在机械波的教学中,质点振动方向的判断是学生理解和掌握的难点,为了使学生理解和掌握质点振动方向的判断,现介绍几种常用的判断方法。
一、带动法
由机械波的产生可知,后一个质点的振动是由前一个质点的振动带动的,所以只要找到了前一个质点(靠近波源一方的质点)的位置,我们就可以判断后一个质点的振动方向。如果前一个质点在上方,后一个质点的振动方向就向上,反之就向下。
例1 下图为一列向左传播的简谐横波在某一时刻的波形图,判断波形图上P点的振动方向。
解析:因为波的传播方向向左,故P质点的前一个质点的平衡位置在P质点的右边,该时刻P质点的前一个质点的实际位置在P点的右上方,所以P点向上振动。
二、微平移法
这种方法是,作出经微小时间△t(△t<T/4)后的波形,由波形就可以知道各质点经过△t时间到达的位置,质点的振动方向就可以确定。
例2 如下图所示,是某一简谐波的图象,由图可知( )
A. 若波向右传播,则质点B正向右运动
B. 若波向右传播,则质点C正向左运动
C. 若波向左传播,则质点D正向下运动
D. 若波向左传播,则质点B正向上运动
解析:波动的实质是质点仅在自己的平衡位置附近振动,并不随波迁移,选项A、B均不正确;当波向左传播时,根据微平移法,将实线波形向左微平移△x,得虚线波形如下图所示,可见波形平移后质点B、D的新位置在原位置的下方,质点B、D的振动方向(运动方向)都向下,故选项C正确。
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