高中物理一道波动习题的多种解法学法指导.doc

用心爱心专心高中物理一道波动习题的多种解法学法指导陈超众例一列简谐波沿x轴向右传播，某时刻波的图象如图1所示。图中P是介质中的一点，则该质点在该时刻之前周期时的运动方向是（）A.向左B.向右C.向上D.向下【解法一】由于简谐波沿x轴向右传播，则可知此时P质点正向下运动。设该时刻为时刻，则由题意可知本题是让我们判断在这一时刻P质点的运动方向。作出P质点的振动图象，如图2所示，由P质点的振动图象便可很容易地看出在这一时刻P质点的运动方向是向上的。答案为C。图2【解法二】要判断这一时刻P质点的运动方向，我们只要作出这一时刻的波动图象，再由波的传播方向便可判断出在该时刻P质点的运动情况。要想作出这一时刻的图象，有以下几种方法。方法一：特殊点法在时刻a、b、c、d四个质点的位置如图3所示，由波的传播方向向右，则可判断出在这一时刻各质点的位置，即质点a在波峰、质点b在平衡位置、质点c在波谷、质点d在平衡位置，则在这一时刻波动图象如图4虚线所示。由波动图象和波的传播方向便可确定出在这一时刻P质点的位置及运动方向。方法二：平移法由于波在一个周期内向前传播一个波长，则由波的传播方向向右可知，只要把时刻的波形图向左平移个波长便可得出这一时刻的波形图，如图4中虚线所示。方法三：利用波的周期性特点画图象由波的周期性特点，可知时刻的波形图与（）时刻的波形图一样，则由波的传播方向向右可知，只要把（）时刻的波形图再向右平移个波长便可得出这一时刻的波形图，如图4所示。【解法三】根据波的周期性可知，P质点在时刻的运动情况与时刻的运动情况是完全一样的。又由于在时刻P质点在平衡位置下方且向下运动，由简谐运动的特点可知P质点到达波谷需要的时间一定小于。则可知在这一时刻P质点已经离开了波谷但处在平衡位置下方且运动方向向上。【解法四】假定在这一时刻质点P正处在平衡位置且运动方向向上，则经过后，即在时刻质点P将运动到波谷，这与本题的条件矛盾（在时刻质点P在平衡位置下方，但不在波谷）。根据简谐运动的特点，要想使质点P在时刻正处在平衡位置下方且向下运动，则在这一时刻质点P只有处在平衡位置下方且向上运动。【点评】利用这种方法求解，需要同学们熟练地掌握简谐运动的特点。一题多解不仅可以提高我们解决问题的能力，而且可以加深我们对所学知识的理解，使我们在解决问题时思维变得更开阔。小试身手图5所示一简谐横波在其一时刻的波形图，已知质点a此时的振动方向向下。则下列说法中正确的是（）A.波向左传播，质点b向下，质点c向上运动B.波向右传播，质点b向上，质点c向下运动C.波向左传播，质点b向上，质点c向上运动D.波向左传播，质点b向下，质点c向下运动