時(shí)的速度最大C.在0.1 s時(shí)的速度向下 D.在0到0.1 s時(shí)間內(nèi)的路程是4 cm5.（）一列簡諧橫波，在t=0時(shí)刻的波形如圖8-13所示，自右向左傳播，已知在t1 =0.7 s時(shí)，P點(diǎn)出現(xiàn)第二次波峰（0.7 s內(nèi)P點(diǎn)出現(xiàn)兩次波峰），Q點(diǎn)的坐標(biāo)是（-7，0），則以下判斷中正確的是資*源%庫A.質(zhì)點(diǎn)A和質(zhì)點(diǎn)B在t=0時(shí)刻的位移是相等的B.在t=0時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)C向上運(yùn)動C.在t2=0.9 s 末，Q點(diǎn)第一次出現(xiàn)波峰D.在t3=1.2

12、6 s 末，Q點(diǎn)第一次出現(xiàn)波峰資*源%庫圖8-14Z圖8-136.（）如圖8-14所示，一列沿 x 正方向傳播的簡諧橫波，波速大小為 0.6 m/s ，P點(diǎn)的橫坐標(biāo)為96 cm ，從圖中狀態(tài)開始計(jì)時(shí)，求：（1）經(jīng)過多長時(shí)間，P質(zhì)點(diǎn)開始振動，振動時(shí)方向如何？（2）經(jīng)過多少時(shí)間，P質(zhì)點(diǎn)第一次到達(dá)波峰？參考答案：難點(diǎn)磁場1.AC 2.BD殲滅難點(diǎn)訓(xùn)練1.BD 2.A 3.略 4.BD 5.BC6.解析：開始計(jì)時(shí)時(shí)，這列波的最前端的質(zhì)點(diǎn)坐標(biāo)是24 cm ，根據(jù)波的傳播方向，可知這一點(diǎn)沿 y軸負(fù)方向運(yùn)動，因此在波前進(jìn)方向的每一個質(zhì)點(diǎn)開始振動的方向都是沿 y軸負(fù)方向運(yùn)動，故P點(diǎn)開始振動時(shí)