Chuyên đề Giao Thoa Sóng Cơ Luyện thi đại học môn Vật lý

GIAO THOA SÓNG CƠ  Xây dựng phương trình dao động tổng hợp - Phương trình sóng hai nguồn u1  Acos(t  1 ) - Phương trình sóng M sóng từ hai nguồn truyền tới: u2  Acos(t  2 ) S1S2   d1 ) u2 M  Acos(2 ft  2  2 d2 )   - phương trình dao thoa sóng M: * Số cực đại S1, S2  u1M  Acos(2 ft  1  2 uM = u1M + u2M d  d   2   d  d    uM  Acos   cos  2 ft           S S   k  2  2 * Số cực tiểu S1, S2:  S S     k    2  2 S1S2  d  d   AM  A cos        với   1  2 - Biên độ dao động M:  Hai nguồn dao động pha ( 1  2 ) - Biên độ dao động tổng hợp điểm M : AM  A cos( d  d1  * Số cực đại S1, S2 )  Điều kiện để M cực đại : d2  d1  k   k S1S2  * Số cực tiểu S1, S2: Điều kiện để M cực tiểu: d  d1   k     S1S2  2 Số điểm dao động với biên độ cực đại khoảng hai điểm M, N:cách hai nguồn d1M, d2M, d1N, d2N. Đặt dM = d1M - d2M ; dN = d1N - d2N giả sử dM < dN. + Cực đại: dM < k < dN + Cực tiểu: dM < (k+0,5) < dN * đường trung trực qua trung điểm S1S2 cực đại b. Hai nguồn dao động ngược pha: ( 2  1   ) - Biên độ dao động tổng hợp điểm M: d d  AM  A cos(  )  - Điều kiện để M cực đại : d  d1   2k  1  - Điều kiện để M cực tiểu: d2  d1  k  - Số điểm dao động với biên độ cực đại khoảng MN với khoảng cách từ hai điểm đến nguồn d1M, d2M, d1N, d2N.  Cực đại: dM < (k+0,5) < dN  Cực tiểu: dM < k < dN S1S2   SS 1 k   Nếu tính hai nguồn S1 S2 bất đẳng thức lấy thêm dấu ‘=’. * Số cực đại S1, S2  S1S2   SS 1 k   * Số cực tiểu S1, S2:  S1S2  k S1S2  Nếu tính hai nguồn S1 S2 bất đẳng thức lấy thêm dấu ‘=’. Hãy cố gắng bạn hối tiếc! BÀI TẬP VẬN DỤNG Câu 1. Thực giao thoa mặt chất lỏng với hai nguồn S1 S2 giống nhau, cách 130cm. Phương trình dao động S1 S2 u = 2cos40t cm. Vận tốc truyền sóng mặt chất lỏng 8m/s. Biên độ sóng không đổi. Số điểm cực đại đoạn S1S2 bao nhiêu? A. B. 12 C. 10 D. Câu 2. Trên mặt thoáng c a chất lỏng có hai nguồn kết hợp dao động c ng pha u S1 = uS2 =acost mm s , bước sóng c a m i nguồn . Biết S1S2 = 4 mm. Trên đoạn S1S2 có điểm dao động với biên độ b ng a ? A. 16 B. 12 C. 10 D. Câu 3. Tại điểm A,B cách 40cm mặt chất lỏng có nguồn sóng kết hợp dao động c ng pha với bước sóng 2cm. M điểm thuộc đường trung trực c a AB. Tìm số điểm đứng yên MB. A. 19 B. 20 C. 21 D. 40 Câu 4. Trong thí nghiệm giao thoa sóng nước, khoảng cách hai nguồn S1S2 L = 30 cm, hai nguồn c ng pha có tần số f = 50 Hz, vận tốc truyền sóng mặt nước v = 100 cm/s. Số điểm có biên độ cực đại quan sát đường tròn tâm I I trung điểm c a S1S2) bán kính 5,5 cm là: A. 10 B. 22 C. 11 D. 12 Câu 5. Trên mặt chất lỏng có nguồn sóng S1, S2 giống hệt đặt cách đoạn 13cm, bước sóng nguồn gây mặt chất lỏng  = 4cm. Gọi O trung điểm c a S1S2. Trên mặt chất lỏng xét đường tròn tâm O bán kính R = 4cm có điểm cực đại giao thoa n m đường tròn? A. B. C. 10 D. 12. Câu 6. Tại mặt nước n m ngang, có hai nguồn kết hợp A B dao động theo phương thẳng đứng với phương trình u1 = a1sin(40t + /6) cm, u2 = a2sin(40t + /2 cm. Hai nguồn tác động lên mặt nước hai điểm A B cách 18cm. Biết vận tốc truyền sóng mặt nước v = 120cm/s. Gọi C D hai điểm thuộc mặt nước cho ABCD hình vuông. Số điểm dao động với biên độ cực tiểu đoạn CD là: A. B. C. D. Câu 7. Ở mặt thoáng c a chất lỏng có hai nguồn sóng kết hợp A B cách 20cm, dao động theo phương thẳng đứng với phương trình uA = 2cos40t uB = 2cos(40t + ) (uA uB tính b ng mm, t tính b ng s . Biết tốc độ truyền sóng mặt chất lỏng 30 cm/s. Xét hình vuông AMNB thuộc mặt thoáng chất lỏng. Số điểm dao động với cực đại BM là: A. 19. B. 18. C. 20. D. 17. Câu 8. Tại hai điểm A B mặt nước cách cm có hai nguồn kết hợp dao đông với phương trình u1 = u2 =acos40t cm, tốc độ truyền sóng mặt nước 20 cm/s. Gọi c điểm AB cách A đoạn AC = 1cm. Hỏi đường thẳng qua C vuông góc với AB có điểm cực tiểu giao thoa? A. B. 10 C. D. 12 Câu 9. Hai nguồn sóng kết hợp S1, S2 dao động c ng pha mặt nước với tần số 50 Hz, biết tốc độ truyền sóng m/s khoảng cách hai nguồn 15 cm. Trên đường thẳng qua S vuông góc với S1S2 có điểm dao động cực đại? A. 14 B. 28 C. D. 16 Câu 10. Tại hai điểm A, B mặt nước cách 21cm có hai nguồn phát sóng kết hợp dao động theo phương vuông góc với mặt nước, phương trình dao động u1 = 2cos 40πt + π cm u2 = 4cos 40πt + π/2 cm. Tốc độ truyền sóng mặt nước 40cm/s. Gọi M, N điểm đoạn AB cho AM = MN = NB.Số điểm dao động với biên độ cực đại đoạn MN là: B A M N A. 7. B. 6. C. 5. D. 4. . . . Hãy cố gắng bạn hối tiếc! Câu 11. Trong tượng giao thoa sóng nước, hai điểm A, B cách 10cm, người ta tạo hai nguồn dao động đồng với tần số 40Hz. Tốc độ truyền sóng mặt nước 0,6m/s. Xét đường thẳng qua B vuông góc với AB, lấy điểm M cho ABM tam giác vuông cân. Tìm số điểm cực đại dao động BM. A. B. C. D. Câu 12. Trên mặt nước có hai nguồn sóng giống A B, hai nguồn c ng pha cách khoảng AB = 10 cm dao động vuông góc với mặt nước tạo sóng có bước sóng  = 0,5 cm. C D hai điểm khác mặt nước, CD vuông góc với AB M cho MA = cm MC = MD = cm. Số điểm dao động cực đại CD là: A. B. C. D. Câu 13. Ở mặt chất lỏng có hai nguồn sóng A, B cách 18,5cm, dao động theo phương thẳng đứng với phương trình uA = uB = acos50t với t tính b ng s . Tốc độ truyền sóng c a mặt chất lỏng 50cm/s. C điểm mặt chất lỏng tạo thành tam giác ABC vuông cân B. Số điểm phần tử chất lỏng không dao động đoạn BC là: A. 3. B. 4. C. 7. D. 5. Câu 14. Trên mặt nước hai điểm A B có hai nguồn sóng kết hợp dao động c ng pha, lan truyền với bước sóng . Biết AB = 11. Xác định số điểm dao động với biên độ cực đại ngược pha với hai nguồn đoạn AB (không tính A, B) A. 12 B. 23 C. 11 D. 21 Câu 15. Trên mặt nước có nguồn sóng S1, S2 giống hệt đặt cách đoạn 12cm, bước sóng nguồn gây mặt nước  = 1,6cm. Gọi O trung điểm c a S1S2. Trên đường trung trực c a S1S2 n m mặt nước lấy điểm M cách O đoạn 8cm. Hỏi OM có điểm dao động ngược pha với nguồn sóng? A. B. C. D. Câu 16. Trên mặt nước có nguồn sóng giống hệt A B, cách khoảng AB = 12cm. Hai nguồn dao động vuông góc với mặt nước tạo sóng có c ng bước sóng  = 1,6cm. Hai điểm C D mặt nước cách hai nguồn sóng cách trung điểm c a đoạn AB khoảng cm. Số điểm đoạn CD dao động c ng pha với nguồn là: A. 6. B. 5. C. 3. D. 10. Hãy cố gắng bạn hối tiếc! . S k      1 và S 2   GIAO THOA SÓNG CƠ  Xây dựng phương trình dao động tổng hợp . d M < k < d N - Phương trình sóng tại hai nguồn 11 Acos( )ut   và 22 Acos( )ut   - Phương trình sóng tại M do 2 sóng từ hai nguồn truyền tới: 1 11 Acos(2 2 ) M d u. 1 11 Acos(2 2 ) M d u ft        2 22 Acos(2 2 ) M d u ft        - phương trình dao thoa sóng tại M: u M = u 1M + u 2M 2 1 2 1 1 2 2 os os 2 22 M d d d d u Ac c ft       