Trong thí nghiệm giao thoa sóng trên mặt nước với hai nguồn kết hợp cùng pha, phần tử nước tại M cách hai nguồn S1, S2 lần lượt là 20 cm và 12 cm dao động với biên độ cực đại, đồng thời
CHƯƠNG II: SÓNG CHỦ ĐỀ 10: GIAO THOA SÓNG CƠ (Bám sát chương trình GDPT mới) I LÍ THUYẾT CĂN BẢN Giao thoa sóng Gọi M điểm vùng giao thoa M cách S1S2 khoảng d1 d2 Giả sử phương trình dao động hai nguồn có dạng: uS1 = uS2 = a cos t 2d1 M *Sóng nguồn S1 gửi tới M có dạng: uS1 = A cos t − d1 d2 2d2 *Sóng nguồn S2 gửi tới M có dạng: uS2 = A cos t − *Độ lệch pha hai sóng gửi tới M: = 2 (d1 − d2 ) S1 S2 *Nếu hai sóng gặp M dao động pha (đồng pha) tăng cường lẫn M dao động với biên độ cực đại: = 2 (d1 − d2 ) = k2 d1 − d2 = k *Nếu hai sóng gặp M dao động ngược pha triệt tiêu lẫn M dao động với biên độ cực tiểu: 2 1 = (d1 − d2 ) = (2k +1) d1 − d2 = k + 2 Chú ý: Hiện tượng hai sóng gặp tạo điểm dao động với biên độ cực đại điểm dao động với biên độ cực tiểu gọi tượng giao thoa sóng *Những điểm dao động với biên độ cực đại hợp thành hypebol nét liền điểm đứng yên hợp thành hypebol nét đứt (quan sát hình vẽ) Điều kiện giao thoa sóng Hai song gặp hai sóng xuất phát từ hai nguồn kết hợp Hai nguồn sóng phải dao động phương, tần số có độ lệch pha không đổi theo thời gian (hai nguồn sóng gọi hai nguồn kết hợp) II VÍ DỤ MINH HỌA Ví dụ Trong thí nghiệm giao thoa sóng mặt nước với hai nguồn kết hợp pha, phần tử nước M cách hai nguồn S1, S2 20 cm 12 cm dao động với biên độ cực đại, đồng thời M đường trung trực S1S2 cịn có dãy cực đại khác Biết tốc độ truyền sóng 40 cm/s a) Tính tần số sóng (25 Hz) b) Phần tử nước N cách hai nguồn S1, S2 10 cm 14 cm thuộc cực đại hay cực tiểu? (Cực tiểu) c) Trên đoạn thẳng S1S2, hai điểm gần mà phần tử nước dao động với biên độ cực đại cách bao nhiêu? (0,8 cm) Bài làm GIAO THOA SÓNG: 0904.989.636_ 0968.948.083 - Tương lai khóc hay cười phụ thuộc vào độ lười khứ! …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………… … …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………… … …………………………………………………………………………………………………………………… Ví dụ Trên mặt thống chất lỏng có hai nguồn sóng S1, S2 cách 18 cm, dao động pha theo phương thẳng đứng với tần số f = 10 Hz Tốc độ truyền mặt chất lỏng 50 cm/s Số điểm dao động với biên độ cực đại đoạn S1S2 số vân cực đại vùng giao thoa sóng hai nguồn Xác định số vân cực đại, cực tiểu giao thoa sóng hai nguồn Bài làm …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………… … …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………… … …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… GIAO THOA SÓNG: 0904.989.636_ 0968.948.083 - Tương lai khóc hay cười phụ thuộc vào độ lười khứ! III BÀI TẬP RÈN LUYỆN Câu Hai sóng phát từ hai nguồn kết hợp Cực đại giao thoa nằm điểm có hiệu khoảng cách tới hai nguồn sóng A ước số bước sóng B bội số nguyên bước sóng C bội số lẻ nửa bước sóng D ước số nửa bước sóng Câu Điều kiện có giao thoa sóng gì? A Có hai sóng chuyển động ngược chiều giao B Có hai sóng tần số có độ lệch pha khơng đổi C Có hai sóng bước sóng giao D Có hai sóng biên độ, tốc độ giao Câu Hai nguồn kết hợp hai nguồn có A biên độ B tần số C pha ban đầu D tần số hiệu số pha không đổi theo thời gian Câu Giao thoa mặt nước với hai nguồn sóng kết hợp đặt A B dao động điều hịa pha theo phương thẳng đứng Sóng truyền mặt nước có bước sóng Cực tiểu giao thoa nằm điểm có hiệu đường hai sóng từ hai nguồn tới A 2k với k = 0, 1, 2, B (2k +1) với k = 0, 1, 2, C k với k = 0, 1, 2, 1 D k + với k = 0, 1, 2, 2 Câu Trong thí nghiệm giao thoa sóng nước hình tốc độ truyền sóng 1,5 m/s, cần rung có tần số 40 Hz Khoảng cách hai điểm cực đại giao thoa cạnh đoạn thẳng S1 S2 A.1,875 cm B 3,75 cm C 60 m D 30 m Câu Trong thí nghiệm giao thoa sóng mặt chất lỏng, hai điểm S1 S2 có hai nguồn dao động pha theo phương thẳng đứng, phát hai sóng kết hợp có bước sóng 1,2 cm Trên đoạn thẳng S1S2 khoảng cách hai cực tiểu giao thoa liên tiếp A 0,3 cm B 0,6 cm C 1,2 cm D 2,4 cm Câu Trong thí nghiệm giao thoa sóng nước, hai nguồn sóng kết hợp đặt A B dao động theo phương trình uA = uB = acos25πt (a khơng đổi, t tính s) Trên đoạn thẳng AB, hai điểm có phần tử nước dao động với biên độ cực đại cách khoảng ngắn cm Tốc độ truyền sóng A 50 cm/s B 25 cm/s C 75 cm/s D 100 cm/s Câu Trong thí ghiệm giao thoa sóng bề mặt chất lỏng với hai nguồn dao động pha Bước sóng cm Trong vùng gặp hai sóng có bốn điểm M, N, P, Q mà hiệu đường từ chúng đến hai nguồn dM = cm ; dN = 8,5 cm ; dP = cm ; dQ = 10,5 cm Trong điểm điểm dao động với biên độ cực tiểu? A Điểm P B Điểm M C Điểm Q D Điểm N Câu Ở mặt chất lỏng, hai điểm S1 S2, có hai nguồn dao động pha theo phương thẳng đứng phát hai sóng kết hợp có bước sóng 2,5 cm Trong vùng giao thoa, M điểm cách S1 S2 cm d M thuộc vận giao thoa cực đại d nhận giá trị sau đây? A 14 cm B 20 cm C 10 cm D 16 cm GIAO THOA SÓNG: 0904.989.636_ 0968.948.083 - Tương lai khóc hay cười phụ thuộc vào độ lười khứ! Câu 10 Tại hai điểm A B mặt chất lỏng có hai nguồn phát sóng dao động theo phương thẳng đứng, pha, tần số, với bước sóng cm Hai điểm M, N thuộc hệ vân giao thoa có hiệu khoảng cách đến hai nguồn MA – MB = cm, NA – NB = 3,5 cm Các điểm M, N nằm đường dao động cực đại hay cực tiểu? A M thuộc cực tiểu, N thuộc cực đại B M, N thuộc cực tiểu C M thuộc cực đại, N thuộc cực tiểu D M, N thuộc cực đại Câu 11 Trong thí nghiệm giao thoa sóng từ nguốn A B có phương trình uA = uB = 5cos10t (cm) Tốc độ truyền sóng mặt nước 20 cm/s Một điểm N mặt nước với AN – BN = – 10 cm nằm đường cực đại hay cực tiểu thứ kể từ đường trung trực AB ? A cực tiểu thứ phía A B cực tiểu thứ phía A C cực tiểu thứ phía B D cực đại thứ phía A Câu 12 Trong thí nghiệm giao thoa sóng mặt nước, hai nguồn A, B dao động pha với tần số f = 13 Hz Tại điểm M cách nguồn A, B d1 = 19 cm, d2 = 21 cm sóng có biên độ cực đại Giữa M đường trung trực AB khơng có dãy cực đại khác Tốc độ truyền sóng mặt nước A 26 m/s B 52 m/s C 26 cm/s D 52 cm/s Câu 13 Trong thí nghiệm giao thoa sóng mặt nước, hai nguồn kết hợp A B dao động với tần số 15 Hz pha Tại điểm M cách nguồn A B khoảng d1 = 16 cm d2 = 20 cm, sóng có biên độ cực tiểu Giữa M đường trung trực AB có hai dãy cực đại Tốc độ truyền sóng mặt nước A 24 cm/s B 48 cm/s C 40 cm/s D 20 cm/s Câu 14 Thí nghiệm giao thoa sóng mặt nước, hai nguồn sóng có phương trình dao động u = 4cos40πt (cm) Xét phía so với đường trung trực đoạn nối hai nguồn ta thấy cực đại thứ k có hiệu đường truyền sóng 10 cm cực đại thứ (k + 3) có hiệu đường truyền sóng 25 cm Tốc độ truyền sóng mặt nước A m/s B m/s C m/s D.1 m/s Câu 15 Trong thí nghiệm giao thoa sóng nước, hai nguồn A B cách 16 cm, dao động điều hịa theo phương vng góc với mặt nước với phương trình u=2cos16t (u tính mm, t tính s) Tốc độ truyền sóng mặt nước 12 cm/s Trên đoạn AB, số điểm dao động với biên độ cực đại A 11 B 20 C 21 D 10 Câu 16 Ở mặt chất lỏng có hai nguồn sóng A, B cách 20 cm, dao động theo phương thẳng đứng với phương trình uA = uB = acos(50πt) (t tính s) Tốc độ truyền sóng mặt chất lỏng 1,5 m/s Trên đoạn thẳng AB, số điểm có biên độ dao động cực đại số điểm đứng yên A B 10 C D Câu 17 Trong thí nghiệm giao thoa sóng nước, hai nguồn sóng kết hợp dao động pha đặt A B cách 18 cm Sóng truyền mặt nước với bước sóng 3,5 cm Trên đoạn AB, số điểm mà phần tử nước dao động với biên độ cực đại A 10 B C 11 D 12 Câu 18 Tại hai điểm A, B mặt chất lỏng cách 10 cm có hai nguồn phát sóng theo phương thẳng đứng với phương trình: uA = 0, 2cos(50t) (cm) uB = 0, 2cos(50t + ) (cm) Tốc độ truyền sóng 0,5 m/s Coi biên độ sóng khơng đổi Số điểm dao động với biên độ cực đại đoạn thẳng AB A B C 10 D 11 Câu 19 Ở mặt chất lỏng, hai điểm S1 S2 hai nguồn dao động pha theo phương thẳng đứng phát hai sóng kết hợp có bước sóng cm Trong vùng giao thoa, M điểm cách S1 S2 cm 12 cm Giữa M đường trung trực đoạn thẳng S1S2 có số vân giao thoa cực tiểu A B C D Câu 20 Ở mặt nước, hai điểm A B cách 19 cm, có hai nguồn kết hợp dao động pha theo phương thẳng đứng, phát hai sóng có bước sóng cm Trong vùng giao thoa, M điểm mặt nước thuộc đường trung trực AB Trên đoạn AM, số điểm cực tiểu giao thoa A B C D -HẾT - GIAO THOA SĨNG: 0904.989.636_ 0968.948.083 - Tương lai khóc hay cười phụ thuộc vào độ lười khứ!