刘成君

(天津市静海区第六中学 301600)

由于振动和波比较抽象，学生理解起来比较困难，教师讲解也比较费力，有的同学理解了，记忆的时间也不长，笔者经过思考分析，发现振动与波与我国博大精深的文学艺术有一定的联系，可能会加深学生对振动和波的理解.

一、鲁迅先生讲振动与波的关系

鲁迅先生在《故乡》中写到：“希望本无所谓有,无所谓无的.这正如地上的路：其实地上本没有路,走的人多了,也便成了路”.振动和波的关系也可理解为：其实地上本没有波，振动的人多了，也便成了波.如果有多人排成一排，都做蹲起运动(当然起动有先后)，如果在某一时刻给这些人拍一张照片，这些人的头部连接曲线就近似为该时刻的波形.这正说明了波是无数个振动质点在同一时刻的位移.

例1 如天津市2008年高考第21题，一列简谐横波沿直线由a向b传播，相距10.5 m的a、b两处的质点振动图象如图1中a、b所示，则( ).

图1

A.该波的振幅可能是20 cm

B.该波的波长可能是8.4 m

C.该波的波速可能是10.5 m/s

D.该波由a传到b可能历时7 s

解析其中质点a、b就相当于振动的两个人,0时刻人物a相当于正好蹲到最低点，人物b相当于正处在半蹲且向上站起的状态(在平衡位置向上振)，画出图像如图2所示：

图2

图3

例2 如天津市2013年高考第7题，一列简谐横波沿直线传播，该直线上平衡位置相距9m的a、b两质点的振动图象如图3所示.下列描述该波的图象可能正确是( ).

图4

图5

解析其中质点a、b也相当于振动的两个人,0时刻人物a相当于正好全部站起，人物b相当于正处在半蹲且向下蹲下的状态(在平衡位置向下振)，画出图像如图5所示.由于没有说明向哪个方向传播，因此a、b间波形有两种：即①和②

二、韩愈先生讲波传播的是什么

韩愈先生在《师说》中写到：“师者，所以传道受业解惑也......闻道有先后，术业有专攻，如是而已. ”，师所传的“道”就相当于教材中讲的波传播的是一种振动形式.振动形式就是“道”，传的是“道”，且闻道有先后.

图6

例3天津市2007年高考第21题，如图6所示，实线是沿x轴传播的一列简谐横波在t=0时刻的波形图，虚线是这列波在t=0.2 s时刻的波形图.已知该波的波速是0.8 m/s，则下列说法正确的是( ).

A.这列波的波长是14 cm

B.这列波的周期是0.125 s

C.这列波可能是沿x轴正方向传播的

D.t=0时，x=4 cm处的质点速度沿y轴负方向

由x=vt得出波传播的距离为16 cm ，去掉整波长12 cm，相当于传播了4 cm.追踪实线上平衡位置在4 cm处的质点的振动形式，这个点的振动形式就是师要传的“道”，若向x轴正方向传播，则虚线上平衡位置在12 cm处的质点的“道”与前者相同(波的形状相同)，这个“道”传了8 cm，与前面计算不符；若向x轴负方向传播，则虚线上平衡位置在0cm处的质点的“道”与前者相同，这个“道”传了4 cm，与前面计算相符，因此波向x轴负方向传播.

又如天津市2007年高考第21题，一列简谐横波沿x轴正向传播，传到M点时波形如图7所示，再经0.6 s，N点开始振动，则该波的振幅A和频率f为：

图7

A.A=1mf=5 HZ B.A=0.5 mf=5 HZ

C.A=1 mf=2.5 HZ D.A=0.5 mf=2.5 HZ

本题如果加问，N点的起振方向向哪？就要找N点起振的老师，即N点前面正要起振的M点，判断出M点起振方向向上，这个“道”传到N点时，N点起振方向也向上.

同时可加问，N点何时第一次到波峰？则在前面波形中找到这个“道”(波峰)，即平衡位置在4m处的质点.用该点与N点的距离(11-7)m/波速v，即得这个“道”传到N点的时间，N点也就相当于“闻道”晚的点.不能直接用波形把M和N连接起来看波传到N点时的振动情况，因为波在传播过程中正如动画片《变形金刚》主题曲中唱到的那样：“变形金刚，随时变形状.”它是变着形往前传的，不能直接连接.

总之，在教学中加入一些文学色彩或一些别的东西，能加深对知识的理解，增加授课的趣味性，使学生在较枯燥的理科逻辑思维中增强人文素养.正如《中共中央关于进一步繁荣发展哲学社会科学的意见》中指出的那样，哲学社会科学对社会发展的作用和自然科学一样重要.