Luyen thi dai hoc vat ly - Bai giang 7 On tap song co p1

Khóa học LTĐH mơn Vật lí – Thầy ĐặngViệt Hùng Bài giảng Sóng học ƠN TẬP SĨNG CƠ HỌC – P1 (TÀI LIỆU BÀI GIẢNG) Giáo viên: Đặng Việt Hùng I GIAO THOA SÓNG CƠ Xác định biên độ dao động tổng hợp phương trình sóng TH1: Hai nguồn dao động với biên độ  2πd1    u1M = a cos  ωt + φ1 − λ   u1 = a cos ( ωt + φ1 )    ⇒ Giả sử   u = a cos ( ωt + φ )  u = a cos  ωt + φ − 2πd     2M λ   φ + φ1 π(d − d1 )   φ − φ1 π(d − d1 )   Khi phương trình dao động tổng hợp u M = 2a cos  + −  cos  ωt +  λ λ      φ − φ π(d − d1 )   φ − φ1 π(d1 − d )  + Biên độ tổng hợp: A M = 2a cos  + +  = 2a cos   λ λ     φ + φ1 π(d − d1 ) + Pha ban đầu: − λ Chú ý: Do thời gian gấp gáp nên nhiều tập giảng thầy tính tốn nhầm, em đừng q phụ thuộc vào đáp án thầy đưa nhé, thông cảm cho thầy! Ví dụ 1: Thí nghiệm giao thoa mặt chất lỏng, hai nguồn kết hợp A B dao động với tần số f = 10 Hz , vận tốc truyền sóng mặt nước v = 30 cm/s Xác định biên độ sóng tổng hợp điểm M trường hợp sau: a) M cách nguồn kết hợp khoảng d1 = 31 cm ; d2 = 25 cm b) M cách nguồn kết hợp khoảng d1 = 69,5 cm ; d2 = 38 cm Đ/s : a) cực đại b) cực tiểu  π  u1 = 4cos  40πt +  cm    Ví dụ 2: Trong giao thoa sóng cơ, hai nguồn dao động với phương trình  u = cos  40πt − π  cm    6  Viết phương trình tổng hợp sóng biên độ M cách nguồn 12 cm 10 cm; biết v = 1,2 m/s Đ/s: A = 8cos π = cm Hocmai.vn – Ngơi trường chung học trị Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | - Khóa học LTĐH mơn Vật lí – Thầy ĐặngViệt Hùng Bài giảng Sóng học  π  u1 = 5cos  6πt +  cm    Ví dụ 3: Trong giao thoa sóng cơ, hai nguồn dao động với phương trình  u = 5cos  6πt + π  cm    4  Viết phương trình tổng hợp sóng biên độ M cách nguồn 15 cm 10 cm; biết v = 24 cm/s Đ/s: A = 10cos 2π = cm  π  u1 = 10cos  20πt +  cm    Ví dụ 4: Trong giao thoa sóng cơ, hai nguồn dao động với phương trình  u = 10cos  20πt + π  cm    6  Tính biên độ dao động tổng hợp M cách nguồn 16,2 cm 11,4 cm; biết v = 80 cm/s Đ/s: A = 20cos 41π = 10,89 cm 60  π  u1 = 8cos  40πt +  cm    Ví dụ 5: Trong giao thoa sóng cơ, hai nguồn dao động với phương trình  u = 8cos  40πt − π  cm    6  Tính biên độ dao động tổng hợp M cách nguồn 10,8 cm 7,2 cm; biết v = 1,2 m/s Đ/s: A ≈ 13, cm Ví dụ 6: Hai nguồn sóng O1 O2 cách 20 cm dao động theo phương trình u1 = u2 = 4sin(4πt) cm, lan truyền môi trường với vận tốc v = 12 cm/s Coi biên độ sóng khơng đổi truyền từ nguồn Xét điểm M đoạn thẳng nối O1 O2 Tính biên độ dao động tổng hợp điểm cách O1 d1 = 9,5 cm; d1 = 10,75 cm; d1 = 11 cm Đ/s: A = ( cm ) ;A = ( cm ) ;A = ( cm ) Hocmai.vn – Ngơi trường chung học trị Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | - Khóa học LTĐH mơn Vật lí – Thầy ĐặngViệt Hùng Bài giảng Sóng học Ví dụ 7: Trong thí nghiệm giao thoa sóng, người ta tạo mặt nước hai nguồn sóng A B dao động điều hồ  π  u A = 5sin  10πt +  cm    theo phương vng góc với mặt nước với phương trình  u = 5sin  10πt + π  cm    B 2  Biết tốc độ truyền sóng v = 10 cm/s; biên độ sóng khơng đổi truyền Xác định biên độ dao động tổng hợp điểm M mặt nước cách A khoảng d1 = cm cách B khoảng d2 = cm Đ/s: A = cm TH2: Hai nguồn dao động với biên độ khác  2πd1   u1M = a1 cos  ωt + φ1 − λ   u1 = a1 cos ( ωt + φ1 )    Giả sử  ⇒  u = a cos ( ωt + φ ) u = a cos  ωt + φ − 2πd  2    2M λ   Khi đó, để tổng hợp phương trình sóng dùng quy tắc tổng hợp hai dao động điều hòa phương tần số Dao động Với toán dạng xét đến biên độ tổng hợp 2π(d − d1 )   Ta có A = a12 + a 22 + 2a1 a cos∆φ = a12 + a 22 + 2a1.a cos  φ1 − φ +  λ    π   u1 = 2cos  20πt +  cm    Ví dụ 1: Trong giao thoa sóng cơ, hai nguồn dao động với phương trình   u = 3cos  20πt + π  cm    6  Tính biên độ dao động tổng hợp M cách nguồn cm cm; biết v = 1,2 m/s Đ/s: A = 19 ≈ 4,36 cm  π   u1 = 3cos  10 πt −  cm    Ví dụ 2: Trong giao thoa sóng cơ, hai nguồn dao động với phương trình   u = cos  10πt + π  cm    4  Tính biên độ dao động tổng hợp M cách nguồn 12 cm 10 cm; biết v = 60 cm/s Đ/s: A ≈ 9,36 cm  π   u1 = cos 10 πt +  cm    Ví dụ 3: Trong giao thoa sóng cơ, hai nguồn dao động với phương trình   u = 5cos 10 πt − π  cm    3  Tính biên độ dao động tổng hợp M cách nguồn 10 cm cm; biết v = 40 cm/s Hocmai.vn – Ngôi trường chung học trò Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | - Khóa học LTĐH mơn Vật lí – Thầy ĐặngViệt Hùng Bài giảng Sóng học Đ/s: A = cm  π  u1 = cos 10πt +  cm    Ví dụ 4: Trong giao thoa sóng cơ, hai nguồn dao động với phương trình  u = 5cos 10πt − π  cm    3  Tính biên độ dao động tổng hợp M cách nguồn 12 cm cm; biết v = 40 cm/s Đ/s: A = cm  u1 = 5cos (10πt + φ1 ) cm  Ví dụ 5: Trong giao thoa sóng cơ, hai nguồn dao động với phương trình  π   u = cos  10πt +  cm 6   Cho v = 40 cm/s, điểm M cách nguồn 12 cm cm có biên độ tổng hợp cm Khi φ1 nhận giá trị đây? π π π π A B − C D − 3  u1 = 5cos (10πt + φ1 ) cm  Ví dụ 6: Trong giao thoa sóng cơ, hai nguồn dao động với phương trình  π   u = cos  10πt +  cm 4   Cho v = 30 cm/s, điểm M cách nguồn 10,25 cm 10,5 cm có biên độ tổng hợp cm Khi φ1 nhận giá trị đây? π π π π A − B C D − 3  u1 = 5cos (10πt + φ1 ) cm  Ví dụ 7: Trong giao thoa sóng cơ, hai nguồn dao động với phương trình  π   u = cos  10πt +  cm 4   Cho v = 30 cm/s, điểm M cách nguồn 8,5 cm 8,25 cm có biên độ tổng hợp cm Khi φ1 nhận giá trị đây? π π π A − B C D − Hocmai.vn – Ngơi trường chung học trị Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | - Khóa học LTĐH mơn Vật lí – Thầy ĐặngViệt Hùng Bài giảng Sóng học Xác định bậc đường cực đại, cực tiểu biết hiệu đường truyền Ví dụ 1: Hai nguồn kết hợp A, B dao động pha, tần số 28 Hz Tại điểm M cách nguồn A, B khoảng d1 = 21 cm, d2 = 25 cm sóng có biên độ cực đại Tính tốc độ truyền sóng mặt nước biết a) M đường trung trực AB có ba dãy cực đại khác b) M đường trung trực AB có dãy cực tiểu Đ/s a) v = 28 cm/s Ví dụ 2: Trong thí nghiệm giao thoa sóng mặt nước, hai nguồn kết hợp A, B dao động pha với tần số 16 Hz Tại điểm M cách nguồn A, B khoảng d1 = 30 cm, d2 = 25,5 cm, sóng có biên độ cực đại Giữa M đường trung trực AB có hai dãy cực đại khác Vận tốc truyền sóng mặt nước bao nhiêu? Đ/s v = 24 cm/s Ví dụ 3: Trong thí nghiệm giao thoa mặt nước, hai nguồn A, B dao động ngược pha với tần số f Tại điểm M cách nguồn A, B khoảng d1 = 19 cm, d2 = 26 cm, sóng có biên độ cực đại Giữa M đường trung trực AB có dãy cực đại khác Vận tốc truyền sóng mặt nước v = 26 cm/s Tìm tần số dao động hai nguồn Đ/s f = 13 Hz Ví dụ 4: Trong thí nghiệm giao thoa sóng mặt nước, hai nguồn kết hợp A, B dao động với tần số f = 20 Hz pha Tại điểm M mặt nước cách 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 Tính vận tốc truyền sóng mặt nước? Đ/s v = 32 cm/s Ví dụ 5: Tại hai điểm A, B mặt nước có hai nguồn dao động ngược pha với tần số f = 12 Hz Tại điểm M cách nguồn A, B đoạn d1 = 18 cm, d2 = 25,5 cm sóng có biên độ cực đại Giữa M đường trung trực AB có hai đường vân dao động với biên độ cực đại Tính tốc độ truyền sóng? Đ/s v = 36 cm/s MỘT SỐ BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM LUYỆN TẬP Câu 1: Tại hai điểm A B mặt nước có nguồn sóng giống với biên độ a, bước sóng 10cm Điểm M cách A khoảng 25 cm, cách B khoảng cm dao động với biên độ A 2a B a C −2a D Câu 2: Thực giao thoa với nguồn S1S2 pha, biên độ 1cm, bước sóng λ = 20 cm điểm M cách S1 khoảng 50 cm cách S2 khoảng 10 cm có biên độ A B cm C cm D cm Câu 3: Trên mặt nước nằm ngang có hai nguồn kết hợp S1 S2 dao động theo phương thẳng đứng, pha, với biên độ a khơng thay đổi q trình truyền sóng Khi có giao thoa hai sóng mặt nước dao động trung điểm đoạn S1S2 có biên độ A cực đại B cực tiểu C a/2 D a Hocmai.vn – Ngôi trường chung học trò Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | - Khóa học LTĐH mơn Vật lí – Thầy ĐặngViệt Hùng Bài giảng Sóng học Câu 4: Tại hai điểm A, B mặt nước nằm ngang có hai nguồn sóng kết hợp, biên độ, ngược pha, dao động theo phương thẳng đứng Coi biên độ sóng lan truyền mặt nước khơng đổi q trình truyền sóng Phần tử nước thuộc trung điểm đoạn AB A dao động với biên độ nhỏ biên độ dao động nguồn B dao động có biên độ gấp đơi biên độ nguồn C dao động với biên độ biên độ dao động nguồn D không dao động Câu 5: Trên mặt chất lỏng có hai nguồn sóng kết hợp, pha có biên độ a 2a dao động vng góc với mặt thống chất lỏng Nếu cho sóng truyền với biên độ khơng thay đổi điểm cách hai nguồn khoảng d1 = 12,75λ d2 = 7,25λ có biên độ dao động a0 bao nhiêu? B a0 = 2a C a0 = a D a ≤ a0 ≤ 3a A a0 = 3a Câu 6: Tại hai điểm A B môi trường truyền sóng có hai nguồn sóng kết hợp, dao động phương với phương trình uA = acos(ωt) uB = acos(ωt + π) Biết vận tốc biên độ sóng nguồn tạo khơng đổi q trình sóng truyền Trong khoảng A B có giao thoa sóng hai nguồn gây Phần tử vật chất trung điểm đoạn AB dao động với biên độ A B a/2 C a D 2a Câu 7: Trên mặt nước có hai nguồn phát sóng kết hợp A, B có biên độ a = cm, tần số f = 20 Hz, ngược pha Coi biênđộ sóng khơng đổi, tốc độ truyền sóng v = 80 cm/s Biên độ dao động tổng hợp điểm M có AM = 12 cm, BM = 10 cm A cm B cm C 2 cm D Câu 8: Trong thí nghiệm giao thoa mặt nước, hai nguồn kết hợp S1 S2 dao động với phương trình π 5π    u1 = 1,5cos  50πt −  cm;u = 1,5cos  50πt +  cm Tốc độ truyền sóng mặt chất lỏng m/s Tại điểm M 6    cách S1 đoạn 50 cm cách S2 đoạn 10 cm sóng có biên độ tổng hợp A cm B cm C 1,5 cm D 1,5 cm Câu 9: Hai nguồn sóng A, B dao động phương với phương trình u A = 4cos ( ωt ) π  u B = 4cos  ωt +  Coi biên độ sóng khơng đổi truyền Biên độ dao động tổng hợp sóng trung điểm 3  AB A B 5,3 cm C cm D cm Câu 10: Hai nguồn sóng S1, S2 mặt nước tạo sóng có bước sóng cm biên độ a Hai nguồn đặt cách cm mặt nước Biết dao động hai nguồn pha, tần số phương dao động Biên độ dao động tổng hợp M cách nguồn S1 đoạn cm vuông góc với S1S2 nhận giá trị A 2a B a C D 3a Câu 11: Tại hai điểm S1, S2 cách 3cm mặt nước đặt hai nguồn kết hợ p phát sóng ngang vớ i phươ ng trình u = 2cos(100 πt) mm T ốc độ truyền sóng nướ c 20 cm/s Coi biên độ sóng khơng đổi truyền Phương trình sóng điểm M nằm mặt nước với S1M = 5,3 cm S2M = 4,8 cm A u = 4cos(100πt – 0,5π) mm B u = 2cos(100πt + 0,5π) mm C u = 2 cos(100πt – 24,25π) mm D u = 2 cos(100πt – 25,25π) mm Câu 12: Hai mũi nhọn S1 S2 cách cm, gắn đầu cầu rung có tần số f = 100 Hz đặt cho chạm nhẹ vào mặt chất lỏng Vận tốc truyền sóng mặt chất lỏng v = 0,8 m/s Gõ nhẹ cho cần rung điểm S1S2 dao động theo phương thẳng đứng với phương trình dạng u = acos(2πft) Phương trình dao động điểm M mặt chất lỏng cách S1S2 khoảng d = cm A uM = 2acos (200πt – 20π) B uM = acos(200πt) C uM = 2acos (200πt) D uM = acos (200πt + 20π) π  Câu 13: Tại hai điểm A, B mặt chất lỏng có hai nguồn phát sóng u A = 4cos(ωt) cm; u B = 2cos  ωt +  cm Coi 3  biên độ sóng khơng đổi truyền Biên độ sóng tổng hợp trung điểm đoạn AB A cm B 5,3 cm C cm D cm Câu 14: Ở bề mặt chất lỏng có hai nguồn phát sóng kết hợp S1 S2 cách 20 cm Hai nguồn dao động theo phương thẳng đứng có phương trình u1 = 5cos(40πt) mm u2 = 5cos(40πt + π) mm Tốc độ truyền sóng mặt chất lỏng 80 cm/s Xét điểm S1S2 Gọi I trung điểm S1S2 ; M nằm cách I đoạn cm dao động với biên độ A mm B mm C 10 mm D 2,5 mm Hocmai.vn – Ngơi trường chung học trị Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | - Khóa học LTĐH mơn Vật lí – Thầy ĐặngViệt Hùng Bài giảng Sóng học Câu 15: Trong thí nghiệm giao thoa sóng mặt nước, hai nguồn kết hợp A, B dao động pha với tần số 30 Hz Tại điểm M cách nguồn A, B khoảng d1 = 21 cm, d2 = 25 cm, sóng có biên độ cực đại Giữa M đường trung trực AB có ba dãy khơng dao động Vận tốc truyền sóng mặt nước A 30 cm/s B 40 cm/s C 60 cm/s D 80 cm/s Câu 16: Tại hai điểm A nà B mặt nước dao động tần số 16 Hz, pha, biên độ Điểm M mặt nước dao động với biên độ cực đại với MA = 30 cm, MB = 25,5 cm, M trung trực AB có hai dãy cực đại khác vận tốc truyền sóng mặt nước A v = 36 cm/s B v = 24 cm/s C v = 20,6 cm/s D v = 28,8 cm/s Câu 17: Trong thí nghiệm giao thoa sóng mặt nước, nguồn kết hợp pha A B dao động với tần số 80 Hz Tại điểm M mặt nước cách A 19 cm cách B 21 cm, sóng có biên độ cực đại Giữa M đường trung trực AB có dãy cực đại khác Vận tốc truyền sóng mặt nước A 160/3 cm/s B 20 cm/s C 32 cm/s D 40 cm/s Câu 18: Thực giao thoa sóng mặt nước với nguồn kết hợp A B pha, tần số f Tốc truyền sóng mặt nước v = 30 cm/s Tại điểm M mặt nước có AM = 20 cm BM = 15,5 cm, dao động với biên độ cực đại Giữa M đường trung trực AB có đường cong cực đại khác Tần số dao động nguồn A B có giá trị A 20 Hz B 13,33 Hz C 26,66 Hz D 40 Hz Câu 19: Thực giao thoa sóng mặt nước với nguồn kết hợp A B pha, tần số f = 40 Hz, cách 10 cm Tại điểm M mặt nước có AM = 30 cm BM = 24 cm, dao động với biên độ cực đại Giữa M đường trung trực AB có gợn lồi giao thoa (3 dãy cực đại) Tốc độ truyền sóng nước A 30 cm/s B 60 cm/s C 80 cm/s D 100 cm/s Hocmai.vn – Ngôi trường chung học trò Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | - ... ) ;A = ( cm ) Hocmai.vn – Ngơi trường chung học trị Việt Tổng đài tư vấn: 1900 5 8-5 8-1 2 - Trang | - Khóa học LTĐH mơn Vật lí – Thầy ĐặngViệt Hùng Bài giảng Sóng học Ví dụ 7: Trong thí nghiệm... 22 + 2a1 a cos∆φ = a12 + a 22 + 2a1.a cos  φ1 − φ +  λ    π   u1 = 2cos  20πt +  cm    Ví dụ 1: Trong giao thoa sóng cơ, hai nguồn dao động với phương trình   u = 3cos  20πt +... động tổng hợp M cách nguồn 10 cm cm; biết v = 40 cm/s Hocmai.vn – Ngôi trường chung học trò Việt Tổng đài tư vấn: 1900 5 8-5 8-1 2 - Trang | - Khóa học LTĐH mơn Vật lí – Thầy ĐặngViệt Hùng Bài giảng