高中物理：振动和波动图象问题的解法比较

振动图象与波动图象相结合的习题是一种常见的习题。处理这类问题的关键是，理清两种图象的物理意义.

振动图象的物理意义：表示振动质点的位移随时间的变化规律，即振动质点在各个时刻的位移.

波动图象的物理意义：表示在波的传播方向上的介质中的各个质点在某一时刻的位移.

两种图象“形同质不同”在处理问题时重点把握住两种图象的物理意义.

例1、如图1（甲）所示为一列简谐波在t=20s时的波形图，图1（乙）是这列波中P点的振动图线，那么该波的传播速度和传播方向为（  ）

A. v=1m/s，向左传播

B. v=1m/s，向右传播

C. v=1.25m/s，向左传播

D. v=1.25m/s，向右传播

解析：根据波的周期性确定出P质点在t=20s的振动情况是解答本题的关键.从图1（甲）的波动图象可知该波的波长为λ=4m，从图（乙）的振动图象可知振动周期为T=4s，由可得波速为v=1m/s.

从P质点的振动图象可以看出t=4s时P质点正经过平衡位置向上运动，则根据波的周期性可知P质点在t=20s这一时刻的振动情况与t=4s这一时刻的振动情况相同，即t=20s时P质点正经过平衡位置向上振动，根据质点振动方向与波的传播方向的关系，可知波向左传播，选项A正确.

例2、一列简谐横波沿x轴负方向传播，图2（甲）是t=1s时的波形图，图2（乙）是波中某振动质元位移随时间变化的振动图线（两图用同一时间起点），则图2（乙）可能是图2（甲）中哪个质元的振动图线（  ）

A. x=0处的质元

B. x=1m处的质元

C. x=2m处的质元

D. x=3m处的质元

解析：注意两种图象的综合分析.由振动图线可知，t=1s时，质元处在平衡位置且正向下运动. 根据波沿x轴负方向传播，由波的图象可知，x=0处的质元处在平衡位置且正向下运动，x=1m处的质元处在波谷且将要向上运动，x=2m处的质元处在平衡位置且正向上运动，x=3m处的质元处在波峰且将要向下运动，所以选项A正确.

例3、已知平面简谐波在x轴上传播，原点O的振动图象如图3（a）所示，t时刻的波形图象如图3（b）所示，则时刻的波形图象可能是图4中的（  ）

解析：注意波的周期性及平移法的运用.对于波动图象的变化可理解为随时间推移，图象沿传播方向平移.由振动图象可知振动周期T=0.4s，经，即经过个周期后，波动图象与经过后的波动图象相同. 若波沿x正方向传播，则波形图象向右平移后得到波形图如图D所示；若波沿x轴负方向传播，则波形图象向左平移后得到波形图如图C所示. 选项C、D正确.

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