高中物理 模块要点回眸 第8点 振动图像与波动图像同现时的应对策略素材 沪科版选修3-4（通用） 3页

第8点　振动图像与波动图像同现时的应对策略 ‎ 振动图像描述一个质点的位移随时间的变化规律．波动图像是描述某一时刻参与波动的所有质点的空间分布．两类图像非常形似，当同时出现在一个题目中，会令很多同学手足无措，此时我们可以这样应对：‎ ‎(1)首先识别哪一个是波动图像，哪一个是振动图像，两者间的联系纽带是周期和振幅．‎ ‎(2)再确定振动图像所指的零时刻的波形图，然后确定振动图像所描述的质点，在波动图上的位置及其他问题．‎ 对点例题　一列简谐横波沿x轴负方向传播，图1甲是t＝1 s时的波形图，图乙是波中某振动质点位移随时间变化的振动图线(两图用同一时间作起点)，则图乙可能是图甲中哪个质点的振动图线(　　)‎ 图1‎ A．x＝0处的质点 B．x＝‎1 m处的质点 C．x＝‎2 m处的质点 D．x＝‎3 m处的质点 解题指导　当t＝1‎ ‎ s时，由题图乙振动图线可知，质点在平衡位置，正要沿y轴负方向运动；由图甲波动图线知O点在平衡位置，正沿y轴负方向运动，所以选A.‎ 答案　A 易错辨析　很多同学在判断质点的振动方向时，容易把这两种图像混淆．在波动图像中要根据质点振动方向与波传播方向的关系判断；在振动图像中，只需沿着时间轴观察质点的振动方向即可．‎ ‎1．如图2(a)所示为一列简谐波在某时刻的波形图．图(b)表示传播该波的介质中某一质点在此后的一段时间内的振动图像，则(　　)‎ ‎　‎ 图2‎ A．若波沿x轴正方向传播，则图(b)为质点a的振动图像 B．若波沿x轴正方向传播，则图(b)为质点b的振动图像 C．若波沿x轴负方向传播，则图(b)为质点c的振动图像 D．若波沿x轴负方向传播，则图(b)为质点d的振动图像 答案　BD 解析　本题考查对波动图像和振动图像的理解．由图(a)知，此时刻质点a、c处在最大位移处，因此从此时刻起质点a、c的振动图像应是余弦图线，由此排除了选项A、C.‎ 若波沿x轴正方向传播，由“上下坡”法可知质点b此时刻向上振动．同理，若波沿x轴负方向传播，则质点d此时刻也应向上振动，即从此时刻起的以后一段时间里质点的振动图像都与图(b)吻合．故正确选项为B、D.‎ ‎2．如图3甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，图乙为质点P以此时刻为计时起点的振动图像．从该时刻起(　　)‎ ‎　‎ 图3‎ A．经过0.35 s时，质点Q距平衡位置的距离小于质点P距平衡位置的距离 B．经过0.25 s时，质点Q的加速度大小质点P的加速度 C．经过0.15 s时，波沿x轴的正方向传播了‎3 m D．经过0.1 s时，质点Q的运动方向沿y轴正方向 答案　AC 解析　由振动图像可判定t＝0时刻质点P向下振动，则机械波向右传播．经0.35 s，即经1T时，P点在波峰，故Q距平衡位置的距离小于P到平衡位置的距离，A对；经0.25 s，即经1T时，P在波谷，Q的加速度小于P的加速度，B错误；波速v＝＝ m/s＝‎20 m/s，所以经0.15 s波沿x轴的正方向传播的距离s＝vΔt＝20×‎0.15 m＝‎3 m，C对；Q点在图示时刻向上振动，经半个周期，其运动方向沿y轴负方向，D错．‎