全振動的位移方向怎麼判斷

在波形圖上，判斷質點的振動方向或波的傳播方向是高考的重點和熱點。波形圖上二者方向的判斷方法除“微平移法”和“帶動法”之外，還有學生更易掌握且簡潔的另外三種新法：“上下坡法”、“振向波向同側法”和“頭頭尾尾相對法”。本文把這五種方法一併介紹給大家，透過比較，選擇更適合自己的方法吧！

1. 上下坡法

“上下坡法”是把波形圖線比喻為凸凹的路面，凸凹路面就有上坡段和下坡段，沿著波的傳播方向看去，位於上坡段的質點，則向下運動，位於下坡段的質點，則向上運動；反之，向上運動的質點，必位於下坡段，向下運動的質點，必位於上坡段。

注：法則中的“向上運動”，表示質點向規定的正方向運動，“向下運動”表示質點向規定的負方向運動。“上下坡法則”對橫波和縱波都適用。

例1.

（全國高考）簡諧橫波某時刻的波形圖線如圖1所示，由圖可知（ ）

圖1

A。 若質點a向下運動，則波是從左向右傳播

B。 若質點b向上運動，則波是從左向右傳播

C。 若波是從右向左傳播，則質點c向下運動

D。 若波是從右向左傳播，對質點d向上運動

【答案】BD

【解析】圖1中，若質點a向下運動，由“上下坡法”，a必位於上坡段，只有當從右向左看時，a才位於上坡段，故波應向左傳播，A錯。同理可分析B選項正確。

若波從右向左傳播，由“上下坡法”知，d、c點必位於下坡段，d、c點都應向上運動，故C錯，D正確。

2. 振向波向同側法

“振向波向同側法”是利用“質點的振動方向與波的傳播方向都位於波形的同一側”來分析判斷波形問題的方法。在波形圖上，如果用豎直箭頭表示質點的振動方向，用水平箭頭表示波的傳播方向，並且要兩箭頭的箭尾相接，那麼當波向右傳播時，兩箭頭都在波形右側，如圖2左圖所示。當波向左傳播時，兩箭頭都在波形的左側，如圖2右圖所示。

圖2

再解例1 若質點a向下運動，由振向波向同側法，知表示振向波向的兩箭頭在波形左側，波由右向左傳；若質點b向上運動，由振向波向同側法，知表示振向波向的兩箭頭在波形右側，波由左向右傳；若波從右向左傳，由振向波向同側法，知質點c、d均向上運動。故此，BD正確。

3. 頭頭尾尾相對法

在波形圖的波峰或波谷上，畫出一個與橫軸平行的表示波傳播方向的箭頭，在波峰或波谷兩側波形上，分別畫出兩個與縱軸平行的表示質點振動方向的箭頭，如圖3所示，則這三個箭頭總是頭頭相對，尾尾相對。如圖3中，波沿x軸正方向傳播，a、b之間的豎直箭頭向下，表示a、b之間的質點都向y軸的負方向振動，b、c之間的豎直箭頭向上，表示b、c之間的質點都向y軸正方向振動。

圖3

重解例1 根據頭頭尾尾相對法，若質點a向下運動，如圖4，則波是從右向左傳播，A選項錯誤；若質點b向上運動，則波是從左向右傳播，B選項正確。若波是從右向左傳播，圖5所示，則質點c向上運動，質點d向上運動，選項C錯誤，選項D正確。

4. 微平移法

把原波形沿波的傳播方向平移一段小於四分之一波長的距離，透過比較某點在原波形和移動後波形上的位移大小，就可判斷該點的振動方向。

例2.

圖6中實線為一列沿x軸正方向傳播的簡諧波在t時刻的波形，試確定圖中P點的振動方向。

圖6

【解析】把實線波形沿波的傳播方向向右平移小於四分之一波長的長度，圖中虛線所示。因P點運動到了P/點，故P點在t時刻的運動方向為沿y軸正方向運動。

5. 帶動法

波的形成和傳播過程中，前一質點的振動帶動後一相鄰質點的振動，後一質點重複前一質點的振動形式。只要知道某點振動方向或波的傳播方向，再透過比較某質點的位移與它相鄰質點的位移進行比較，即可判斷波的傳播方向或確定該質點的振動方向。

例3.

（2002年春季高考）圖7所示為一簡諧橫波在某一時刻的波形圖，已知此時質點A正向上運動，如圖中箭頭所示，由此可斷定此橫波（ ）

圖7

A。 向右傳播，且此時質點B正向上運動

B。 向右傳播，且此時質點C正向下運動

C。 向左傳播，且此時質點D正向上運動

D。 向左傳播，且此時質點E正向下運動

【答案】C

【解析】A質點重複著它前面的質點的振動形式，這一時刻A向上運動，位移增大，可知A右邊的質點是它前面的質點，波向左傳播。同理，由波向左傳播可確定B、C、D、E右方的質點各是它們前面的質點，D、E質點應向上運動，而B、C質點應向下運動。

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