面包法
——波的傳播方向與質(zhì)點振動方向判斷新方法

李誠智

(山東省寧陽第一中學 271400)

面包法
——波的傳播方向與質(zhì)點振動方向判斷新方法

李誠智

(山東省寧陽第一中學 271400)

面包法是一種有效解決波的傳播方向與質(zhì)點振動方向判斷的新方法.根據(jù)波的傳播方向判斷質(zhì)點振動方向與根據(jù)質(zhì)點的振動方向判斷波的傳播方向等相關(guān)問題是學生理解和掌握的重點和難點，也是高考中的重要考點.

面包法；機械波；波的傳播；質(zhì)點的振動

文章摘要：機械波的學習中，根據(jù)波的傳播方向判斷質(zhì)點振動方向與根據(jù)質(zhì)點的振動方向判斷波的傳播方向是學生理解和掌握的難點，也是各種考查的重點，所以在平常考試和高考中經(jīng)?？嫉?老師總結(jié)常用的方法有：帶動法、上下坡法、同側(cè)法、微平移法.

筆者在實際應(yīng)用中，發(fā)現(xiàn)一個更好更快速的判斷方法，它脫胎于微平移法.

圖1

圖2

如圖1所示，波往右傳播一小段距離，整個波形右移，虛線就是移動后的波形.

我們把正弦波看成是繩波，X軸上面凸起的一段函數(shù)圖形看成是一個面包，如圖2所示，面包上面支撐著繩子.當波向右移動時，相當于我們推著面包向右前進，面包上右側(cè)的繩子被移動的面包頂起，所以圖中的B質(zhì)點是往上振動，而左側(cè)的繩子沒有面包的支撐而下降，所以圖1中的A質(zhì)點往下振動.

如果是根據(jù)質(zhì)點的振動方向判斷波的傳播方向，你可以試試面包往哪個方向推，才能和質(zhì)點的振動方向一致，推面包的方向就是波的傳播方向，由此判斷出波的傳播方向.

X軸下面的情形可以反過來看成面包，做同樣的判斷.當然你也可以只判斷X軸上面的情形，X軸下面的可以根據(jù)上下坡法的辦法來判斷.

因為這個方法采用了移動面包的辦法，所以我稱之為面包法.

下面我舉例說明在一些高考試題中的應(yīng)用.

圖3

例1 (2010年全國Ⅱ理綜)一簡諧橫波以4 m/s的波速沿x軸正方向傳播.已知t=0時的波形如圖3所示，則( ).

A．波的周期為1 s

B．x=0處的質(zhì)點在t=0時向y軸負向運動

圖4

【面包法解析】B選項中，判斷O質(zhì)點的振動方向，可以采用面包法.如圖4所示，波向右傳播，我們推著面包往右，左側(cè)的繩子沒有面包的支撐而下降，故O質(zhì)點往下振動，即向y軸負向運動.故B是對的.

圖5

圖6

例2 (2013年北京高考試題)一列沿x軸正方向傳播的簡諧機械橫波，波速為4 m/s.某時刻波形如圖5所示，下列說法正確的是( ).

A.這列波的振幅為4cm

B.這列波的周期為1s

C.此時x=4m處質(zhì)點沿y軸負方向運動

D.此時x=4m處質(zhì)點的加速度為0

圖7 圖8

面包法解析C選項中，讓我們判斷x=4m處質(zhì)點振動方向.如圖6所示，把凸起看成面包，往右運動，把面包上右側(cè)繩子頂起，所以x=4m質(zhì)點往上運動，也就是y軸正方向運動，C錯誤.正確答案為D選項.

例3 (2012年福建理綜)一列簡諧橫波沿x軸傳播，t=0時刻的波形如圖7所示，此時質(zhì)點P正沿y軸負方向運動，其振動圖象如圖8所示，則該波的傳播方向和波速分別是( )

圖9

A.沿x軸負方向,60m/s

B.沿x軸正方向,60m/s

C.沿x軸負方向,30m/s

D.沿x軸正方向,30m/s

通過以上對高考試題例子的解析，我們可以體會到面包法的判斷此類問題快速性和準確性，所以我向同學們推薦這個方法.

[1]吳祖劍.“巧用平移法解答機械波圖像問題”[J].中學生數(shù)理化(高中版·學研版)，2011(05).

[2]嚴慧潔.“波的形成與傳播”演示實驗的質(zhì)疑與改進”[J].物理通報，2011(06).

G632

A

1008-0333(2017)31-0053-02

2017-07-01

李誠智(2000.11-)，女，山東省寧陽縣，寧陽第一中學高二16班學生.

閆久毅]