Khóa học LTĐH mơn Vật lí – Thầy ĐặngViệt Hùng Bài giảng Sóng học ƠN TẬP SĨNG CƠ HỌC – P2 (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 Xác định bậc đường cực đại, cực tiểu biết hiệu đường truyền Xác định số điểm dao động với biên độ cực đại, cực tiểu, TH1: Hai nguồn dao động với biên độ π Ví dụ 1: Trong giao thoa sóng hai nguồn A, B cách 10 cm dao động phương trình u1 = u = a cos 20πt + cm 6 Biết bước sóng λ = cm Tìm số điểm dao động với biên độ A0 đường thẳng nối hai nguồn trường hợp a) A0 = a b) A0 = a c) A0 = a π Ví dụ 2: Trong giao thoa sóng hai nguồn A, B cách 20 cm dao động phương trình u1 = a cos 40 πt + cm 6 π u = a cos 40 πt + cm Biết tốc độ truyền sóng v = 80 cm/s Tìm số điểm dao động với biên độ 3 a) a cm đường nối hai nguồn sóng b) a cm đường nối hai nguồn sóng π Ví dụ 3: Trong giao thoa sóng hai nguồn A, B cách 12 cm dao động phương trình u1 = 10cos 20 πt + cm 6 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 u = 10sin 20πt + cm Biết tốc độ truyền sóng v = 15 cm/s Tìm số điểm dao động với biên độ 10 cm 2 đường AB? Ví dụ 4: Ở mặt nước có hai nguồn sóng A B cách 16 cm, dao động điều hòa tần số, pha theo phương vng góc với mặt nước Điểm M nằm AB, cách trung điểm O khoảng 1,5 cm, điểm gần O dao động với biên độ cực đại Trên đường trịn tâm O, đường kính 21 cm nằm mặt nước, số điểm dao động với biên độ cực đại bao nhiêu? Đ/s: 22 điểm Ví dụ 5: Trong thí nghiệm giao thoa sóng mặt nước với hai nguồn kết hợp pha A B cách 24,5 cm Tốc độ truyền sóng 0,6 m/s Tần số dao động hai nguồn A, B 10 Hz Gọi (C) đường tròn tâm O nằm mặt nước (với O trung điểm AB) có bán kính R = 16 cm Trên (C) có điểm dao động với biên độ lớn nhất? Ví dụ 6: Hai nguồn sóng kết hợp giống hệt đặt cách khoảng cách x đường kính vịng trịn bán kính R (x < R) đối xứng qua tâm vòng tròn Biết nguồn phát sóng có bước sóng λ x = 10,2λ Tính số điểm dao động cực đại vòng tròn Ví dụ 7: Trong thí nghiệm giao thoa sóng mặt nước có hai nguồn kết hợp S1 S2 dao động pha với tần số f = 40 Hz Khoảng cách hai nguồn S1S2 = 22 cm Tốc độ truyền sóng mặt nước 120 cm/s Một đường trịn có tâm trung điểm S1S2 nằm mặt nước với bán kính cm Số điểm dao động với biên độ cực đại đường tròn (trừ S1, S2) 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 TH2: Hai nguồn dao động khác biên độ 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 2π(d − d1 ) Khi A = a12 + a 22 + 2a1 a cos∆φ = a12 + a 22 + 2a1.a cos φ1 − φ + λ π Ví dụ 1: Trong giao thoa sóng hai nguồn S1, S2 cách 10 cm dao động phương trình u1 = A cos 80πt + cm 3 π u = 2A cos 80πt + cm Biết tốc độ truyền sóng v = 48 cm/s Tìm số điểm dao động với biên độ 6 a) A cm đường S1S2 b) A cm đường S1S2 c) A cm đường S1S2 π Ví dụ 2: Trong giao thoa sóng hai nguồn S1 S2 cách 20 cm dao động phương trình u1 = 10cos 40πt + cm 6 π u = 10 cos 40πt + cm Biết bước sóng λ = cm Tìm số điểm dao động với biên độ 2 a) 10 cm đường S1S2 b) 15 cm đường S1S2 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 3: Trong thí nghiệm giao thoa sóng, người ta tạo mặt nước hai nguồn sóng A, B cách khoảng 30 π cm, dao động với phương trình u A = 5sin 10πt + cm; u B = 5sin (10πt ) cm Coi biên độ sóng khơng 4 đổi truyền Biết vận tốc truyền sóng 40 cm/s a) Viết phương trình dao động M mặt nước cách A, B d1 d2 b) Xác định vị trí điểm dao động với biên độ cực đại điểm đứng yên c) Xác định số điểm dao động với biên độ cực đại số điểm đứng yên đoạn thẳng AB d) Trung điểm I đoạn AB có phải điểm dao động với biên độ cực đại không? Xác định biên độ dao động Đáp số: π ( d1 + d ) π sin 10πt − + cm ; 8 8 b) Vị trí điểm dao động với biên độ cực đại d1 − d = 8k − 1; đứng yên: d1 − d = 8k + c) điểm dao động cực đại, điểm đứng yên a) u M = 10cos π ( d1 − d ) + π d) Không phải điểm dao động với biên độ cực đại, A I = + cm MỘT SỐ BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM ĐIỂN HÌNH Câu 1: Hai điểm M N mặt chất lỏng cách nguồn O1O2 đoạn O1M = cm, O1N = 10 cm , O2M = 18 cm, O2N = 45 cm, hai nguồn dao động pha,cùng tần số 10 Hz, vận tốc truyền sóng mặt chất lỏng 50 cm/s Bước sóng trạng thái dao động hai điểm dao động A λ = 50 cm; M đứng yên, N dao động mạnh B λ = 15 cm; M dao động mạnh nhất, N đứng yên C λ = cm; M N dao động mạnh D λ = cm; Cả M N đứng yên Câu 2: Hai điểm M N cách 20 cm mặt chất lỏng dao động tần số 50 Hz, pha, vận tốc truyền sóng mặt chất lỏng m/s Trên MN số điểm không dao động A 18 điểm B 19 điểm C 21 điểm D 20 điểm Câu 3: Tại hai điểm S1, S2 cách 10 cm mặt nước dao động tần số 50 Hz, pha biên độ, vận tốc truyền sóng mặt nước m/s Trên S1S2 có điểm dao động với biên độ cực đại không dao động trừ S1, S2 A có điểm dao động với biên độ cực đại điểm khơng dao động B có 11 điểm dao động với biên độ cực đại 10 điểm khơng dao động C có 10 điểm dao động với biên độ cực đại 11 điểm không dao động D có điểm dao động với biên độ cực đại 10 điểm không dao động Câu 4: Hai nguồn kết hợp S1,S2 cách 10 cm, có chu kì sóng 0,2 s Vận tốc truyền sóng môi trường 25 cm/s Số cực đại giao thoa khoảng S1S2 ( kể S1,S2) A B C D Câu 5: Tại hai điểm A B cách m có hai nguồn âm kết hợp có tần số âm 440 Hz, vận tốc truyền âm khơng khí 352 m/s Trên AB có điểm có âm nghe to nghe nhỏ A có 19 điểm âm nghe to trừ A, B 18 điểm nghe nhỏ B có 20 điểm âm nghe to trừ A, B 21 điểm nghe nhỏ C có 19 điểm âm nghe to trừ A, B 20 điểm nghe nhỏ D có 21 điểm âm nghe to trừ A, B 20 điểm nghe nhỏ Câu 6: Hai điểm A, B mặt nước dao động tần số 15 Hz, biên độ pha, vận tốc truyền sóng mặt nước 22,5 cm/s, AB = cm.Trên mặt nước quan sát gợn lồi 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 A có 13 gợn lồi B có 11 gợn lồi C có 10 gợn lồi D có 12 gợn lồi Câu 7: Tại hai điểm A B cách 16 cm mặt nước dao động tần số 50 Hz, pha, vận tốc truyền sóng mặt nước 100 cm/s Trên AB số điểm dao động với biên độ cực đại A 15 điểm kể A B B 15 điểm trừ A B C 16 điểm trừ A B D 14 điểm trừ A B Câu 8: Trong thí nghiệm giao thoa sóng mặt nước, hai nguồn kết hợp A B cách AB = cm dao động với tần số f = 20 Hz a) Tại điểm M cách nguồn sóng d1 = 20,5 cm d2 = 25 cm sóng có biên độ cực đại Biết M đường trung trực AB hai đường dao động mạnh Vận tốc truyền sóng mặt nước A 25 cm/s B 30 cm/s C 35 cm/s D 40 cm/s b) Tìm đường dao động yếu (không dao động) mặt nước A 10 B 11 C 12 D 13 c) Gọi C D hai điểm mặt nước cho ABCD hình vuông Số điểm dao động với biên độ cực đại đoạn CD A 11 B C D Câu 9: Hai nguồn sóng kết hợp S1S2 cách 12 cm phát sóng có tần số f = 40 Hz vận tốc truyền sóng v = m/s Số gợn giao thoa cực đại Số gợn giao thoa đứng yên đoạn S1S2 A B C D Câu 10: Dùng âm thoa có tần số rung f = 100 Hz tạo hai điểm S1, S2 mặt nước hai nguồn sóng biên độ, ngược pha Khoảng cách nguồn S1, S2 16,5 cm Kết tạo gợn sóng dạng hyperbol, khoảng cách ngắn hai gợn lồi liên tiếp cm Số gợn lồi lõm xuất hai điểm S1S2 A B 10 C 14 15 D O M = 3,25 cm, O1N = 33 Câu 11: Hai điểm M N mặt chất lỏng cách nguồn O1O2 đoạn cm, O2M = 9,25 cm, O2N = 67 cm, hai nguồn dao động tần số 20 Hz, vận tốc truyền sóng mặt chất lỏng 80 cm/s Hai điểm dao động A M đứng yên, N dao động mạnh B M dao động mạnh nhất, N đứng yên C Cả M N dao động mạnh D Cả M N đứng yên Câu 12: Hai điểm A, B mặt nước dao động tần số 15 Hz, biên độ pha, vận tốc truyền sóng mặt nước 22,5 cm/s, AB = cm Trên mặt nước quan sát gợn lồi trừ hai điểm A, B ? A có 13 gợn lồi B có 11 gợn lồi C có 10 gợn lồi D có 12 gợn lồi Câu 13: Hai nguồn sóng kết hợp A B cách 50 mm dao động theo phương trình u1 = acos(200πt) cm u2 = acos(200πt – π/2) cm mặt thống thuỷ ngân Xét phía đường trung trực AB, người ta thấy vân lồi bậc k qua điểm M có MA – MB = 12,25 mm vân lồi bậc (k + 3) qua điểm N có NA – NB = 33,25 mm Số điểm cực đại giao thoa đoạn AB (kể A, B) A 12 B 13 C 15 D 14 Câu 14: Hai mũi nhọn S1, S2 cách khoảng a = 8,6 cm, dao động với phương trình u1 = acos(100πt) cm; u2 = acos(100πt + π) cm Tốc độ truyền sóng mặt nước 40 cm/s Số gợn lồi đoạn S1, S2 A 22 B 23 C 24 D 25 Câu 15: Trong thí nghiệm giao thoa sóng mặt nước với hai nguồn kết hợp S1, S2 cách 28 mm phát sóng ngang với phương trình u1 = 2cos(100πt) mm, u2 = 2cos(100πt + π) (mm), t tính giây (s) Tốc độ truyền sóng nước 30 cm/s Số vân lồi giao thoa (các dãy cực đại giao thoa) quan sát A B 10 C 11 D 12 Câu 16: Dùng âm thoa có tần số rung f = 100 Hz tạo hai điểm S1, S2 mặt nước hai nguồn sóng biên độ, ngược pha Khoảng cách nguồn S1, S2 21,5 cm Kết tạo gợn sóng dạng hyperbol, khoảng cách ngắn hai gợn lồi liên tiếp 2cm Số gợn lồi lõm xuất hai điểm S1S2 A 10 11 B 10 C 11 12 D 11 10 Câu 17: 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 Số điểm dao động với biên độ cực đại S1S2 A 11 B C 10 D Câu 18: Cho hai nguồn dao động với phương trình u1 = 5cos(40πt − π/6) mm u1 = 5cos(40πt + π/2) mm đặt cách khoảng 20 cm bề mặt chất lỏng Vận tốc truyền sóng v = 90 cm/s Số điểm dao động với biên độ cực đại nằm đường thẳng nối hai nguồn A B C D Câu 19: Hai nguồn sóng giống A B cách 47cm mặt nước, xét riêng nguồn lan truyền mặt nước mà khoảng cách hai sóng liên tiếp 3cm, hai sóng giao thoa đoạn AB có số điểm khơng dao động A 32 B 30 C 16 D 15 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 20: Ở mặt nước có hai nguồn sóng A B cách 14,5 cm, dao động điều hòa tần số, pha theo phương vng góc với mặt nước Điểm M nằm AB, cách trung điểm O 1,5 cm, điểm gần O dao động với biên độ cực đại Trên đường trịn tâm O, đường kính 20 cm, nằm mặt nước có số điểm ln dao động với biên độ cực đại A 18 B 16 C 32 D 17 Câu 21: Trên bề mặt chất lỏng có hai nguồn phát sóng kết hợp S1, S2 cách 13 cm dao động pha Biết sóng nguồn phát có tần số f = 50 Hz, vận tốc truyền sóng v = m/s Một đường trịn bán kính R = cm có tâm trung điểm S1S2, nằm mặt phẳng chứa vân giao thoa Số điểm dao động cực đại đường tròn A B C 10 D 12 Câu 22: Hai nguồn kết hợp A B cách 21 cm dao động pha với tần số f = 100 Hz Vận tốc truyền sóng m/s Bao quanh A B vịng trịn có tâm O nằm trung điểm AB với bán kính lớn AB Số vân lồi cắt nửa vịng trịn nằm phía AB A B 10 C 11 D 12 Câu 23: Trong thí nghiệm giao thoa sóng mặt nước với hai nguồn kết hợp pha A B cách 24,5 cm Tốc độ truyền sóng 0,8 m/s Tần số dao động hai nguồn A, B 10 Hz Gọi (C) đường tròn tâm O nằm mặt nước (với O trung điểm AB) có bán kính R = 14 cm Trên (C) có điểm dao động với biên độ lớn nhất? A 14 B 10 C 12 D Câu 24: Hai nguồn sóng kết hợp giống hệt đặt cách khoảng cách x đường kính vịng trịn bán kính R (với x < R) đối xứng qua tâm vòng trịn Biết nguồn phát sóng có bước sóng λ x = 6,2λ Tính số điểm dao động cực đại vòng tròn A 20 B 22 C 24 D 26 Câu 25: Trong thí nghiệm giao thoa sóng mặt nước có hai nguồn kết hợp S1 S2 dao động pha với tần số f = 60 Hz Khoảng cách hai nguồn S1S2 = 32 cm Tốc độ truyền sóng mặt nước 240 cm/s Một đường trịn có tâm trung điểm S1S2 nằm mặt nước với bán kính cm Số điểm dao động với biên độ cực đại đường tròn (trừ S1, S2) A 36 B 32 C 16 D 18 Câu 26: Hai nguồn sóng kết hợp giống hệt đặt cách khoảng cách x đường kính vịng trịn bán kính R (x AB Số điểm dao động với biên độ cm đường tròn A 38 B 42 C 40 D 36 Hocmai.vn – Ngôi trường chung học trò Việt Giáo viên : Đặng Việt Hùng Nguồn : Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 Hocmai.vn - Trang | - ... hai điểm S1S2 A 10 11 B 10 C 11 12 D 11 10 Câu 17 : 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)... 5 8-5 8 -1 2 - Trang | - Khóa học LTĐH mơn Vật lí – Thầy ĐặngViệt Hùng Bài giảng Sóng học TH2: Hai nguồn dao động khác biên độ 2πd1 u1M = a1 cos ωt + ? ?1 − λ u1 = a1 cos ( ωt + ? ?1. .. ⇒ u = a cos ( ωt + φ ) u = a cos ωt + φ − 2πd 2 2M λ 2π(d − d1 ) Khi A = a12 + a 22 + 2a1 a cos∆φ = a12 + a 22 + 2a1.a cos ? ?1 − φ + λ π Ví dụ 1: Trong giao thoa