試論判斷機械波中質(zhì)點振動方向的幾種方法

蔡時濤

摘 要：波的傳播方向與質(zhì)點的振動方向判斷是機械波知識的重點，尤其是對于機械振動與機械波來說，二者在概念上容易出現(xiàn)混淆，并且涉及該部分內(nèi)容的知識通常具有一定的難度，難以明確其存在的內(nèi)在關(guān)聯(lián)?；诖?，本文從當前的機械波中質(zhì)點的振動方向判斷入手，深入分析當前的不同的判斷方向。

關(guān)鍵詞：機械波；質(zhì)點振動；振動方向判斷

中圖分類號：G634.7 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）32-0033-01

引 言

機械振動與機械波是當前物理知識的重點，受其自身的性質(zhì)影響，部分資料在講解過程中涉及的知識點晦澀難懂，如果未能深入理解其知識點的內(nèi)涵，在遇到該類問題時將直接造成學生束手無策，因此，將知識內(nèi)容進行簡單化是當前的重點，適當對該部分知識進行簡化與擴展，明確各知識點之間存在的內(nèi)在關(guān)聯(lián)，加深對知識的記憶。

1 質(zhì)點跟隨法判斷

對于機械波來說，受其自身的性質(zhì)影響，其包含的每一個質(zhì)點都是在重復前一個質(zhì)點的振動情況，因此，在進行質(zhì)點振動方向判斷過程中，可以有效的利用逆分析方法，從傳播方向逐漸向振動源方向進行觀察，從前一質(zhì)點的位置對當前的相對位置進行研究，明確其位置的意義，如，當質(zhì)點的位置在上方，則可以明確該質(zhì)點向上方進行振動，反之，在質(zhì)點位置在下方時則說明其向下方運動，例如，以實際的案例為例，在某坐標軸中，在t時刻其呈現(xiàn)出波形圖，并由波形圖可以看出，其A′點與A點相比較來說，A′點更接近源點，并在點A的下方，也由此可知，A點向下進行振動。而在該曲線中，B點在B′點的下方，則可知B在該點進行向上運動，達到最終判斷的目的。同時，在進行點選擇過程中，應保證選擇的兩點相對來說較為靠近，并且不能位于頂點的兩側(cè)。例如，圖1是案例曲線

2 微平移法判斷

機械波在傳播過程中，其主要表現(xiàn)為振動的能量與波動的形式，由此可以明確化傳播波的形狀，此時，在進行質(zhì)點振動方向判斷過程中，可以利用當前的波動將現(xiàn)有的波的形狀進行合理的平移，其平移的方向是以波的傳播方向為基礎(chǔ)，此時，可以獲得t+△t（△t→0）時刻后的波形變化，通過觀察質(zhì)點此時的變化與上一時刻位置的變化進行質(zhì)點振動方向判斷，并保證判斷的準確性。例如，以實際的案例為例，在某坐標軸中，其實線是當前t時刻產(chǎn)生的波形圖，而其虛線則是在經(jīng)過△t時刻后產(chǎn)生的波形圖，以A點為例，在下一時刻，其位置為A′點，由圖形變換可以看出，點A在該時刻中其位置變換方向為向下進行振動，而點B則是在下一刻時出現(xiàn)在位置B′點，由此可知，點B在t時刻向上進行振動。例如，圖2是當前的案例曲線圖。

3 前反后同法判斷

實際上，在對機械波中質(zhì)點振動方向進行判斷時，通過波動圖像進行判斷位于最大位移處的點，可以合理的根據(jù)圖像對其下一時刻的振動情況進行判斷，例如，對于最高點的下一時刻來說，其實際的振動方向一定是向下，反之則相反，對于最低點的下一時刻來說，其實際的振動方向一定是向上，達到判斷的最終目的。在實際的研究過程中，其實際的研究點選擇波時，其傳播的方向為其后方，而其逆著傳播方向為它的前方，此時，可以明確離該點最近的最大位移處的一個點的下一時刻的振動方向，對于該點來說，應首先保證其距離研究點的距離小于一半波長。利用當前的前反后同規(guī)則，當該點的位置在實際的最大位移的前方，則表明其振動方向與最大位移處點的下一時刻的振動方向相反，而如果其位置在其后方，則表明其振動的方向與其相同。例如，以實際的案例為例，以某一點A為例，該點在研究過程中可知某點B為點A前方最大的位移點，也是距離最近的點，而點C則是當前點A在后方并且距離最近的最大位移點，通過圖像分析可知，在下一刻，B點在振動過程中其方向為向下，而點C在下一刻的振動過程中則向上，由此可以得處，點A在該時刻的振動方向與點B相反，但卻與點C方向相同，符合當前的前反后同原理。例如，圖3是當前的案例曲線圖。

當前，除了上述三種判斷方式外，還包括其他判斷方法，例如，在三角形判斷方法、同側(cè)原理判斷方法等，如，以三角形判斷方法為例，在實際的判斷過程中，主要是通過分析波形的起伏，對當前的實際方向進行判斷，并在曲線中放置三角形，通過三角形的倒立或者正立，對方向進行確定，在三角形的放置時應保證三角形的某一邊與橫軸處于平行狀態(tài)，保證判斷的準確性。

4 結(jié) 論

綜上所述，受機械波與機械振動自身的性質(zhì)影響，該知識點自身具有較高的難度，在進行知識學習過程中容易出現(xiàn)錯誤，尤其是在機械波中質(zhì)點振動方向判斷時，因此，在進行判斷時應結(jié)合實際情況選擇最佳的判斷方式，明確振動與波動之間存在的內(nèi)在關(guān)聯(lián)，以此來保證其判斷的準確性。

參考文獻

[1]韓璽吾.試論判斷機械波中質(zhì)點振動方向的幾種方法[J].蘇州大學學報（社科版），2016，39（11）：21～24.

[2]翟志娟，張洪英.淺談現(xiàn)階段判斷機械波中質(zhì)點振動方向的幾種方法[J].河北師范學院學報，2015，20（01）：75～78.

收稿日期：2018-10-13