tiết 15 - Bài tập sóng

Kính chào Q Thầy Cơ em học sinh thân mến ! Lớp 12A10 Tiết BÀI TẬP SÓNG CƠ GV: Bùi Thị Ánh Trường THPT Mê Linh 03:00 PM KIỂM TRA BÀI CŨ Câu hỏi: Nêu định nghĩa sóng cơ, đặc điểm sóng, sóng ngang, sóng dọc, đặc trưng sóng , phương trình truyền sóng điểm M nguồn truyền đến? Từ suy độ lệch pha M so với nguồn độ lệch pha hai điểm phương truyền sóng? Hệ thống kiến thức Câu hỏi: Nêu định nghĩa sóng cơ, đặc điểm sóng, sóng ngang, sóng dọc, đặc trưng sóng , phương trình truyền sóng điểm M nguồn truyền đến? Từ suy độ lệch pha M so với nguồn độ lệch pha hai điểm phương truyền sóng? +) Định nghĩa Sóng dao động lan truyền môi trường Hệ thống kiến thức Câu hỏi : Nêu định nghĩa sóng cơ, đặc điểm sóng, sóng ngang, sóng dọc, đặc trưng sóng , phương trình truyền sóng điểm M nguồn truyền đến? Từ suy độ lệch pha M so với nguồn độ lệch pha hai điểm phương truyền sóng? + Đặc điểm sóng học: - Khi sóng truyền đi, phần tử mơi trường phương truyền sóng dao động xung quanh VTCB định mà không chuyển dời theo phương truyền sóng - Q trình truyền sóng trình truyền lượng truyền pha dao động d o M Hệ thống kiến thức Câu hỏi : Nêu định nghĩa sóng cơ, đặc điểm sóng, sóng ngang, sóng dọc, đặc trưng sóng , phương trình truyền sóng điểm M nguồn truyền đến? Từ suy độ lệch pha M so với nguồn độ lệch pha hai điểm phương truyền sóng? +) Sóng ngang - Sóng ngang sóng phần tử mơi trường dao động theo phương vng góc với phương truyền sóng - Sóng ngang lan truyền mơi trường có lực đàn hồi xuất có biến dạng lệch Như môi trường chất rắn bề mặt chất lỏng Phương dao động Phương truyền sóng Hệ thống kiến thức Câu hỏi : Nêu định nghĩa sóng cơ, đặc điểm sóng, sóng ngang, sóng dọc, đặc trưng sóng , phương trình truyền sóng điểm M nguồn truyền đến? Từ suy độ lệch pha M so với nguồn độ lệch pha hai điểm phương truyền sóng? +) Sóng dọc - Là sóng phần tử môi trường dao động theo phương trùng với phương truyền sóng - Sóng dọc lan truyền mơi trường có lực đàn hồi xuất hiệ có biến dạng nén giãn Như môi trường chất rắn, chất lỏng chất khí Phương dao động Phương truyền sóng Hệ thống kiến thức Câu hỏi : Nêu định nghĩa sóng cơ, đặc điểm sóng, sóng ngang, sóng dọc, đặc trưng sóng , phương trình truyền sóng điểm M nguồn truyền đến? Từ suy độ lệch pha M so với nguồn độ lệch pha hai điểm phương truyền sóng? + Các đặc trưng sóng: -Chu kì sóng (T): chu kì dao động phần tử sóng (s) -Biên độ sóng (A): biên độ dao động phần tử sóng có sóng truyền qua (m,cm,mm) -Tốc độ sóng (v): tốc độ lan truyền dao động môi trường ( m/s) -Bước sóng (λ): quãng đường mà sóng truyền chu kì v λ= f (m) Hai phần tử cách bước sóng dao động pha Năng lượng sóng: Năng lượng sóng lượng dao động phần tử mơi trường có sóng truyền qua E = Dω A2 (J) Hệ thống kiến thức Câu hỏi : Nêu định nghĩa sóng cơ, đặc điểm sóng, sóng ngang, sóng dọc, đặc trưng sóng , phương trình truyền sóng điểm M nguồn truyền đến? Từ suy độ lệch pha M so với nguồn độ lệch pha hai điểm phương truyền sóng? + Phương trình truyền sóng: * Độ lệch pha d d ∆ϕ = ω = 2π v λ o d M uM = acos (ωt - 2π uo = acos(ωt + ϕ) d +ϕ) λ Hệ thống kiến thức Câu hỏi : Nêu định nghĩa sóng cơ, đặc điểm sóng, sóng ngang, sóng dọc, đặc trưng sóng , phương trình truyền sóng điểm M nguồn truyền đến? Từ suy độ lệch pha M so với nguồn độ lệch pha hai điểm phương truyền sóng? * Độ lệch pha dao động hai phần tử phương truyền sóng cách khoảng x2 O x N M x1 d Sóng (dao động) M, N có biểu thức: x1 x2 uM = Acos(2πft – 2π ) uN = Acos(2πft – 2π ) λ λ Độ lệch pha dao động M so với N: ∆ϕ = ⇒ 2π x1 ( 2π λ ∆ϕ = 2π d λ x2 λ ) ⇒ ∆ϕ = 2π x1 x2 λ M sớm pha so với N hay N trễ pha so với M Hệ thống kiến thức Câu hỏi : Nêu định nghĩa sóng cơ, đặc điểm sóng, sóng ngang, sóng dọc, đặc trưng sóng , phương trình truyền sóng điểm M nguồn truyền đến? Từ suy độ lệch pha M so với nguồn độ lệch pha hai điểm phương truyền sóng? * Độ lệch pha dao động hai phần tử phương truyền sóng cách khoảng + Đk để hai điểm dđ pha là: ∆d ∆ϕ = 2kπ = 2π λ  ∆d = kλ + Đk để hai điểm dđ ngược pha là: ∆d ∆ϕ = (2k + 1)π = 2π λ  ∆d = (2k + 1) + Đk để hai điểm dđ vuông pha là: π ∆d ∆ϕ = kπ + = 2π ⇒ λ ∆d = (2k + 1) λ λ BÀI TẬP VẬN DỤNG Dạng 1: Đại cương sóng học phương trình truyền sóng Bài 1: Nguồn sóng S mặt nước dao động với tần số f = 100Hz gây sóng có biên độ A không đổi.Biết khoảng cách 9gợn lồi liên tiếp phương truyền sóng 2,4cm a) Tìm bước sóng b) Tìm vận tốc truyền sóng? Giải tập 1: 8λ λ Bài 2: Một dây đàn hồi đầu gắn với nguồn P dao động vng góc với phương dây có biên độ a = 5cm, chu kì T = 0,5s vận tốc truyền sóng v= 40cm/s Biết thời điểm ban đầu nguồn gây dao động qua VTCB theo chiều âm a) Viết phương trình sóng nguồn b) Viết phương trình dao động điểm M phương truyền sóng cách P đoạn 50cm Giải tập 2: a) phương trình dao động nguồn: uo = 5cos (4πt + π /2) b) Phương trình dao động điểm M: gợn lồi ↔ λ = 2,4cm λ = 0,3cm Vận tốc: v = λ f = 30cm/s uM = 5cos(4π t − 2π 50 π + ) = 5cos(4π t − 4,5π ) 20 BÀI TẬP VẬN DỤNG Dạng 1: Đại cương sóng học phương trình truyền sóng Bài 3: Sóng truyền mơi trường dọc theo trục Ox với phương trình u= cos(20t - 4x) (cm) (x tính mét, t tính giây) Tính tốc độ truyền sóng? Cách Giải tập 3: Phương trình tổng quát: d uM = acos(ωt − 2π ) λ u= cos (20t - 4x ) (cm) ω 10 ⇒ ω = 20(rad / s ) → f = = ( Hz ) 2π π d ⇒ 2π = 4x  λ = π/2 m λ Cách  v = λ f = 5m/s Lấy hệ số t chia cho hệ số x BÀI TẬP VẬN DỤNG Dạng 2: Độ lệch pha: Bài :Sóng có tần số dao động 500Hz lan truyền với vận tốc v = 400m/s không khí a) tính λ b) Tính độ lệch pha hai điểm cách 10cm phương truyền sóng Giải: a) λ = v/f = 0,8m b) ∆ϕ = 2π d π = λ Bài :Sóng có tần số dao động 500Hz lan truyền với vận tốc v = 300m/s khơng khí a)Tính độ lệch pha hai điểm cách 1,05m phương truyền sóng b) từ có nhận xét gì? Giải: a) d ∆ϕ = 2π = 3,5π λ b) ∆ϕ = 3,5π =  Hai điểm dao động vuông pha π + 3π BÀI TẬP VẬN DỤNG Dạng 2: Độ lệch pha: Bài :Khảo sát sóng sợi dây Điểm M,N cách 40cm dao động ngược pha Từ M đến N cịn có hai điểm dao động ngược pha với M tính bước sóng? Giải: λ Vì M,N dao động ngược pha  d = k λ + Cách 1: Từ M đến N cịn có hai điểm dao động ngược pha với M  k = d = 2,5λ = 40cm  λ = 16cm cách 2: Vẽ hình Từ hình vẽ suy 2,5λ = 40cm  λ =16cm M λ λ E G λ/2 N BÀI TẬP VẬN DỤNG Dạng 2: Độ lệch pha: Bài 4: sóng truyền từ M đến N sợi dây M,N dao động vng pha Từ M  N có điểm dao động ngược pha với M MN = 50cm tính bước sóng Giải: λ M λ λ 3λ/4 λ/4 N’ E G H 3λ TH 1: d = 2λ + = 50cm λ TH : d = 3λ + = 50cm N 200 λ= cm 11 200 λ= cm 13 BÀI TẬP VẬN DỤNG Dạng 2: Độ lệch pha: Bài 5: sóng truyền từ M đến N M,N lệch pha góc π/3 Từ M  N có điểm dao động pha với M Biết MN = 60cm Tính bước sóng? Giải: 13π d 360 TH 1: ∆ϕ = = 2π ⇒ λ = cm λ 13 17π d 360 TH : ∆ϕ = = 2π ⇒ λ = cm λ 17 CỦNG CỐ DẶN DỊ Câu 1: Sóng lan truyền môi trường đàn hồi với tốc độ khơng đổi, tăng tần số sóng lên lần bước sóng: A.tăng lần B tăng lần C không đổi D giảm lần Câu 2: Sóng truyền mơi trường dọc theo trục Ox với phương trình u= 2cos(2πt - 2π x)(cm) (x tính mét, t tính giây) Tốc độ truyền sóng mơi trường A.1 m/s B 50 cm/s C 40 cm/s D m/s BÀI TẬPCỐ VẬN DỤNG CỦNG DẶN DÒ Câu 3: Vận tốc truyền sóng học phụ thuộc vào yếu tố ? A.Tần số sóng B Bản chất mơi trường truyền sóng C Biên độ sóng D Bước sóng Câu 4: Khi sóng học truyền từ khơng khí vào nước đại lượng sau khơng thay đổi: A Vận tốc B Tần số C Bước sóng D Năng lượng BÀI TẬPCỐ VẬN DỤNG CỦNG DẶN DÒ Câu 5: Q trình truyền sóng là: A q trình truyền pha dao động B trình truyền lượng C trình truyền phần tử vật chất D Cả A B Câu 6: Một sóng truyền mặt biển có bước sóng l = 2m Khoảng cách hai điểm gần phương truyền sóng dao động pha là: A 0,5m B 1m C 1,5m D 2m BÀI TẬPCỐ VẬN DỤNG CỦNG DẶN DỊ Câu 7: Một sóng âm lan truyền khơng khí với vận tốc 350m/s,có bước sóng 70cm Tần số sóng A 5000Hz B 2000Hz C 50Hz D 500Hz Câu 8: Một sóng học có tần số 120Hz truyền môi trường với vận tốc 60m/s, bước sóng là: BÀI TẬPCỐ VẬN DỤNG CỦNG DẶN DỊ Câu 9: sóng ngang truyền sợi dây dài Hai điểm PQ = 5λ/4 sóng truyền từ P đến Q Những kết luận sau đúng? A Khi Q có li độ cực đại P có vận tốc cực đại B Li độ P, Q trái dấu C Khi P có li độ cực đại Q có vận tốc cực đại D Khi P cực đại Q cực tiểu Gợi ý trả lời: P Q Từ hình vẽ ta thấy A; B sai PQ = 5λ/4  P;Q vuông pha  P có li độ cực đại Q có li độ (vận tốc cực đại)  C  P cực đại Q cực tiểu  D CỦNG CỐ DẶN DÒ Câu 10: Các câu trả lời hay sai? Sóng học truyền mơi trường vật chất đồng qua điểm A đến điểm B thì: Chu kì dao động A khác chu kì dao động B Dao động A trễ pha dao động B Biên độ dao động A lớn B Tốc độ truyền sóng A lớn B Gợi ý trả lời: A sai q trình truyền sóng chu kì tần số sóng khơng đổi B sai sóng truyền từ A đến B nên dao động A sớm pha dao động B C nói chung sóng truyền xa biên độ giảm dần D sai môi trường đồng nên tốc độ sóng khơng đổi Kính chúc q thầy cô bạn sức khỏe – hạnh phúc – thành đạt  ... phương truyền sóng? + Các đặc trưng sóng: -Chu kì sóng (T): chu kì dao động phần tử sóng (s) -Biên độ sóng (A): biên độ dao động phần tử sóng có sóng truyền qua (m,cm,mm) -Tốc độ sóng (v): tốc... truyền sóng? + Đặc điểm sóng học: - Khi sóng truyền đi, phần tử mơi trường phương truyền sóng dao động xung quanh VTCB định mà không chuyển dời theo phương truyền sóng - Q trình truyền sóng trình... truyền sóng? +) Định nghĩa Sóng dao động lan truyền môi trường Hệ thống kiến thức Câu hỏi : Nêu định nghĩa sóng cơ, đặc điểm sóng, sóng ngang, sóng dọc, đặc trưng sóng , phương trình truyền sóng