SKKN CHUYÊN đề về SÓNG cơ và SÓNG âm

Huongdanvn.com –Có 1000 sáng kiến kinh nghiệm hay SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỒNG NAI TRƯỜNG THPT NGUYỄN ĐÌNH CHIỂU  Mã số: ……………………………… SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM Đề tài: CHUN ĐỀ SĨNG CƠ VÀ SĨNG ÂM Người thực hiện: HỒ THÚY HẰNG Lónh vực nghiên cứu: Quản lý giáo dục: Phương pháp dạy học môn Phương pháp giáo dục Lónh vực khác Năm học: 2011-2012     SƠ LƯỢC LÝ LỊCH KHOA HỌC THƠNG TIN CHUNG VỀ CÁ NHÂN Họ tên : HỒ THÚY HẰNG Ngày tháng năm sinh : 28 – 07 – 1982 Nam / Nữ : Nữ Địa : Tổ 28 Khu Phước Hải– Huyện Long Thành – Tỉnh Đồng Nai Điện thoại : 0978525950 Fax : E-mail Chức vụ : Giáo viên Đơn vị cơng tác : Trường THPT Nguyễn Đình Chiểu TRÌNH ĐỘ ĐÀO TẠO − Học vị (hoặc trình độ chun mơn, nghiệp vụ) cao :Tốt nghiệp Đại Học Sư Phạm TP HCM − Năm nhận : 2005 − Chun nghành đào tạo: Vật lý KINH NGHIỆM KHOA HỌC − Lĩnh vực chun mơn có kinh nghiệm : Giảng dạy Anh Văn THPT − Số năm kinh nghiệm : Năm − Các sáng kiến kinh nghiêm có năm gần : + Sử dụng đường tròn lượng giác dao động điều hòa + Phương pháp giảng dạy trắc nghiệm để gây hứng thú phát huy tính tích cực học sinh giảng lớp CHUN ĐỀ VỀ SĨNG CƠ VÀ SĨNG ÂM 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 tối ưu câu trắc nghiệm, đặc biệt câu trắc nghiệm định lượng cần thiết để đạt kết cao kì thi Vì vậy, chương II “SĨNG CƠ VÀ SĨNG ÂM” tương đối ngắn dạng tập đa dạng khơng chương khác Chính khơng có phương pháp giải cụ thể cho tập dạng học sinh khơng nắm vững kiến thức làm đạt kết tốt Tơi viết chủ đề hy vọng học sinh Nguyễn Đình Chiểu nói riêng tồn học sinh khối 12 tham khảo để em hiểu rõ chương II “SĨNG CƠ VÀ SĨNG ÂM” II TỔ CHỨC THỰC HIỆN ĐỀ TÀI Cơ sở lí luận : Đối với mơn vật lý trường phổ thơng, tập vật lý đóng vai trò quan trọng Việc hướng dẫn học sinh làm tập vật lý hoạt động dạy học khó khăn, bộc lộ rõ trình độ người giáo viên vật lý việc hướng dẫn hoạt động trì tuệ học sinh Vì đòi hỏi người giáo viên học sinh hiểu sâu quy luật vật lý nhằm giúp học sinh vận dụng kiến thức để tự giải tập cụ thể, giúp phát triển tư óc sáng tạo học sinh Nội dung, biện pháp thực chun đề : Chủ đề 1: ĐẠI CƯƠNG VỀ SĨNG CƠ SĨNG ÂM A.LÝ THUYẾT CƠ BẢN I Sóng học Định nghĩa đặc điểm sóng học  Sóng học dao động học lan truyền theo thời gian mơi trường vật chất  Một đặc điểm quan trọng sóng sóng truyền mơi trường phần tử mơi trường dao động quanh vị trí cân chúng mà khơng chuyển dời theo sóng, có pha dao động chúng truyền Phân loại Gồm sóng dọc sóng ngang: Sóng ngang: sóng có phương dao động Sóng dọc: sóng có phương dao động của phần tử mội trường vng góc với phần tử mơi trường trùng với phương phương truyền sóng truyền sóng Ví dụ: Sóng mặt nước Ví dụ: Sóng âm, sóng lòng nước, sóng nén dãn dọc theo lò xo Các đại lượng đặc trưng cho sóng − Chu kỳ T sóng chu kỳ dao động chung phần tử vật chất có sóng truyền qua chu kỳ dao động nguồn sóng − Tần số f sóng tần số dao động chung phần tử vật chất có sóng truyền qua − Biên độ sóng A điểm biên độ dao động phần tử vật chất điểm sóng truyền qua − Vận tốc truyền sóng v vận tốc truyền pha dao động Chính qng đường sóng truyền đơn vị thời gian Trong mơi trường xác định v = const − Bước sóng λ khoảng cách hai điểm gần phương truyền sóng dao động pha Bước sóng qng đường mà sóng truyền chu kỳ − cơng thức liên hệ chu kỳ T( tần số f), vận tốc v bước sóng λ λ = vT = v f 2 − Năng lượng sóng E : Esong = Edd = mω A Phương trình sóng − Giả sử pt sóng nguồn O có dạng u0 = a cos ωt pt sóng điểm M cách O khoảng   dM là: uM = a cos ω  t − dM v dM    ÷ = a cos  ωt − 2π λ ÷    Ý nghĩa pt sóng uM − Tại điểm xác định mơi trường dM = const Lúc uM hàm biến thiên điều hòa theo thời gian t với chu kỳ T − Tại thời điểm xác định t = const, dM = x Lúc uM hàm biến thiên điều hồ khơng gian theo biến x với chu kỳ λ Độ lệch pha − Độ lệch pha dao động hai điểm M, N mơi trường truyền sóng cách nguồn O dM − d N MN = 2π λ λ − Hai dao động pha: ⇔ ∆ϕ = 2kπ ( k ∈ Z ) − Hai dao động ngược pha: ⇔ ∆ϕ = ( 2k + 1) π ( k ∈ Z ) ∆ϕ = 2π dM dN: V − Hai dao động vng pha: ⇔ ∆ϕ = ( 2k + 1) π ( k ∈Z) II Sóng âm Sóng âm − Là sóng học mà tai người cảm nhận Sóng âm có tần số nằm khoảng từ 16Hz đến 20,000Hz Dao động âm − Là dao động học có tần số khoảng nói Nguồn âm vật phát sóng âm Mơi trường truyền âm – Vận tốc âm − Mơi trường truyền âm rắn, lỏng khí Sóng âm khơng truyền chân khơng − Những vật liệu bơng, nhung, xốp truyền âm Chúng dùng làm vật liệu cách âm − Vận tốc truyền sóng phụ thuộc vào tính đàn hồi, mật độ, nhiệt độ mội trường Nói chung vận tốc âm chất rắn lớn vận tốc âm chất lỏng, vận tốc âm chất lỏng lớn vận tốc âm chất khí − Vì sóng âm loại sóng học nên có đạc trưng loại sóng học khác, tức gây tượng phản xạ, giao thoa, vv Tuy nhiên có cảm nhận riêng tai người nên sóng âm có thêm đặc trưng sinh lý mà chúng có liên quan mật thiết với đặc trưng vật lý Các đặc trưng vật lý âm a Tần số âm: Từ 16Hz đến 20,000Hz b Cường độ âm mức độ âm − Cường độ âm I điểm lượng truyền đơn vị thời gian qua đơn vị diện tích đặt vng góc với phương truyền âm điểm Biểu thức tính: I = − Đơn vị: W/m2 E E P = = St 4π r t 4π r − Mức cường độ âm L đại lượng đo loga thập phân tỷ số cường độ âm I điểm xét cường độ âm chuẩn I0 L ( B ) = lg I Đơn vị L Ben I0 I − Nếu dùng đơn vị dexiben : L ( dB ) = 10 lg I c Âm hoạ âm: Một nhạc cụ phát tần số âm f0 phát đồng thời hoạ âm thứ 2, 3, có tần số 2f0, 3f0, Do tượng đó, âm phát tổng hợp âm hoạ âm, có tần số âm đường biểu diễn khơng đường sin điều hồ mà đường phức tạp có chu kỳ , ta gọi đồ thị dao động âm Các đặc trưng sinh lý âm a Độ cao: đặc trưng sinh lý âm, phụ thuộc vào tần số âm âm cao âm có tần số lớn âm thấp âm có tần số nhỏ − Độ thấp hay cao âm hiểu qua trầm hay bổng âm b Âm sắc: đặc trưng sinh lý âm, phụ thuộc vào tần số âm, biên độ sóng âm thành phần cấu tạo âm, tức phụ thuộc đồ thị dao động âm c Độ to: Là đặc trưng sinh lý âm, phụ thuộc vào mức cường độ âm L − Giá trị cường độ âm I bé mà tai người cảm nhận gọi ngưỡng nghe giá trị ngưỡng nghe phụ thuộc vào tần số − Giá trị I đủ lớn làm tai nghe cóo cảm giác nhức nhối, đau đớn gọi ngưỡng đau ngữơng đau khơng phụ thuộc vào tần số − Miền I nằm khoảng ngưỡng nghe ngưỡng đau gọi miền nghe * Phương pháp giải: + Để tìm đại lượng đặc trưng sóng ta viết biểu thức liên quan đến đại lượng biết đại lượng cần tìm từ suy tính đại lượng cần tìm Lưu ý: Các đơn vị đại lượng phải tương thích: bước sóng, khoảng cách tính cm vận tốc phải dùng đơn vị cm/s; bước sóng, khoảng cách tính m vận tốc phải dùng đơn vị m/s + Để viết phương trình sóng điểm M biết phương trình sóng nguồn O chủ yếu ta tìm pha ban đầu sóng M: ϕM = ϕ - 2π x OM = ϕ - 2π λ λ Lưu ý: - Nếu M trước O theo chiều truyền sóng x < 0; M sau O theo chiều truyền sóng x > - Hàm cos hàm sin hàm tuần hồn với chu kì 2π nên pha ban đầu phương trình sóng ta cộng vào trừ số chẵn π để pha ban đầu phương trình có trị tuyệt đối nhỏ 2π B VÍ DỤ MINH HỌA Câu 1: Tìm phát biểu sai A Sóng truyền khơng tức thời B Q trình truyền sóng q trình truyền dao động C Sóng truyền mang theo vật chất mơi trường D Q trình truyền sóng q trình truyền lượng Hướng dẫn: Sóng học dao động học lan truyền theo thời gian mơi trường vật chất Khi sóng truyền qua, phần tử mội trường dao độngn quanh vị trí cân chúng mà khơng chuyển dời theo sóng, có pha dao động lượng sóng truyền ⇒ chọn câu C Câu 2: Sóng ngang sóng có phương dao động phần tử vật chất A Cùng phươngn với phương truyền sóng B Ln nằm ngang C Ln nằm ngang vng góc với phương truyền sóng D Vng góc với phương truyền sóng Hướng dẫn: Chọn D sóng nagng sóng có phương dao động phần tử mơi trường vng góc với phương truyền sóng Câu 3: Vận tốc truyền sóng A Vận tốc dao động phần tử vật chất B Vận tốc truyền pha dao động vận tốc dao động phần tử vật chất C Vận tốc truyền pha dao động D Vận tốc dao động nguồn sóng Hướng dẫn: Chọn C vận tốc truyền sóng vận tốc truyền pha dao động Câu 4: Một người quan sát phaothấy nhơ cao lên lần giây thấy khoảng cách sóng kề 0,2m Vận tốc truyền sóng biển A 10cm/s B 20cm/s C 40cm/s D 60cm/s Hướng dẫn: Khoảng thời gian lần nhơ chu kỳ ⇒ 4T = ⇒ T = s Khoảng cách sóng kề 0,2m ⇒ λ = 0, 2m λ 0, = 0,1m / s = 10cm / c ⇒ chọn A Từ ⇒ λ = vT ⇒ vận tốc v = = T Câu 5: Sóng truyền mặt chất lỏng với bườc sóng 0,8cm Phương trình dao động nguồn O có dạng Phương trình dao động điểm M cách O đoạn 5,4cm theo phương truyền sóng A uM = 5cos ωt + π ( mm ) B uM = 5cos ( ωt + 13,5π ) ( mm ) ( ) C uM = 5cos ( ωt − 13,5π ) ( mm ) D uM = 5cos ( ωt − 10,8π ) ( mm ) Hướng dẫn: pt nguồn có dạng u0 = 5cos ωt ( mm ) nên pt sóng điểm M cách O khoảng d  5,    uM = 5cos  ωt − 2π M ÷ = 5cos  ωt − 2π = 5cos ( ωt − 13,5π ) ( mm ) λ  0,8 ÷    ⇒ chọn C Câu 6: Một nguồn sóng truyền dọc theo dường thẳng, nguồn dao động với pt u0 = A cos ωt λ T Một điểm M atrên phương truyền sóng cách nguồn d M = thời điểm t = có ly độ uM = 2cm Coi biên độ sóng khơng bị suy giảm,biên độ sóng A A 2cm B 2cm C 3cm D 4cm Hướng dẫn: Vì phương trình nguồn pha ban đầu nên pt sóng điểm M cách O khoảng d M có   dạng: uM = A cos  ωt − 2π dM  λ ÷  T λ d M = vào pt ta được: λ   T 2π   π   = A cos ω − 2π ÷⇒ = A cos  π − = A cos  ÷ = A ÷  λ ÷   3   ⇒ A = 4cm ⇒ chọn D Câu 7: Nguồn sóng đặt O dao động theo pt u0 = a cos ωt điểm M nằm cách O đoạn x Thay uM = 2cm, t = Dao động O M pha nếu: λ A x = k λ , k ∈ Z B x = ( 2k + 1) , k ∈ Z Hướng dẫn: λ C x = k , k ∈ Z D x = 2k λ , k ∈ Z Pt nguồn u0 = a cos ωt   dM  λ ÷  d Độ lệch pha O M: ∆ϕ = 2π M λ Pt điểm M: uM = a cos  ωt − 2π Vì pha nên: ⇒ chọn A ∆ϕ = 2kπ , k ∈ Z ⇒ 2π ⇒ dM = kλ, k ∈ Z dM = 2kπ λ Câu 8: chọn câu sai Khi khoảng cách hai điểm phương truyền sóng bằng: A Một bước sóng hai điểm dao động pha B Một số ngun lần bước sóng hai điểm dao động pha C Một bước sóng hai điểm dao động ngược pha D Một số ngun nửa bước sóng hai điểm ngược pha Hướng dẫn: Nếu khoảng cách hai điểm phương truyền sóng só ngun chẵn nửa bước sóng chúng dao động pha ⇒ chọn D Câu 9: Một thép đàn hồi dao động với tần số f = 16Hz, gắn cầu nhỏ vào thép Khi thép dao động, mặt nước có nguồn sóng tâm O Trên nửa đường thẳng qua O người ta thấyhai điểm M,N cách 6cm dao động pha Biết tốc độ lan trền sóng 0, 4m / s ≤ v ≤ 0, 6m / s Tốc độ truyền sóng A 42cm/s B 48cm/s C 56cm/s D 60cm/s Hướng dẫn: Vì M,N dao động pha nên khoảng cách chúng thoả mãn ∆d = k λ v v ∆df 6.16 96 ⇒ ∆d = k ⇒ v = = ⇒v= f f k k k 96 Theo đề bài: 40 ≤ v ≤ 60 ⇒ 40 ≤ ≤ 60 ⇒ 1, ≤ k ≤ 2, Vì k ngun nên nhận k = 2, thay giá trị k Mà: λ = vào ta được: v = 48cm/s ⇒ chọn B Câu 10: Một sóng học truyền dọc theo trục Ox, điểmM cách nguồn d dao động với pt 3π π  u = cos  t − d ( cm ) ÷, t thời gian s, biết pha đầu nguồn 0, tốc độ truyền sóng 4  A 3m/s B m/s C 1m/s D 0,5m/s Hướng dẫn: 2π 2π π T= = = 8s π Tần số góc ω = rad / s ⇒ chu kỳ ω 4 Vì pha ban đầu nguồn ⇒ pha điểm M −2π 3π d d = −2π ⇒ λ = m λ λ tốc độ: v = = = m / s ⇒ chọn B T d λ ⇒− Câu 11: Một người đứng gần chân núi bắn phát súng, sau 6,5s nghe tiếng vang từ núi vọng lại Biết vận tốc sóng âm kk 340m/s Khoảng cách từ chân núi đến người là: A 1105m B 2210m C 1150m D 552.5m Hướng dẫn: Sóng âm phải qng đường dài gấp hai lần khoảng cách từ người đến chân núi t= S 2L tv 6,5.340 = ⇒L= = = 1105m ⇒ chọn A v v 2 Câu 12: Hai họa âm liên tiếp dây đàn phat có tần số 56Hz Họa âm thứ có tần số A 28Hz B 56Hz C 84Hz D 168Hz Hướng dẫn: Theo đề ra, có nf − ( n − 1) f = 56 ⇒ tần số âm f = 56Hz Tần số họa âm thứ : f3 = f = 3.56 = 168Hz ⇒ chọn D ( d + 30 ) = Từ (1) (2) , theo đề ta có: I' = I d2 ⇒ d = 30m ⇒ chọn C Câu 13: Cường độ âm chuẩn I = 10−12W / m Cường độ âm điểm mơi trường truyền âm 10−5W / m Mức cường âm điểm A 50dB B 60dB C 70dB Hướng dẫn: ta có: L = 10 lg I = 10 lg I0 D 80dB 10−5 = 10 lg107 = 10.7 lg10 = 70dB ⇒ chọn C −12 10 Câu 14: Hai âm có mức cường độ âm chênh lệch 20dB Tỷ số cường độ âm chúng A 10 B 20 C 100 D 1000 Hướng dẫn: I1 ( 1) I0 I2 với I2 L2 = 10 lg ( ) I0 I2 I1 I2 từ (1) (2) ⇒ L2 − L1 = 10 lg − 10 lg = 10 lg I0 I0 I1 I2 I2 vì: L2 − L1 = 20 ⇒ 20 = 10 lg ⇒ lg = 10 = 100 ⇒ chọn C I1 I1 ta có: L = 10 lg I I0 với I1 L1 = 10 lg Chủ đề 2: GIAO THOA SĨNG, SĨNG DỪNG A LÝ THUYẾT CƠ BẢN I Giao thoa sóng Định nghĩa giao thoa sóng − Giao thoa sóng tổng hợp hai hay nhiều sóng kết hợp khơng gian, có chỗ biên độ sóng tổng hợp tăng cường giảm bớt Sóng kết hợp − Hai nguồn kết hợp hai nguồn có : tần số, pha có độ lệch pha khơng đổi theo thời gian − Hai sóng kết hợp hai sóng hai nguồn kết hợp sóng phát Phương trình sóng tổng hợp M trường hợp đặc biệt a Tổng qt cho hai nguồn có độ lệch pha bất kỳ: − Phương trình sóng hai nguồn phưong S1, S2 cách khoảng l:  u1 = a cos ( ωt + ϕ1 ) u2 = a cos ( ωt + ϕ2 ) − Phương trình sóng M hai sóng từ hai nguồn truyền tới: d  d    u1M = a cos  ωt + ϕ1 − 2π ÷ u2 M = a cos  ωt + ϕ − 2π ÷ λ λ    − Phưong trình giao thoa sóng M: uM = u1M + u2 M  d + d ϕ + ϕ2   d − d ∆ϕ   uM = 2a cos π + cos ωt − π +  λ  λ     d − d1 ∆ϕ  + − Biên độ dao động M: AM = 2a cos  π ÷ với ∆ϕ = ϕ − ϕ1 λ    − Trên đoạn nối từ S1 đến S2, số cực đại, cực tiểu giao thoa qua số giá trị k ngun thoả mãn bật pt: ∆ϕ ∆ϕ 〈k 〈 + ( k ∈ Z ) ⇒ số cực đại  − + λ 2π λ 2π 1 ∆ϕ 1 ∆ϕ 〈k 〈 − + ( k ∈ Z ) ⇒ số cực tiểu  − − + λ 2π λ 2π b Nếu hai nguồn kết hợp pha − Độ lệch pha ∆ϕ = ∆ϕ = 2kπ − Pt sóng tổng hợp M: d + d ϕ +ϕ   d −d    uM = 2a cos π  cos ωt − π +  λ  λ     d1 − d  λ   − Biện độ sóng tổng hợp M: A = 2a cos π − Điểm M có biên độ tổng hợp cực đại AMax = 2a cos π d1 − d =1 λ λ ( *) − Quỹ tích điểm thỏa mãn (*) với k số ngun lập nên họ hypepol nhận S 1, S2 làm tiêu điểm − Số cực đại số giá trị k ngun xuất phát từ hệ pt  d − d1 = k λ l + kλ ⇒d =   d1 + d = S1S = l − Theo hình học, khơng tính cực đại hai nguồn 0〈 d 〈l l + kλ l l 〈l ⇒ − 〈 k 〈 o nên: 0〈 λ λ d −d − Điểm M có biên độ tổng hợp cực tiểu A = cos π = λ λ  ⇒ d − d1 = ( 2k + 1) ( **) − Quỹ tích điểm thoả mãn (**) với k ngun lập nên họ hypepol S1, S2 làm tiêu điểm xen kẽ với họ hypepol (*) − Số cực tiểu số giá trị k ngun xuất phát từ hệ pt λ λ  l + ( 2k + 1)  d − d1 = ( 2k + 1) 2 ⇒d =   d1 + d = S1S = l  ⇒ d − d = k λ = 2k − Nếu khơng tính cực tiểu hai nguồn 0〈 d 〈l nên theo ta có: λ l + ( 2k + 1) 〈l ⇒ − l − 〈 k 〈 l − số giá trị k ngun số chẵn 0〈 2 λ c Nếu hai nguồn kết hợp ngược pha − Độ lệch pha ∆ϕ = π ∆ϕ = ( 2k + 1) π d + d ϕ +ϕ   d −d π   − Pt sóng tổng hợp M: uM = 2a cos π +  cos ωt − π +  λ 2 λ     d1 − d π  +  λ 2  − Biên độ sóng tổng hợp M: A = 2a cos π d Nếu hai nguồn dao động vng pha π π − Độ lệch pha ∆ϕ = ∆ϕ = ( 2k + 1) 2  d1 − d π  +  λ 4  − Biên độ dao động điểm M: A = 2a cos π l l − Số điểm dao động cực đại số điểm dao động cực tiều − − 〈 k 〈 − ( cực đại) λ λ − l l + 〈 k 〈 + ( cực tiểu) λ λ 4 Những điều cần lưu ý − Khi gặp tốn giao thoa, trước hết phải xem kỹ độ lệch pha hai nguồn bao nhieu để áp dụng cơng thức phù hợp cho trường hợp − Với tốn tìm số đường dao động cực đại khơng dao động hai điểm M, N cách hai nguồn d1M , d M , d1N , d N − cách làm: Đặt ∆d M = d1M − d M ; ∆d N = d1N − d N giả sử ∆d M 〈∆d N − Nếu gặp hai nguồn dao động pha:  Cực đại: ∆d M 〈 k λ 〈∆d N  Cực tiểu: ∆d M 〈( k + 0,5 ) λ 〈∆d N − Nếu gặp hai nguồn dao động ngược pha:  Cực đại: ∆d M 〈( k + 0,5 ) λ 〈∆d N  Cực tiểu: ∆d M 〈 k λ 〈∆d N II Sóng dừng Định nghĩa − Sóng có nút bụng sóng cố định khơng gian gọi sóng dừnd Bụng Nút A P Tính chất − Sóng dừng trường hợp đặc biệt giao thoa sóng, giao thoa hai sóng kết hợp truyền ngược chiều phương truyền sóng A P A P − Khoảng cách hai nút sóng hay hai bụng sóng bất kỳ: λ d BB = d NN = k , k = 1, 2,3 − Khoảng cách nút sóng với bụng bất kỳ: λ d NB = ( 2k + 1) , k = 0,1, 2, λ λ P A N N B N N N B B B Phương trình sóng điểm M cách điểm phản xạ cố định B đoạn d là: 2π d 2π l   uM = 2a sin cos  ωt − λ λ ÷   2π d − Biên độ dao động M: AM = 2a sin λ λ AM = 2a ⇒ d = ( 2k + 1) ;k ∈Z λ ;k ∈Z Điều kiện để có sóng dừng dây λ − Dây cố định hai đầu: l = k với số bụng , số nút k + λ v k1 f1 − Số bó sóng k tỷ lệ với tần số f: l = k = k f ⇒ k = f 2 − Bước sóng dài λMax = 2l k = λ − Dây cố định đầu, đầu tự do: l = ( 2k + 1) với số bụng số nút k λ AM = ⇒ d = k P A N N B B N N N B B Một số lưu ý: Một sợi dây nối với nguồn xoay chiều tần số f, dây đặt khoảng hai nam châm hình chữ U dây dao động với tần số f Một sợi dây thép căng thẳng, đặt gần đầu nam châm điện thẳng, dòng điện qua nam châm có tần số f dây dao động với tần số 2f v (k∈N) 2l v Tần số ống sáo phát ra: f = ( 2k + 1) ( k ∈ N ) 4l Tần số đàn phát ra: f = k * Phương pháp giải: Để tìm số đại lượng liên quan đến giao thoa sóng, sóng dừng ta viết biểu thức liên quan đến đại lượng biết đại lượng cần tìm từ suy tính đại lượng cần tìm B VÍ DỤ MINH HOẠ Câu 1: Hai nguồn O1, O2 gây hai sóng kết hợp dao động vng góc với mặt chất lỏng có pt: u1 = u2 = a cos ωt , điểm M mặt chất lỏng cách nguồn O1, O2 d1, d2 Biên độ sóng tổng hợp M là:   A A = 2a cos  ωt − π C A = 2a cos π d1 + d  λ ÷  d1 − d λ d −d D A = 2a cos 2π λ B A = 2a cos d − d1 λ Hướng dẫn: d −d   d −d   uM = u1M + u2 M = 2a cos  π ÷cos  ωt − π ÷ λ  λ    d −d d −d Biên độ A = 2a cos π = 2a cos π ⇒ chọn C λ λ Dao động tổng hợp M: Câu 2: Trong thí nghiệm giao thoantrên mặt nước, hai nguồn kết hợp S1, S2 dao động với pt: π 5π    u1 = 1,5cos  50π t − ÷ cm u2 = 1,5cos  50π t + ÷ cm Biết vận tốc truyền sóng mặt nước  6   1m/s Tại điểm M mặt nước cách S1 đoạn 10cm cách S2 đoạn 17cm có biên độ sóng tổng hợp bằng: A 1,5 3cm B 3cm C 1,5 2cm D Hướng dẫn: Bước sóng λ = v 100 = = 4cm f 25 Độ lệch pha hai nguồn π nên biên độ sóng tổng hợp M là: A = 2a cos π d1 − d π 9π  17 − 10 π  + = 2.1,5 cos π +  = cos = 1,5 2cm ⇒ chọn C λ 2  Câu 3: Hai điểm S1, S2 mặt nước chất lỏng dao động pha với pha ban đầu 0, biên độ 1,5cm tần số f = 20Hz Vận tốc truyền sóng mặt chất lỏng 1,2m/s Điểm M cách S1, S2 khoảng 30cm, 36cm dao động với pt: A u1 = 1,5cos ( 40π t − 11π ) ( cm ) B u = 3cos ( 40π t − 11π ) ( cm ) C u = −3cos ( 40π t + 10π ) ( cm ) Hướng dẫn: D u = 3cos ( 40π t − 10π ) ( cm ) v 120 = = 6cm f 20 d − d1 ϕ1 + ϕ2   d − d ∆ϕ   + Ln có: uM = 2a cos  π + ÷cos  ωt − π ÷ λ  λ    Bước sóng: λ = Trong này, hai nguồn pha pha ban đầu o nên: d +d   d −d   uM = 2a cos  π ÷cos  ωt − π ÷ thay số vào ta có: u = 3cos ( 40π t − 10π ) ( cm ) ⇒ chọn D λ  λ    Câu 4: Trong thí nghiệm giao thoa sóng người ta tạo mặt nước nguồn sóng A, B dao động với phương trình uA = uB = 5cos10πt (cm) Vận tốc sóng 20 cm/s Coi biên độ sóng khơng đổi Viết phương trình dao động điểm M cách A, B 7,2 cm 8,2 cm Hướng dẫn: 2π Ta có: T = = 0,2 s; λ = vT = cm; ω π (d − d1 ) π (d + d1 ) π uM = 2Acos cos(ωt ) = 2.5.cos cos(10πt – 3,85π) λ λ = cos(10πt + 0,15π)(cm) Câu 5:Trong thí nghiệm tượng giao thoa sóng mặt nước hai nguồn kết hợp A B dao động với tần số f = 13 ( Hz) Tại điểm M cách nguồn AB khoảng d1 = 19 cm d2= 21cm, sóng có biên độ cực đại Giữa M đường trung trực AB khơng có cực đại khác Tính vận tốc truyền sóng mặt nước? A 10(cm/s) B 20(cm/s) C 26(cm/s) D 30(cm/s) Hướng dẫn: Nhận xét d1 < d2 nên hình vẽ M nằm lệch phía bên trái AB Tại M sóng có biên độ cực đại, M đường trung trực AB khong có cực đại khác, tất có cực đại Hay k = -1 ( k: số cực đại) ý: bên trái đường trung trực AB quy ước k âm bên phải k dương: Hiệu đường để sóng có biên độ cực đại : d1- d2 = k -> 19 -20 = -1 -> Vậy vận tốc truyền sóng : v = Câu 6: Trong tượng giao thoa sóng mặt nước với hai nguồn tần số 50 Hz Biết khoảng cách hai điểm dao động cực đại gần đường nối hai nguồn cm Tính bước sóng, chu kì tốc độ truyền sóng mặt nước Hướng dẫn: λ Ta có: = cm  λ = 10 cm = 0,1 m; T = = 0,02 s; v = λf = m/s f Câu 7: Trong thí nghiệm giao thoa sóng, người ta tạo mặt nước hai nguồn sóng A, B dao động với phương trình uA = uB = 5cos10πt (cm) Tốc độ truyền sóng mặt nước 20 cm/s Điểm N mặt nước với AN – BN = - 10 cm nằm đường dao động cực đại hay cực tiểu thứ mấy, kể từ đường trung trực AB? Hướng dẫn: 2π AN − BN Ta có: λ = vT = v = cm = - 2,5  AN – BN = - 2,5λ = (-3 + )λ Vậy N nằm ω λ đường đứng n thứ kể từ đường trung trực AB phía A Câu 8: Hai nguồn kết hợp A B cách đoạn cm dao động với tần số 40 Hz, tốc độ truyền sóng 0,6 m/s Tìm số điểm dao động cực đại A B trường hợp: a) Hai nguồn dao động pha b) Hai nguồn dao động ngược pha Hướng dẫn: v = 0,015 m = 1,5 cm f AB AB a) Hai nguồn pha: [...]... truyền sóng gần nhau nhất dao động với nhau Hay bước sóng cũng là qng đường mà sóng truyền đi được trong dao động của sóng  Cơng thức liên hệ bước sóng ,vận tốc, chu kỳ và tần số: λ = Câu 2: SĨNG ÂM  Sóng âm truyền được trong các mơi trường: , và Nhưng Sóng âm khơng truyền được trong  Tốc độ truyền âm phụ thuộc vào truyền âm  Sóng âm có tần số lớn hơn 20000Hz gọi là sóng  Sóng. .. Khi nói về sóng cơ học phát biểu nào sau đây là sai? A Sóng cơ là sự lan truyền dao động cơ trong mơi trường vật chất B Sóng cơ học truyền được trong tất cả các mơi trường rắn, lỏng, khí và chân khơng C Sóng âm truyền trong khơng khí là sóng dọc D Sóng cơ học lan truyền trên mặt nước là sóng ngang Câu 2 Âm sắc là đặc tính sinh lí của âm: A chỉ phụ thuộc vào biên độ B chỉ phụ thuộc vào cường độ âm C chỉ... hai nút sóng liên tiếp bằng A một phần tư bước sóng B hai lần bước sóng C một nữa bước sóng D một bước sóng Câu 16 Khi có sóng dừng trên một sợi dây đàn hồi thì khoảng cách giữa nút sóng và bụng sóng liên tiếp bằng A hai lần bước sóng B một nửa bước sóng C một phần tư bước sóng D một bước sóng Câu 17 Với một sóng âm, khi cường độ âm tăng gấp 100 lần giá trị cường độ âm ban đầu thì mức cường độ âm tăng... chỉ phụ thuộc vào tần số D phụ thuộc vào tần số và biên độ Câu 3 Một sóng âm có tần số 200 Hz lan truyền trong mơi trường nước với vận tốc 1500 m/s Bước sóng của sóng này trong nước là A 75,0 m B 7,5 m C 3,0 m D 30,5 m Câu 4 Khi âm thanh truyền từ khơng khí vào nước thì A Bước sóng thay đổi nhưng tần số khơng đổi B Bước sóng và tần số đều thay đổi C Bước sóng và tần số khơng đổi D Bước sóng khơng đổi... Câu 5 Một sóng âm có tần số xác định truyền trong khơng khí và trong nước với vận tốc lần lượt là 330 m/s và 1452 m/s Khi sóng âm truyền từ nước ra khơng khí thì bước sóng của nó sẽ A giảm 4,4 lần B giảm 4 lần C tăng 4,4 lần D tăng 4 lần Câu 6 Một sóng âm truyền trong khơng khí, trong số các đại lượng: biên độ sóng, tần số sóng, vận tốc truyền sóng và bước sóng; đại lượng khơng phụ thuộc vào các đại... truyền sóng trên dây : A 1,5(m/s) B 2,4 (m/s) C.4(m/s) D 3,2(m/s) Hướng dẫn: Độ dài dây : l =k Chủ đề 3 - ĐÁNH GIÁ A.PHIẾU TỔNG HỢP KIẾN THỨC Câu 1: SĨNG CƠ HỌC  Sóng ngang là sóng có phương dao động với phương truyền sóng Sóng ngang truyền được trong chất và trên bề mặt chất  Sóng dọc là sóng có phương dao động với phương truyền sóng Sóng dọc truyền được trong chất , ,  Bước sóng. .. tượng sóng dừng xảy ra với một âm có tần số f Biết trong ống có hai nút sóng và tốc độ truyền âm là 330 m/s Xác định bước sóng, chu kì và tần số của sóng Hướng dẫn: λ λ Trong ống có hai nút sóng cách nhau ; hai đầu hở là hai bụng sóng cách nút sóng 2 4 λ v nên ta có: l = λ = 2 m; T = = 0,00606 s; f = = 165 Hz v λ Câu 13: Một sợi dây AB dài 100 cm căng ngang, đầu B cố định, đầu A gắn với một nhánh của âm. .. tiếp bằng bước sóng Câu 5: ĐẶC TRƯNG VẬT LÍ VÀ ĐẶC TRƯNG SINH LÍ CỦA ÂM  Những đặc trưng sinh lí của âm gồm: .và  Những đặc trưng vật lí của âm gồm: và  Đơn vị của cường độ âm là  Định nghĩa mức cường độ âm L : L(B) = lg hoặc L( dB) = 10lg  Đơn vị mức cường độ âm là Nhưng thơng thường sử dụng đơn vị  Độ to của âm gắn liền với  Độ cao của âm gắn liền với ... sử mơi trường khơng hấp thụ âm Mức cường độ âm tại điểm B cách nguồn một đoạn 10 m là A 30 dB B 40 dB C 50 dB D 60 dB Câu 27 Tại một điểm, đại lượng đo bằng năng lượng mà sóng âm truyền qua một đơn vị diện tích đặt tại điểm đó, vng góc với phương truyền sóng trong một đơn vị thời gian là A độ to của âm B cường độ âm C độ cao của âm D Mức cường độ âm Câu 28 Khi nói về sóng cơ phát biểu nào sau đây sai?... phương trùng với phương truyền sóng gọi là sóng dọc Câu 29 Một sóng có chu kỳ 0,125 s thì tần số của sóng này là A 4 Hz B 10 Hz C 8 Hz D 16 Hz Câu 30 Trên mặt một chất lỏng có một sóng cơ, người ta quan sát được khoảng cách giữa 15 đỉnh sóng liên tiếp là 3,5m và thời gian sóng truyền được khoảng cách đó là 7 s Tần số của sóng này là A.0,25 Hz B 0,5 Hz C 1 Hz D 2 Hz Câu 31 Một sóng ngang truyền theo chiều