機(jī)械波圖像問題的歸類分析

　　 機(jī)械波的圖像問題歷來是高考中的熱門考點(diǎn)，也是學(xué)生學(xué)習(xí)機(jī)械波時(shí)的難點(diǎn)所在。在本文中，筆者就機(jī)械波圖像問題的歸類、分析作簡要的探討，力求分類科學(xué)、全面、簡明扼要，并結(jié)合最近幾年高考中出現(xiàn)的考題，說明對(duì)應(yīng)類型的解題策略。
　　 一、圖像已知問題
　　 圖像已知問題，即圖像能告訴我們什么。我們可以從兩個(gè)方面來回答這個(gè)問題：一是波的圖像能直接告訴我們什么；二是通過分析，波的圖像能間接告訴我們什么。這兩個(gè)問題其實(shí)就反映了圖像已知問題的兩個(gè)類別：一類是由波的圖像能直接讀出相關(guān)內(nèi)容的問題；另一類是通過分析、計(jì)算才能間接求出相關(guān)內(nèi)容的問題。
　　 例1.圖1所示是一列橫波在某時(shí)刻的波動(dòng)圖像。
　　 （1）關(guān)于波長的敘述正確的是：
　　 A.BI兩質(zhì)點(diǎn)間距離為一個(gè)波長
　　 B.AF兩質(zhì)點(diǎn)間距離為一個(gè)波長
　　 C.CH兩質(zhì)點(diǎn)間距離為一個(gè)波長
　　 D.OG兩質(zhì)點(diǎn)間距離為一個(gè)波長
　　 （2）下列各質(zhì)點(diǎn)中，哪些質(zhì)點(diǎn)與A質(zhì)點(diǎn)具有相同位移？
　　 A.C點(diǎn) B.E點(diǎn)
　　 C.F點(diǎn) D.H點(diǎn)
　　 +7JsBVkByaCLLf7qWqkGQLo4pW+j/RpqylhW1HPjcs0=說明：本題答案可以直接由圖像讀出，屬于圖像已知類的第一類問題。
　　 例2.某時(shí)刻的波形圖如圖2所示，波沿x軸正方向傳播，質(zhì)點(diǎn)p的坐標(biāo)x＝0.32m。從此時(shí)刻開始計(jì)時(shí)。
　　 (1)若每間隔最小時(shí)間0.4s重復(fù)出現(xiàn)波形圖，求波速；
　　 (2)若p點(diǎn)經(jīng)0.4s第一次達(dá)到正向最大位移，求波速；
　　 (3)若p點(diǎn)經(jīng)0.4s到達(dá)平衡位置，求波速。
　　 解析：(1)由波形圖可得波長λ＝0.8m，重復(fù)出現(xiàn)波形圖的最小時(shí)間是一個(gè)周期，則周期T＝0.4s，波速v＝■＝■m/s＝2m/s。
　　 (2)波向右作勻速傳播，當(dāng)振動(dòng)從x＝0.2m處，剛剛傳播到x＝0.32m時(shí)，p點(diǎn)恰好第一次達(dá)到正向最大位移。
　　 波速v＝■＝■m/s＝0.3m/s。
　　 (3)從t＝0時(shí)到p點(diǎn)到達(dá)平衡位置這一段時(shí)間內(nèi)，振動(dòng)從O點(diǎn)或O點(diǎn)左側(cè)整數(shù)個(gè)半波長處傳播到x＝0.32m處。由周期性可知波傳播的可能距離Δx＝0.32＋■n(