高考物理一輪復習難點突破波的傳播方向與質(zhì)點振動方向doc高中物理

/難點8波的傳播方向與質(zhì)點振動方向判析振動和波的綜合應(yīng)用是歷年必考的熱點內(nèi)容之一，考察的重點側(cè)重于對振動和波的根本物理形成過程的理解和分析，其命題焦點往往集中于波傳播方向和質(zhì)點振動方向的關(guān)聯(lián)分析上.●難點展臺1.（★★★★）一列在豎直方向振動的簡諧橫波，波長為λ，沿x軸正方向傳播.某一時刻，在振動位移向上且大小等于振幅一半的各點中，任取相鄰的兩點P1、P2，已知P1的x坐標小于P2的x坐標.A.假設(shè)＜，那么P1向下運動，P2向上運動B.假設(shè)＜，那么P1向上運動，P2向下運動C.假設(shè)＞，那么P1向上運動，P2向下運動D.假設(shè)＞，那么P1向下運動，P2向上運動圖8-12.（★★★★）如圖8-1所示，一根張緊的水平彈性長繩上的a、b兩點，相距14.0m，b點在a點的右方.當一列簡諧橫波沿此繩向右傳播時，假設(shè)a點的位移到達正極大時，b點的位移恰為零，且向下運動.經(jīng)過1.00s后，a點的位移為零，且向下運動，而b點的位移恰到達負極大.那么這簡諧橫波的波速可能等于圖8-1A.14m/s B.10m/s C.6m/s D.4.67m/s●案例探究圖8-2［例1］（★★★）一列簡諧橫波在x軸上傳播，在某時刻的波形如圖8-2所示.已知此時質(zhì)點F的運動方向向下，那么圖8-2A.此波朝x軸負方向傳播B.質(zhì)點D此時向下運動C.質(zhì)點B將比質(zhì)點C先回到平衡位置D.質(zhì)點E的振幅為零命題意圖：考察對簡諧波形成及傳播的物理過程的理解能力及推理判斷能力B級要求.錯解分析：缺乏對波產(chǎn)生機理的理解而造成錯誤.解題方法與技巧：解法一：帶動法：波的傳播過程是振動的傳播過程，當介質(zhì)中某一質(zhì)點開場振動時，必然帶動其周圍相鄰的質(zhì)點振動，這些質(zhì)點又依次帶動各自相鄰的質(zhì)點振動，依次類推，振動就逐漸傳播開來形成波.因此，沿波的傳播方向各質(zhì)點的步調(diào)是依次落后的，總是前一質(zhì)點帶動相鄰后一質(zhì)點，后一質(zhì)點總是力圖跟上帶動其振動前一相鄰的質(zhì)點并重復其運動.據(jù)圖象信息知，此該F點振動方向向下，是由G點帶動的結(jié)果，G質(zhì)點比F點更靠近波源，故波是沿x軸負方向傳播的，應(yīng)選項A正確.同理D點在E帶動下，力圖跟上E點并重復E的振動.故D點振動方向向下，B選項正確.B點被C點所帶動，步調(diào)落后于C，故C先回到平衡位置，應(yīng)選項C錯.參與簡諧波的各質(zhì)點振幅均相等.故E的振幅不為零，選項D錯.解法二：上下坡法：沿著波的傳播方向看，“上坡”處的質(zhì)點振動方向向下，“下坡”處的質(zhì)點振動方向向上，簡稱“上坡下，下坡上”.題中F振動方向向下，應(yīng)該處于“上坡”處，也只有逆著x正方向看它在處于“上坡”處，故波傳播方向是沿x軸負方向.故A選項正確.此時D亦處于“上坡”處，故振動方向向下.B選項正確，B處于“下坡處”，振動方向運離平衡位置向上，而C質(zhì)點處最大位移處向平衡位置運動，故B點要落后于C點到平衡位置，故C選項錯.振動的各質(zhì)點振幅相同，故D選項錯.圖8-3［例2］（★★★★）圖8-3所示的是某橫波的圖象，由圖可知圖8-3A.假設(shè)波向右傳播，那么質(zhì)點B正向右運動B.假設(shè)波向右傳播，那么質(zhì)點C正向左運動C.假設(shè)波向左傳播，那么質(zhì)點D正向下運動D.假設(shè)波向左傳播，那么質(zhì)點B正向上運動命題意圖：考察對波動形成的物理過程及波動實質(zhì)的理解能力及對問題的分析推理能力，B級要求.錯解分析：掌握不住波動形成機理與實質(zhì)，是造成錯選的根本原因.圖8-4解題方法與技巧：圖8-4（解法一：）圖象微平移法：由波動的實質(zhì)——質(zhì)點僅在自己的平衡位置附近振動，并不隨波遷移可知，選項A、B均不正確.當波向左傳播時，根據(jù)圖象平移法，將實線波形向左微平移Δx，得虛線波形（見圖8-4），可見圖象平移后質(zhì)點B、D的新位置在原位置的下方，故正確選項應(yīng)為C.（解法二：）同側(cè)法：在波的圖象的某一點，沿豎直方向畫出一箭頭表示質(zhì)點振動方向，并設(shè)想在同一點沿水平方向畫一箭頭表示波的傳播方向，那么這兩箭頭總是指向曲線的同側(cè)，可稱為“同側(cè)法”.據(jù)此法過B點向左畫一箭頭表示波的傳播方向，由“同側(cè)”性規(guī)律，便知代表B點振動方向的箭頭必然向下，故B點振動方向向下，同理D點振動方向向下，應(yīng)選項C正確.●錦囊妙計一、高考命題走勢波與振動的綜合應(yīng)用是高考命題的熱點之一.其特點常以波的圖象為載體考察考生對波動這一質(zhì)點"群體效應(yīng)"與振動這一質(zhì)點"個體運動"內(nèi)在聯(lián)系的理解.其中波的傳播方向與質(zhì)點振動方向間關(guān)聯(lián)判斷，往往是該類命題破題的首要環(huán)節(jié)和思維起點.二、波的傳播方向與振動方向判斷方法依波的形成機理和傳播規(guī)律可分為“質(zhì)點帶動法”和“圖象微平移法”.此外還有“上下坡法”“同側(cè)法”等.圖8-51.質(zhì)點帶動法（特殊點法）：圖8-5由波的形成傳播原理可知，后振動的質(zhì)點總是重復先振動質(zhì)點的運動，假設(shè)已知波的傳播方向而判斷質(zhì)點振動方向時，可在波源一側(cè)找與該點距離較近（小于）的前一質(zhì)點，如果前一質(zhì)點在該質(zhì)點下方，那么該質(zhì)點將向下運動（力求重復前面質(zhì)點的運動），否那么該質(zhì)點向上運動.例如向右傳的某列波，某時刻波的圖象如圖8-5所示，試判斷質(zhì)點M的振動方向，可在波源一側(cè)找出離M較近的前一質(zhì)點M′，M′在M下方，那么該時刻M向下運動.圖8-62.微平移法：圖8-6所謂微移波形，即將波形沿波的傳播方向平衡微小的一段距離得到經(jīng)過微小一段時間后的波形圖，據(jù)質(zhì)點在新波形圖中的對應(yīng)位置，便可判斷該質(zhì)點的運動方向.如圖8-6所示，原波形圖（實線）沿傳播方向經(jīng)微移后得到微小一段時間的波形圖（虛線），M點的對應(yīng)位置在M′處，便知原時刻M向下運動.3.上下坡法沿波的傳播方向看去，“上坡”處的質(zhì)點向下振動."下坡"處的質(zhì)點向上振動.如圖8-7所示，簡稱“上坡下，下坡上”圖8-7圖8-84.同側(cè)法在波的圖形的某質(zhì)點M上，沿波的傳播方向畫一箭頭，再沿豎直方向向曲線的同側(cè)畫另一箭頭，那么該箭頭即為質(zhì)點振動方向，如圖8-8所示.圖8-9●殲滅難點訓練圖8-91.（★★★）簡諧橫波在某時刻的波形圖線如圖8-9所示，由此圖可知A.假設(shè)質(zhì)點a向下運動，那么波是從左向右傳播的B.假設(shè)質(zhì)點b向上運動，那么波是從左向右傳播的C.假設(shè)波從右向左傳播，那么質(zhì)點c向下運動D.假設(shè)波從右向左傳播，那么質(zhì)點d向上運動圖8-102.（★★★★）如圖8-10所示，O是波源,a、b、c、d是波傳播方向上各質(zhì)點的平衡位置，且Oa=ab=bc=cd=3m，開場各質(zhì)點均靜止在平衡位置，t=0時波源O開場向上做簡諧運動，振幅是0.1m，波沿Ox方向傳播，波長是8m，當O點振動了一段時間后，經(jīng)過的路程是0.5m，各質(zhì)點運動的方向是圖8-10A.a質(zhì)點向上B.b質(zhì)點向上圖8-11C.c質(zhì)點向下圖8-11D.d質(zhì)點向下3.（★★★★）（1999年全國高考）圖8-11（a）中有一條均勻的繩，1、2、3、4、…是繩上一系列等間隔的點.現(xiàn)有一列簡諧橫波沿此繩傳播.某時刻，繩上9、10、11、12四點的位置和運動方向如圖8-11（b）所示（其他點的運動情況未畫圖），其中點12的位移為零，向上運動，點9的位移到達最大值.試在圖8-11（c）中畫出再經(jīng)過周期時點3、4、5、6的位置和速度方向，其他點不必畫.［圖（c）的橫、縱坐標與圖（a）、（b）完全相同.圖8-124.（★★★★）如圖8-12在xy平面內(nèi)有一沿x軸正方向傳播的簡諧橫波，波速為1m/s，振幅為4cm，頻率為2.5Hz.在t=0時刻，P點位于其平衡位置上方最大位移處，那么距P為0.2m的Q圖8-12A.在0.1s時的位移是4cmB.在0.1s時的速度最大C.在0.1s時的速度向下D.在0到0.1s時間內(nèi)的路程是4cm5.（★★★★★）一列簡諧橫波，在t=0時刻的波形如圖8-13所示，自右向左傳播，已知在t1=0.7s時，P點出現(xiàn)第二次波峰（0.7s內(nèi)P點出現(xiàn)兩次波峰），Q點的坐標是（-7，0），那么以下判斷中正確的選項是A.質(zhì)點A和質(zhì)點B在t=0時刻的位移是相等的B.在t=0時刻，質(zhì)點C向上運動C.在t2=0.9s末，Q點第一次出現(xiàn)波峰D.在t3=1.26s末，Q點第一次出現(xiàn)波峰圖8-13圖8-13圖8-146.（★★★★★）如圖8-14所示，一列沿x正方向傳播的簡諧橫波，波速大小為0.6m/s，P點的橫坐標為96cm，從圖中狀態(tài)開場計時，求：圖8-14（1）經(jīng)過多長時間，P質(zhì)點開場振動，振動時方向如何？（2）經(jīng)過多少時間，P質(zhì)點第一次到達波峰？參考答案［難點展臺］1.AC2.BD［殲滅難點訓練］1.BD2.A3.略4.BD5.BC6.解析：開場計時時，這列波的最前端的質(zhì)點坐標是24cm，根據(jù)波的傳播方向，可知這一點沿y軸負方向運動，因此在波前進方向的每一個質(zhì)點開場振動的方向都是沿y軸負方向運動，故P點開場振動時