面包法
——波的傳播方向與質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點振動方向判斷的新方法.根據波的傳播方向判斷質點振動方向與根據質點的振動方向判斷波的傳播方向等相關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；質點的振動

文章摘要：機械波的學習中，根據波的傳播方向判斷質點振動方向與根據質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常考到.老師總結常用的方法有：帶動法、上下坡法、同側法、微平移法.

筆者在實際應用中，發現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，面包上右側的繩子被移動的面包頂起，所以圖中的B質點是往上振動，而左側的繩子沒有面包的支撐而下降，所以圖1中的A質點往下振動.

如果是根據質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，左側的繩子沒有面包的支撐而下降，故O質點往下振動，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處質點沿y軸負方向運動

D.此時x=4m處質點的加速度為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，把面包上右側繩子頂起，所以x=4m質點往上運動，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]