淺談振動圖像和波動圖像

彭依林

機械波和機械振動雖然是選修內(nèi)容，但每年高考對于3-4的選考內(nèi)容幾乎是必考內(nèi)容，尤其振動圖像和波動圖像是考查的一個熱點，因此掌握好這兩類圖像很關鍵。對于很多學生來說，不能正確解答這類問題的關鍵原因在于沒有深刻理解這兩類圖像的區(qū)別和聯(lián)系。本文通過對兩類圖像的辨析和經(jīng)典例題的討論來幫助學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：圖像的形狀都是正（余）弦曲線，縱坐標都表示質點的位移，縱坐標的最大值都表示振幅。

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

二、經(jīng)典例題

例1.圖1是一列簡諧橫波在t=1.25 s時的波形圖，圖2為圖1中某質點的振動圖。已知c位置的質點比a位置的晚0.5 s起振。則（ ）

A.這列簡諧橫波向x軸負方向傳播傳播

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所示振動圖像對應的質點可能位于dD.圖2所示振動圖像對應的質點可能位于a