如下图为一横波在某时刻的图像，质点E的振动方向如下图中所示，求：（1）波的传播方向；（2）该时刻图中各质点的速度方向；（3）该时刻图中各质点的加速度方向。

Question

如下图为一横波在某时刻的图像，质点E的振动方向如下图中所示，求：（1）波的传播方向；（2）该时刻图中各质点的速度方向；（3）该时刻图中各质点的加速度方向。

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Answer 1

【分析】因为波动图象中一质点的振动方向已知，所以由“上下波”法可以判断波的传播方向。
\n因为波的传播方向已知，所以由“上下波”法可以判断各质点的速度方向；
\n形成波的各个质点都在平衡位置附近做简谐振动，由其位移情况，可判断其加速度情况。

（1）波传播时离波源远的质点的振动总是落后于离波源近的质点的振动，题中E点振动方向向上，但却落后于D点，则可确定波的传播方向是自左向右。
\n（2）确定了波的传播方向，即可得该时刻各质点的速度方向如下图甲所示。C、G两点处于最大位移处，速度为零，A、E、I在平衡位置，速率最大。
\n（3）各质点加速度方向总是指向平衡位置，C、G两点处于最大位移处，回复力最大，加速度量值最大；A、E、I在平衡位置，回复力为零，加速度也为零，方向如下图乙所示。

【点评】本题重点在于考查如何通过质点的振动情况判断波的传播方向，具体方法为：
\n（1）带动法：
\n根据波的形成，利用靠近波源的点带动它邻近的离波源稍远的点的道理，在被判定振动方向的点P附近（不超过）图象上靠近波源一方找另一点P'，若P'在P上方，则P'带动P向上运动如图，若P'在P的下方，则P'带动P向下运动。
\n（2）上下坡法：
\n沿着波的传播方向走波形状“山路”，从“谷”到“峰”的上坡阶段上各点都是向下运动的，从“峰”到“谷”的下坡阶段上各点都是向上运动的，即“上坡下，下坡上”。
\n（3）微平移法：
\n将波形沿波的传播方向做微小移动：
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\n则可判定P沿y方向的运动方向了。
\n反过来已知波形和波形上一点P的振动方向也可判定波的传播方向。