phương pháp giải một số bài tập giao thoa và sóng dừng

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỒNG NAI Đơn vị: TRƯỜNG THPT TRỊ AN Mã số: SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM PHƯƠNG PHÁP GIẢI MỘT SỐ BÀI TẬP GIAO THOA VÀ SĨNG DỪNG Người thực : NGUYỄN TIẾN DŨNG Lĩnh vực nghiên cứu:  - Quản lý giáo dục: - Phương pháp dạy học mơn: Vật lí  - Lĩnh vực khác: Có đính kèm:  Mơ hình  Phần mềm  Phim ảnh  Hiện vật khác Năm học: 2012 - 2013 SƠ LƯỢC LÝ LỊCH KHOA HỌC I THÔNG TIN CHUNG VỀ CÁ NHÂN − − − − − − − − Họ tên: NGUYỄN TIẾN DŨNG Ngày tháng năm sinh: 15– 10 – 1982 Nam, nữ: Nam Đòa chỉ: Hiếu Liêm – Vónh Cửu – Đồng Nai Điện thoại: 0985315682 NR: 0612228001 Fax: E-mail: Chức vụ: Giáo viên Đơn vò công tác: Trường THPT Trò An II TRÌNH ĐỘ ĐÀO TẠO − Học vò: Đại học − Năm nhận bằng: 2005 − Chuyên ngành đào tạo: Vật Lí III KINH NGHIỆM KHOA HỌC − Lónh vực chuyên môn có kinh nghiệm: giảng dạy vật lí Số năm kinh nghiệm: − Các sáng kiến kinh nghiệm có năm gần đây: * Phân loại tập giá trị lớn đại lượng mạch điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp * Hướng dẫn giải nhanh số tập lắc đơn PHƯƠNG PHÁP GIẢI MỘT SỐ BÀI TẬP GIAO THOA VÀ SĨNG DỪNG I LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Hiện nay, mà hình thức thi trắc nghiệm khách quan áp dụng kì thi tốt nghiệp tuyển sinh đại học, cao đẳng u cầu việc nhận dạng để giải nhanh câu trắc nghiệm, đặc biệt câu trắc nghiệm định lượng cần thiết để đạt kết cao kì thi Nhằm giúp học sinh phân loại nắm phương pháp giải dạng tập giao thoa sóng dừng, hiểu đặc trưng riêng dạng để từ tạo điều kiện thuận lợi việc học tập, ơn thi tốt nghiệp, đại học cao đẳng phần giao thoa sóng dừng II TỔ CHỨC THỰC HIỆN ĐỀ TÀI CƠ SỞ LÝ LUẬN Qua vài năm nhà trường phân cơng dạy vật lí khối 12 tơi nhận thấy đa số học sinh có điểm yếu sau: - Kỹ áp dụng kiến thức tốn học vào tốn vật lí chưa tốt nên gặp khó khăn trước tốn phức tạp - Khả phân loại dạng tập nhớ cơng thức đặc trưng cho dạng chưa tốt nên làm thi trắc nghiệm chậm khơng đạt kết cao Thơng qua đề tài tơi muốn học sinh khắc phục điểm yếu trên, nâng cao khả tư logic đạt kết cao kì thi tốt nghiệp, cao đẳng đại học 1.1 Kiến thức vật lí Nếu nguồn O có phương trình dao động u O = a cos(ωt + ϕ) điểm M phương truyền sóng cách nguồn đoạn d có phương trình dao động u M = a cos(ωt + ϕ − Chu kì sóng: T = Bước sóng: λ = 2πd ) ( coi biên độ giảm khơng đáng kể ) λ 2π ω v = vT f Cực đại giao thoa điểm dao động với biên độ lớn Cực tiểu giao thoa điểm dao động với biên độ nhỏ Bụng sóng điểm dao động với biên độ lớn Nút sóng điểm khơng dao động Tại điểm phản xạ cố định, sóng tới sóng phản xạ dao động ngược pha với Tại điểm phản xạ tự do, sóng tới sóng phản xạ dao động pha với 1.2 Kiến thức tốn học cosa + cos b = 2cos a+b a−b cos 2 cosa − cos b = −2sin a+b a−b sin 2 cos α = ±1 ⇒ α = kπ cos α = ⇒ α = π + kπ ( k số ngun ) ( k số ngun ) NỘI DUNG, BIỆN PHÁP THỰC HIỆN CÁC GIẢI PHÁP CỦA ĐỀ TÀI Cho tốn có biên độ sóng truyền giảm khơng đáng kể 2.1 GIAO THOA SĨNG Bài tốn 1: Cho nguồn sóng dao động phương theo phương trình u1 = acos(ωt + ϕ1 ) u = acos(ωt + ϕ ) Sóng truyền với bước sóng λ Tính biên độ dao động điểm M cách nguồn thứ khoảng d1 cách nguồn thứ hai khoảng d Phương trình dao động M nguồn thứ truyền tới u1M = a cos(ωt + ϕ1 − 2πd1 ) λ Phương trình dao động M nguồn thứ hai truyền tới u 2M = a cos(ωt + ϕ2 − 2πd ) λ Phương trình dao động tổng hợp M u M = u1M + u 2M = a[cos(ωt + ϕ1 − = 2a cos( π Kết luận: 2πd1 2πd ) + cos(ωt + ϕ2 − )] λ λ d − d1 ϕ1 − ϕ2 d + d1 ϕ1 + ϕ2 + )cos(ωt − π + ) λ λ A M = 2a cos( π d − d1 ∆ϕ + ) λ ( ∆ϕ = ϕ1 − ϕ ) Ví dụ 1: Cho nguồn sóng dao động phương có phương trình π u1 = 4cos(200πt + )(cm) u = 4cos(200πt)(cm) Tốc độ truyền sóng 20m/s Tính biên độ dao động điểm cách nguồn thứ 4cm cách nguồn thứ hai 14cm T= 2π 2π = = 0,01s ω 200π λ = vT = 20.0,01 = 0,2m / s = 20cm / s A M = 2a cos( π d − d1 ϕ1 − ϕ2 14 − π + ) = 2.4 cos(π + ) = 8cm λ 20 Ví dụ 2: Hai nguồn dao động phương, pha biên độ a Tính biên độ dao động điểm nằm đường trung trực đoạn thẳng nối hai nguồn Hai nguồn dao động pha: ∆ϕ = 2kπ A M = 2a cos( π d − d1 ∆ϕ d −d d −d + ) = 2a cos(π + kπ) = 2a cos(π ) λ λ λ Điểm nằm đường trung trực đoạn thẳng nối hai nguồn : d = d1 ⇒ A M = 2a ( cực đại giao thoa ) Ví dụ 3: Hai nguồn dao động phương, ngược pha biên độ a Tính biên độ dao động điểm nằm đường trung trực đoạn thẳng nối hai nguồn Hai nguồn dao động ngược pha: ∆ϕ = (2k + 1)π A M = 2a cos( π d − d1 ∆ϕ d −d π d −d π + ) = 2a cos(π + kπ + ) = 2a cos(π + ) λ λ λ Điểm nằm đường trung trực đoạn thẳng nối hai nguồn: d = d1 ⇒ A M = ( cực tiểu giao thoa ) Bài tốn 2: Cho nguồn sóng dao động phương theo phương trình u1 = acos(ωt + ϕ1 ) u = acos(ωt + ϕ ) Sóng truyền với bước sóng λ Tính hiệu đường d − d1 sóng từ nguồn truyền đến điểm cực đại giao thoa cực tiểu giao thoa A M = 2a cos( π d − d1 ∆ϕ + ) λ ; ∆ϕ = ϕ1 − ϕ2 Cực đại giao thoa: A M lớn ⇔ cos(π d − d1 ∆ϕ d − d ∆ϕ + ) = ±1 ⇔ π + = kπ λ λ ⇔ d − d1 = kλ − λ∆ϕ 2π Cực tiểu giao thoa: A M =0 ⇔ cos(π ⇔ d − d1 = kλ + Kết luận: d − d1 ∆ϕ d − d ∆ϕ π + )=0 ⇔ π + = + kπ λ λ 2 λ λ∆ϕ − 2π Cực đại: d − d1 = kλ − λ∆ϕ 2π Cực tiểu: d − d1 = kλ + λ λ∆ϕ − 2π Ví dụ 4: Xác định vị trí cực đại giao thoa cực tiểu giao thoa hai nguồn dao động pha hai nguồn dao động ngược pha *Hai nguồn dao động pha: ∆ϕ = k2π Cực đại giao thoa: d − d1 = kλ − λ∆ϕ = kλ 2π ( chọn ∆ϕ = ) Những điểm dao động có biên độ cực đại (cực đại giao thoa ) điểm mà hiệu đường hai sóng từ nguồn truyền tới số ngun lần bước sóng Cực tiểu giao thoa: d − d1 = kλ d − d1 = kλ + λ λ∆ϕ − = (k + )λ 2π ( chọn ∆ϕ = ) Những điểm dao động triệt tiêu (cực tiểu giao thoa) điểm mà hiệu đường hai sóng từ nguồn truyền tới số bán ngun lần bước sóng d − d1 = (k + )λ *Hai nguồn dao động ngược pha: ∆ϕ = (2k + 1)π Cực đại giao thoa: d − d1 = kλ − λ∆ϕ = (k + )λ 2π ( chọn ∆ϕ = −π ) Những điểm dao động có biên độ cực đại (cực đại giao thoa ) điểm mà hiệu đường hai sóng từ nguồn truyền tới số bán ngun lần bước sóng d − d1 = (k + )λ λ λ∆ϕ − = kλ ( chọn ∆ϕ = π ) 2π Những điểm dao động triệt tiêu (cực tiểu giao thoa) điểm Cực tiểu giao thoa: d − d1 = kλ + mà hiệu đường hai sóng từ nguồn truyền tới số ngun lần bước sóng d − d1 = kλ Ví dụ 5: Trong thí nghiệm giao thoa sóng mặt nước, hai nguồn kết hợp A B dao động pha với tần số 20 Hz Tại điểm M cách A B 16cm 20cm dao động với biên độ cực đại, M đường trung trực AB có dãy cực đại khác Tốc độ truyền sóng mặt nước bao nhiêu? Vì hai nguồn pha nên đường trung trực AB cực đai ứng với k = Giữa M đường trung trực AB có dãy cực đại khác => M cực đại ứng với k = Cực đại : d − d1 = kλ => λ = d − d1 20 − 16 = = 1cm k v = λ.f = 20cm / s Bài tốn 3: Cho nguồn sóng dao động phương theo phương trình u1 = acos(ωt + ϕ1 ) u = acos(ωt + ϕ ) Sóng truyền với bước sóng λ Tính khoảng cách cực đại ( cực tiểu ) liên tiếp nằm đoạn thẳng nối hai nguồn Gọi M N cực đại liên tiếp nằm đoạn thẳng nối nguồn d M − d M1 = kλ − λ∆ϕ (1) ; 2π d N2 − d N1 = (k + 1)λ − λ∆ϕ (2) 2π Giả sử d M1 > d N1 ⇒ d M2 < d N => d N − d M2 = d M1 − d N1 = MN (3) d N2 − d M + d M1 − d N1 = λ = 2MN => MN = Từ (1), (2) (3) ta được: λ Chứng minh tương tự ta khoảng cách cực tiểu liên tiếp đoạn thẳng nối nguồn λ Kết luận: Khoảng cách cực đại ( cực tiểu) liên tiếp nằm đoạn thẳng nối nguồn λ Ví dụ 6: Tại hai điểm M N mơi trường truyền sóng có hai nguồn sóng kết hợp phương pha dao động Biết biên độ, vận tốc sóng khơng đổi q trình truyền, tần số sóng 40 Hz có giao thoa sóng đoạn MN Trong đoạn MN, hai điểm dao động có biên độ cực đại gần cách 1,5 cm Tính tốc độ truyền sóng mơi trường Trong đoạn MN, hai điểm dao động có biên độ cực đại gần cách 1,5 cm => λ = 1,5cm ⇒ λ = 3cm v = λ.f = 1,2 m/s Bài tốn 4: Cho nguồn sóng dao động phương theo phương trình u1 = acos(ωt + ϕ1 ) u = acos(ωt + ϕ ) Hai nguồn cách đoạn L Sóng truyền với bước sóng λ Tính số điểm cực đại số điểm cực tiểu đoạn thẳng nối nguồn ( khơng tính điểm nguồn ) *Điểm cực đại nằm đoạn thẳng nối nguồn thõa phương trình d − d1 = kλ d1 + d = L ⇒ d = L + kλ Khơng tính điểm nguồn ⇒ < d < L ⇒ − L ∆ϕ L ∆ϕ + d = 20 − 6.1,5 = 1cm Bài tốn 5: Cho nguồn sóng dao động phương theo phương trình u1 = acos(ωt + ϕ1 ) u = acos(ωt + ϕ ) Sóng truyền với bước sóng λ Tính số cực đại số cực tiểu nằm đoạn thẳng MN Cho khoảng cách từ nguồn đến M d M ,d M1 ; khoảng cách từ nguồn đến N d N2 ,d N1 ( d M − d M1 < d N2 − d N1 ) Vì d M2 − d M1 < d N − d N1 => d M2 − d M1 ≤ d − d1 ≤ d N2 − d N1 Giải bất phương trình ta tìm số giá trị ngun k Kết luận: Số cực đại số cực tiểu nằm đoạn thẳng MN số giá trị k ngun thỏa bất phương trình d M − dM1 ≤ d − d1 ≤ d N − d N1 11 Ví dụ 9: Ở mặt thống chất lỏng có hai nguồn sóng kết hợp A B cách 20 cm, dao động theo phương thẳng đứng với phương trình u A = cos 40πt u B = cos( 40πt + π ) ( u A u B tính mm, t tính s) Biết tốc độ truyền sóng mặt chất lỏng 30 cm/s Xét hình vng AMNB thuộc mặt thống chất lỏng Tính số điểm dao động với biên độ cực đại số điểm khơng dao động đoạn BM f= ω v = 20Hz ; λ = = 1,5cm 2π f AB = 20cm , BM = AM + AB2 = 20 2cm −AB ≤ d − d1 ≤ BM − AM ∆ϕ = π => hai nguồn dao động ngược pha Cực tiểu: −AB ≤ kλ ≤ BM − AM => − 20 20 − 20 ≤k≤ (1) 1,5 1,5 Có 19 giá trị k ngun thỏa bất phương trình (1) Vậy có 19 điểm khơng dao động nằm đoạn BM 20 20 − 20 − ≤k≤ − Cực đại: −AB ≤ (k + )λ ≤ BM − AM => − (2) 1,5 1,5 Có 19 giá trị k ngun thỏa bất phương trình (2) Vậy có 19 cực đại nằm đoạn BM 2.2 SĨNG DỪNG Bài tốn 6: Cho sợi dây OA = L, đầu O gắn vào nguồn dao động với biên độ a Đầu A giữ cố định Sóng truyền dây với bước sóng λ Trên dây xuất sóng dừng Tính biên độ dao động M dây cách A đoạn d Giả sử phương trình dao động nguồn O u O = a cos(ωt) 12 Phương trình dao động sóng tới M u M1 = a cos[ωt − 2π(L − d) 2πL 2πd ] = a cos(ωt − + ) λ λ λ Phương trình dao động sóng tới A u A1 = a cos(ωt − 2πL ) λ Tại điểm phản xạ cố định sóng tới sóng phản xạ ngược pha => phương trình dao động sóng phản xạ A u A2 = −a cos(ωt − 2πL ) λ Phương trình dao động sóng phản xạ M u M2 = −a cos(ωt − 2πL 2πd − ) λ λ Phương trình dao động tổng hợp M u M = u M1 + u M = a cos(ωt − u M = −2a sin(ωt − 2πL 2πd 2πL 2πd + ) − a cos(ωt − − ) λ λ λ λ 2πL 2πd )sin( ) λ λ Kết luận: Biên độ dao động điểm M sợi dây có sóng dừng cách điểm cố định đoạn d A M = 2a sin( 2πd ) λ Ví dụ 10: Sợi dây OA, đầu A cố định, đầu O gắn vào nguồn dao động với biên độ 1cm, tần số 250Hz, tốc độ truyền sóng 80 m/s Trên dây xuất sóng dừng Tính biên độ dao động M cách A 4cm λ= v 80 = = 0,32m = 32cm f 250 A M = 2a sin( 2π.AM 2π.4 ) = 2.1 sin( ) = 2cm λ 32 Bài tốn 7: Trên sợi dây đầu cố định, đầu gắn vào nguồn dao động có sóng dừng Sóng truyền dây với bước sóng λ Xác định vị trí điểm bụng nút 13 A M = 2a sin( 2πd ) λ Bụng sóng điểm dao động với biên độ cực đại => sin( => 2πd ) = ±1 λ 2πd π λ = + kπ => d = (k + ) λ 2 Nút sóng điểm khơng dao động => sin( => d = k 2πd 2πd ) = => = kπ λ λ λ Kết luận: Bụng sóng điểm cách đầu cố định khoảng số λ d = (k + ) 2 bán ngun lần nửa bước sóng Nút sóng điểm cách đầu cố định khoảng số ngun lần nửa bước sóng d=k λ Ví dụ 11: Sợi dây OA, đầu A cố định, đầu O gắn vào nguồn dao động với tần số 250Hz, tốc độ truyền sóng 80 m/s Trên dây xuất sóng dừng Trên đoạn dây dài 50cm tính từ A có bụng nút? λ= v 80 = = 0,32m = 32cm f 250 λ Bụng sóng: d = (k + ) = 16(k + ) 2 ≤ d ≤ 50cm ⇒ −0,5 ≤ k ≤ 2,625 => k = {0;1;2} Có bụng sóng Nút sóng: d = k λ = 16k ≤ d ≤ 50cm ⇒ ≤ k ≤ 3,125 => k = {0;1;2;3} Có nút sóng 14 Bài tốn 8: Cho sợi dây OA = L, đầu O gắn vào nguồn dao động với biên độ a Đầu A tự Sóng truyền dây với bước sóng λ Trên dây xuất sóng dừng Tính biên độ dao động M dây cách A đoạn d Giả sử phương trình dao động nguồn O u O = a cos(ωt) Phương trình dao động sóng tới M u M1 = a cos[ωt − 2π(L − d) 2πL 2πd ] = a cos(ωt − + ) λ λ λ Phương trình dao động sóng tới A u A1 = a cos(ωt − 2πL ) λ Tại điểm phản xạ tự sóng tới sóng phản xạ pha => phương trình dao động sóng phản xạ A u A2 = a cos(ωt − 2πL ) λ Phương trình dao động sóng phản xạ M u M2 = a cos(ωt − 2πL 2πd − ) λ λ Phương trình dao động tổng hợp M u M = u M1 + u M = a cos(ωt − u M = 2a cos(ωt − 2πL 2πd 2πL 2πd + ) + a cos(ωt − − ) λ λ λ λ 2πL 2πd )cos( ) λ λ Kết luận: Biên độ dao động điểm M sợi dây có sóng dừng cách đầu tự đoạn d A M = 2a cos( 2πd ) λ Ví dụ 12: Sợi dây OA, đầu A tự do, đầu O gắn vào nguồn dao động với biên độ 1cm, tần số 250Hz, tốc độ truyền sóng 80 m/s Trên dây xuất sóng dừng Tính biên độ dao động M cách A 8cm λ= v 80 = = 0,32m = 32cm f 250 15 A M = 2a cos( 2π.AM 2π.8 ) = 2.1 cos( ) =0 λ 32 Bài tốn 9: Trên sợi dây đầu gắn vào nguồn dao đơng, đầu tự có sóng dừng Sóng truyền dây với bước sóng λ Xác định vị trí điểm bụng nút A M = 2a cos( 2π.AM ) λ Bụng sóng điểm dao động với biên độ cực đại => cos( => 2πd ) = ±1 λ 2πd λ = kπ => d = k λ Nút sóng điểm khơng dao động => cos( 2πd 2πd π ) = => = + kπ λ λ λ => d = (k + ) 2 Kết luận: Bụng sóng điểm cách đầu tự khoảng số ngun lần nửa bước sóng d=k λ Nút sóng điểm cách đầu tự khoảng số bán ngun lần nửa bước sóng λ d = (k + ) 2 Ví dụ 13: Sợi dây OA, đầu A tự do, đầu O gắn vào nguồn dao động với tần số 250Hz, tốc độ truyền sóng 80 m/s Trên dây xuất sóng dừng Trên đoạn dây MN = 30cm ( M cách A 10cm M gần A N ) có bụng nút? λ= v 80 = = 0,32m = 32cm ; f 250 Bụng sóng: d = k MA = 10cm ; NA = 40cm λ = 16k 10 ≤ d ≤ 40cm ⇒ 0,625 ≤ k ≤ 2,5 16 => k = {1;2} Có bụng sóng λ Nút sóng: d = (k + ) = 16(k + ) 2 10 ≤ d ≤ 40cm ⇒ 0,125 ≤ k ≤ => k = {1;2} Có nút sóng Bài tốn 10: Trên sợi dây có sóng dừng Sóng truyền dây với bước sóng λ Tính khoảng cách bụng ( nút ) liên tiếp Gọi M N nút liên tiếp Nếu d M = k λ λ λ λ d N = (k + 1) d M = (k + ) d N = (k + + ) 2 2 2 MN = d M − d N = λ Chứng minh tương tự ta khoảng cách bụng liên tiếp Kết luận: Khoảng cách bụng ( nút ) liên tiếp λ λ Ví dụ 14: Một sợi dây OM đàn hồi dài 90 cm có hai đầu cố định Khi kích thích dây hình thành bụng sóng (với O M hai nút), biên độ bụng cm Tại N gần O có biên độ dao động 1,5 cm Khoảng cách ON bao nhiêu? Trên dây có bụng sóng khoảng cách nút liên tiếp 90 λ = 30cm = => λ = 2.30 = 60cm Bụng sóng điểm dao động với biên độ cực đại => A bung = 2a => A N = A bung sin( 2π.ON A 1,5 2π.ON )= N = = 0,5 ) => sin( λ A bung λ Vì điểm N gần O nên ta chọn 2π.ON π = ⇒ ON = 5cm λ III HIỆU QUẢ CỦA ĐỀ TÀI 17 Sau ứng dụng sáng kiến kinh nghiệm vào việc giảng dạy học sinh trường THPT Trị An tơi nhận thấy phần lớn học sinh nắm dạng tập giao thoa - sóng dừng thuộc cơng thức đặc trưng dạng, từ vận dụng kiến thức vào thi cử đạt kết cao, kỳ thi tuyển sinh đại hoc cao đẳng IV ĐỀ X́T, KHÚN NGHỊ KHẢ NĂNG ÁP DỤNG Qua q trình giảng dạy thực tế trường THPT Trị An tơi nhận thấy: Đa số học sinh có tư tổng hợp yếu, lực học tầm nhận thức có hạn nên để áp dụng sáng kiến vào thực tiễn đạt kết cao giáo viên nên làm số cơng việc sau: - Ngồi việc truyền thụ kiến thức giáo khoa, giáo viên cần phân loại dạng tập rõ loại tập có đặc trưng cần ghi nhớ - Cần cung cấp thêm và ơn tập cho em số kiến thức tốn học có liên quan rèn luyện cho em kỹ biến đởi các biểu thức vật lí - Ngồi tập SGK giáo viên nên đề cương ơn tập để em ơn luyện thêm V TÀI LIỆU THAM KHẢO Sách giáo khoa 12 - Lương Dun Bình - Nhà xuất giáo dục - 2006 Sách tập 12 - Vũ Quang - Nhà xuất giáo dục - 2006 Sách giáo viên 12 - Lương Dun Bình - Nhà xuất giáo dục - 2006 Hướng dẫn ơn tập thi tốt nghiệp THPT – Nguyễn Trọng Sửu - Nhà xuất giáo dục - 2009 289 tốn học – Trần Trọng Hưng – Nhà xuất trẻ - 1997 Cẩm nang ơn luyện thi đại học – Nguyễn Anh Vinh – Nhà xuất đại học sư phạm 18 Các đề thi tốt nghiệp, cao đẳng đại học NGƯỜI THỰC HIỆN Nguyễn Tiến Dũng SỞ GD&ĐT ĐỒNG NAI Đơn vị: Trường THPT Trị An CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc -Vĩnh An, ngày 22 tháng 05 năm 2013 PHIẾU NHẬN XÉT ĐÁNH GIÁ SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM Năm học: 2012 – 2013 Tên sáng kiến kinh nghiệm: PHƯƠNG PHÁP GIẢI MỘT SỐ BÀI TẬP GIAO THOA VÀ SĨNG DỪNG Họ tên tác giả: NGUYỄN TIẾN DŨNG Chức vụ: giáo viên Đơn vị: Tổ VẬT LÍ – CƠNG NGHỆ Lĩnh vực: Quản lý giáo dục  Phương pháp dạy học mơn : VẬT LÍ  Phương pháp giáo dục  Lĩnh vực khác  Sáng kiến kinh nghiệm triển khai áp dụng: Tại đơn vị  Trong Ngành  Tính − Có giải pháp hồn tồn  − Có giải pháp cải tiến, đổi từ giải pháp có  Hiệu − Hồn tồn triển khai áp dụng tồn ngành có hiệu cao  − Có tính cải tiến đổi từ phương pháp có triển khai áp dụng tồn ngành có hiệu cao  − Hồn tồn triển khai áp dụng đơn vị có hiệu cao  − Có tính cải tiến đổi từ phương pháp có triển khai áp dụng đơn vị có hiệu cao  Khả áp dụng − Cung cấp luận khoa học cho việc họach định đường lối, sách Tốt  Khá  Đạt  19 − Đưa giải pháp khuyến nghị có khả ứng dụng thực tiển,dễ thực dễ vào sống Tốt  Khá  Đạt  − Đã áp dụng thực tế đạt hiệu cao có khả áp dụng đạt hiệu phạm vi rộng Tốt  Khá  Đạt  XÁC NHẬN CỦA TỔ CHUN MƠN (Ký tên ghi rõ họ tên) THỦ TRƯỞNG ĐƠN VỊ (Ký tên ghi rõ họ tên đóng dấu) 20 [...]... nghiệm: PHƯƠNG PHÁP GIẢI MỘT SỐ BÀI TẬP GIAO THOA VÀ SÓNG DỪNG Họ tên tác giả: NGUYỄN TIẾN DŨNG Chức vụ: giáo viên Đơn vị: Tổ VẬT LÍ – CÔNG NGHỆ Lĩnh vực: Quản lý giáo dục  Phương pháp dạy học bộ môn : VẬT LÍ  Phương pháp giáo dục  Lĩnh vực khác  Sáng kiến kinh nghiệm đã được triển khai áp dụng: Tại đơn vị  Trong Ngành  1 Tính mới − Có giải pháp hoàn toàn mới  − Có giải pháp cải tiến, đổi mới từ giải. .. nửa bước sóng d=k λ 2 Nút sóng là những điểm cách đầu tự do một khoảng bằng một số bán nguyên lần nửa bước sóng 1 λ d = (k + ) 2 2 Ví dụ 13: Sợi dây OA, đầu A tự do, đầu O gắn vào nguồn dao động với tần số 250Hz, tốc độ truyền sóng 80 m/s Trên dây xuất hiện sóng dừng Trên đoạn dây MN = 30cm ( M cách A 10cm và M gần A hơn N ) có bao nhiêu bụng và nút? λ= v 80 = = 0,32m = 32cm ; f 250 Bụng sóng: d =... ) 2 2 bán nguyên lần nửa bước sóng Nút sóng là những điểm cách đầu cố định một khoảng bằng một số nguyên lần nửa bước sóng d=k λ 2 Ví dụ 11: Sợi dây OA, đầu A cố định, đầu O gắn vào nguồn dao động với tần số 250Hz, tốc độ truyền sóng 80 m/s Trên dây xuất hiện sóng dừng Trên đoạn dây dài 50cm tính từ A có bao nhiêu bụng và nút? λ= v 80 = = 0,32m = 32cm f 250 1 λ 1 Bụng sóng: d = (k + ) = 16(k + ) 2... bụng sóng Nút sóng: d = k λ = 16k 2 0 ≤ d ≤ 50cm ⇒ 0 ≤ k ≤ 3,125 => k = {0;1;2;3} Có 4 nút sóng 14 Bài toán 8: Cho sợi dây OA = L, đầu O gắn vào nguồn dao động với biên độ a Đầu A được tự do Sóng truyền trên dây với bước sóng λ Trên dây xuất hiện sóng dừng Tính biên độ dao động tại M trên dây cách A một đoạn d Giả sử phương trình dao động tại nguồn O là u O = a cos(ωt) Phương trình dao động của sóng. .. dây có sóng dừng và cách đầu tự do một đoạn d là A M = 2a cos( 2πd ) λ Ví dụ 12: Sợi dây OA, đầu A tự do, đầu O gắn vào nguồn dao động với biên độ 1cm, tần số 250Hz, tốc độ truyền sóng 80 m/s Trên dây xuất hiện sóng dừng Tính biên độ dao động tại M cách A 8cm λ= v 80 = = 0,32m = 32cm f 250 15 A M = 2a cos( 2π.AM 2π.8 ) = 2.1 cos( ) =0 λ 32 Bài toán 9: Trên sợi dây một đầu gắn vào nguồn dao đông, một đầu... nguyên thỏa bất phương trình (2) Vậy có 19 cực đại nằm trên đoạn BM 2.2 SÓNG DỪNG Bài toán 6: Cho sợi dây OA = L, đầu O gắn vào nguồn dao động với biên độ a Đầu A được giữ cố định Sóng truyền trên dây với bước sóng λ Trên dây xuất hiện sóng dừng Tính biên độ dao động tại M trên dây cách A một đoạn d Giả sử phương trình dao động tại nguồn O là u O = a cos(ωt) 12 Phương trình dao động của sóng tới tại... nhận thấy: Đa số học sinh có tư duy tổng hợp yếu, lực học và tầm nhận thức còn có hạn nên để áp dụng sáng kiến trên vào thực tiễn đạt kết quả cao thì giáo viên nên làm một số công việc sau: - Ngoài việc truyền thụ kiến thức giáo khoa, giáo viên cần phân loại các dạng bài tập và chỉ rõ trong các loại bài tập đó có những đặc trưng nào cần ghi nhớ - Cần cung cấp thêm và ôn tập cho các em một số kiến thức... có sóng dừng và cách điểm cố định một đoạn d là A M = 2a sin( 2πd ) λ Ví dụ 10: Sợi dây OA, đầu A cố định, đầu O gắn vào nguồn dao động với biên độ 1cm, tần số 250Hz, tốc độ truyền sóng 80 m/s Trên dây xuất hiện sóng dừng Tính biên độ dao động tại M cách A 4cm λ= v 80 = = 0,32m = 32cm f 250 A M = 2a sin( 2π.AM 2π.4 ) = 2.1 sin( ) = 2cm λ 32 Bài toán 7: Trên sợi dây một đầu cố định, một đầu gắn vào... động có sóng dừng Sóng truyền trên dây với bước sóng λ Xác định vị trí của những điểm bụng và nút 13 A M = 2a sin( 2πd ) λ Bụng sóng là những điểm dao động với biên độ cực đại => sin( => 2πd ) = ±1 λ 2πd π 1 λ = + kπ => d = (k + ) λ 2 2 2 Nút sóng là những điểm không dao động => sin( => d = k 2πd 2πd ) = 0 => = kπ λ λ λ 2 Kết luận: Bụng sóng là những điểm cách đầu cố định một khoảng bằng một số 1 λ... CỦA ĐỀ TÀI 17 Sau khi ứng dụng sáng kiến kinh nghiệm trên vào việc giảng dạy học sinh tại trường THPT Trị An tôi nhận thấy phần lớn học sinh nắm được các dạng bài tập về giao thoa - sóng dừng và thuộc các công thức đặc trưng của mỗi dạng, từ đó vận dụng kiến thức này vào thi cử và đạt được kết quả cao, nhất là các kỳ thi tuyển sinh đại hoc và cao đẳng IV ĐỀ XUẤT, KHUYẾN NGHỊ KHẢ NĂNG ÁP DỤNG ... loại nắm phương pháp giải dạng tập giao thoa sóng dừng, hiểu đặc trưng riêng dạng để từ tạo điều kiện thuận lợi việc học tập, ơn thi tốt nghiệp, đại học cao đẳng phần giao thoa sóng dừng II TỔ... kinh nghiệm: PHƯƠNG PHÁP GIẢI MỘT SỐ BÀI TẬP GIAO THOA VÀ SĨNG DỪNG Họ tên tác giả: NGUYỄN TIẾN DŨNG Chức vụ: giáo viên Đơn vị: Tổ VẬT LÍ – CƠNG NGHỆ Lĩnh vực: Quản lý giáo dục  Phương pháp dạy... ( k số ngun ) ( k số ngun ) NỘI DUNG, BIỆN PHÁP THỰC HIỆN CÁC GIẢI PHÁP CỦA ĐỀ TÀI Cho tốn có biên độ sóng truyền giảm khơng đáng kể 2.1 GIAO THOA SĨNG Bài tốn 1: Cho nguồn sóng dao động phương