试论判断机械波中质点振动方向的几种方法

蔡时涛

摘 要：波的传播方向与质点的振动方向判断是机械波知识的重点，尤其是对于机械振动与机械波来说，二者在概念上容易出现混淆，并且涉及该部分内容的知识通常具有一定的难度，难以明确其存在的内在关联。基于此，本文从当前的机械波中质点的振动方向判断入手，深入分析当前的不同的判断方向。

关键词：机械波；质点振动；振动方向判断

中图分类号：G634.7 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）32-0033-01

引 言

机械振动与机械波是当前物理知识的重点，受其自身的性质影响，部分资料在讲解过程中涉及的知识点晦涩难懂，如果未能深入理解其知识点的内涵，在遇到该类问题时将直接造成学生束手无策，因此，将知识内容进行简单化是当前的重点，适当对该部分知识进行简化与扩展，明确各知识点之间存在的内在关联，加深对知识的记忆。

1 质点跟随法判断

对于机械波来说，受其自身的性质影响，其包含的每一个质点都是在重复前一个质点的振动情况，因此，在进行质点振动方向判断过程中，可以有效的利用逆分析方法，从传播方向逐渐向振动源方向进行观察，从前一质点的位置对当前的相对位置进行研究，明确其位置的意义，如，当质点的位置在上方，则可以明确该质点向上方进行振动，反之，在质点位置在下方时则说明其向下方运动，例如，以实际的案例为例，在某坐标轴中，在t时刻其呈现出波形图，并由波形图可以看出，其A′点与A点相比较来说，A′点更接近源点，并在点A的下方，也由此可知，A点向下进行振动。而在该曲线中，B点在B′点的下方，则可知B在该点进行向上运动，达到最终判断的目的。同时，在进行点选择过程中，应保证选择的两点相对来说较为靠近，并且不能位于顶点的两侧。例如，图1是案例曲线

2 微平移法判断

机械波在传播过程中，其主要表现为振动的能量与波动的形式，由此可以明确化传播波的形状，此时，在进行质点振动方向判断过程中，可以利用当前的波动将现有的波的形状进行合理的平移，其平移的方向是以波的传播方向为基础，此时，可以获得t+△t（△t→0）时刻后的波形变化，通过观察质点此时的变化与上一时刻位置的变化进行质点振动方向判断，并保证判断的准确性。例如，以实际的案例為例，在某坐标轴中，其实线是当前t时刻产生的波形图，而其虚线则是在经过△t时刻后产生的波形图，以A点为例，在下一时刻，其位置为A′点，由图形变换可以看出，点A在该时刻中其位置变换方向为向下进行振动，而点B则是在下一刻时出现在位置B′点，由此可知，点B在t时刻向上进行振动。例如，图2是当前的案例曲线图。

3 前反后同法判断

实际上，在对机械波中质点振动方向进行判断时，通过波动图像进行判断位于最大位移处的点，可以合理的根据图像对其下一时刻的振动情况进行判断，例如，对于最高点的下一时刻来说，其实际的振动方向一定是向下，反之则相反，对于最低点的下一时刻来说，其实际的振动方向一定是向上，达到判断的最终目的。在实际的研究过程中，其实际的研究点选择波时，其传播的方向为其后方，而其逆着传播方向为它的前方，此时，可以明确离该点最近的最大位移处的一个点的下一时刻的振动方向，对于该点来说，应首先保证其距离研究点的距离小于一半波长。利用当前的前反后同规则，当该点的位置在实际的最大位移的前方，则表明其振动方向与最大位移处点的下一时刻的振动方向相反，而如果其位置在其后方，则表明其振动的方向与其相同。例如，以实际的案例为例，以某一点A为例，该点在研究过程中可知某点B为点A前方最大的位移点，也是距离最近的点，而点C则是当前点A在后方并且距离最近的最大位移点，通过图像分析可知，在下一刻，B点在振动过程中其方向为向下，而点C在下一刻的振动过程中则向上，由此可以得处，点A在该时刻的振动方向与点B相反，但却与点C方向相同，符合当前的前反后同原理。例如，图3是当前的案例曲线图。

当前，除了上述三种判断方式外，还包括其他判断方法，例如，在三角形判断方法、同侧原理判断方法等，如，以三角形判断方法为例，在实际的判断过程中，主要是通过分析波形的起伏，对当前的实际方向进行判断，并在曲线中放置三角形，通过三角形的倒立或者正立，对方向进行确定，在三角形的放置时应保证三角形的某一边与横轴处于平行状态，保证判断的准确性。

4 结 论

综上所述，受机械波与机械振动自身的性质影响，该知识点自身具有较高的难度，在进行知识学习过程中容易出现错误，尤其是在机械波中质点振动方向判断时，因此，在进行判断时应结合实际情况选择最佳的判断方式，明确振动与波动之间存在的内在关联，以此来保证其判断的准确性。

参考文献

[1]韩玺吾.试论判断机械波中质点振动方向的几种方法[J].苏州大学学报（社科版），2016，39（11）：21～24.

[2]翟志娟，张洪英.浅谈现阶段判断机械波中质点振动方向的几种方法[J].河北师范学院学报，2015，20（01）：75～78.

收稿日期：2018-10-13