淺談?wù)駝?dòng)圖像和波動(dòng)圖像

彭依林

機(jī)械波和機(jī)械振動(dòng)雖然是選修內(nèi)容，但每年高考對(duì)于3-4的選考內(nèi)容幾乎是必考內(nèi)容，尤其振動(dòng)圖像和波動(dòng)圖像是考查的一個(gè)熱點(diǎn)，因此掌握好這兩類圖像很關(guān)鍵。對(duì)于很多學(xué)生來說，不能正確解答這類問題的關(guān)鍵原因在于沒有深刻理解這兩類圖像的區(qū)別和聯(lián)系。本文通過對(duì)兩類圖像的辨析和經(jīng)典例題的討論來幫助學(xué)生很好地掌握這類試題。

一、兩類圖像的區(qū)別與聯(lián)系

相同點(diǎn)：圖像的形狀都是正（余）弦曲線，縱坐標(biāo)都表示質(zhì)點(diǎn)的位移，縱坐標(biāo)的最大值都表示振幅。

不同點(diǎn)：（1）兩者描述對(duì)象不同：振動(dòng)圖像描述的是某一個(gè)質(zhì)點(diǎn)，而波動(dòng)圖像描述的是一群質(zhì)點(diǎn)；（2）物理意義不同：振動(dòng)圖像表示的是振動(dòng)位移y隨時(shí)間t的變化關(guān)系，而波動(dòng)圖像表示x軸上各個(gè)質(zhì)點(diǎn)在某一時(shí)刻的位移y；（3）橫坐標(biāo)不同：振動(dòng)圖像橫坐標(biāo)表示時(shí)間，而波動(dòng)圖像表示介質(zhì)中各點(diǎn)的平衡位置離原點(diǎn)的距離；（4）圖線隨時(shí)間變化情況不同：振動(dòng)圖像的圖線隨時(shí)間延伸，原有圖線不變，而波動(dòng)圖像的圖線整個(gè)波形沿波的傳播方向平移，不同時(shí)刻波形不同；（5）運(yùn)動(dòng)情況不同：振動(dòng)圖像中質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動(dòng)，屬于非勻變速運(yùn)動(dòng)，而波動(dòng)圖像的波在同一介質(zhì)中是勻速傳播的，介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動(dòng)；（6）兩類圖像中獲取的信息不同：振動(dòng)圖像中可知運(yùn)動(dòng)周期、振幅、位移和加速度的大小和變化情況，而波動(dòng)圖像中可知的是波長、振幅和傳播方向或者振動(dòng)方向。

二、經(jīng)典例題

例1.圖1是一列簡諧橫波在t=1.25 s時(shí)的波形圖，圖2為圖1中某質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖。已知c位置的質(zhì)點(diǎn)比a位置的晚0.5 s起振。則（ ）

A.這列簡諧橫波向x軸負(fù)方向傳播傳播

B.這列簡諧橫波與另一列頻率（f=5 Hz）的簡諧橫波能發(fā)生干涉現(xiàn)象

C.圖2所示振動(dòng)圖像對(duì)應(yīng)的質(zhì)點(diǎn)可能位于dD.圖2所示振動(dòng)圖像對(duì)應(yīng)的質(zhì)點(diǎn)可能位于a