Tai lieu Song co (LT BT)

Hệ thống ôn thi THPT Quốc Gia Lize.vn Nhập mã câu hỏi [ ] vào tìm kiếm lize.vn để xem đáp án lời giải chi tiết Website : www.lize.vn CHƢƠNG 2: SÓNG CƠ A Lý thuyết I Khái niệm sóng học Định nghĩa - Sóng dao động lan truyền mơi trường - Sóng ngang sóng phần tử môi trường dao động theo phương vuông góc với phương truyền sóng - Sóng dọc sóng phần tử mơi trường dao động theo phương trùng với phương truyền sóng Sự truyền sóng - Q trình lan truyền sóng q trình lan truyền trạng thái dao động (pha dao động) trình truyền lượng Các đại lượng đặc trưng sóng + Biên độ sóng (A) biên độ dao động phần tử mơi trường sóng truyền qua + Chu kỳ (T), tần số sóng (f) chu kỳ, tần số dao động phần tử vật chất sóng truyền qua (khơng đổi sóng truyền từ mơi trường sang mơi trường khác) + Tốc độ truyền sóng (v) tốc độ truyền pha dao động phần tử (đối với sóng ngang vận tốc dao động đỉnh sóng) - Trong mơi trường đồng tính, tốc độ sóng khơng đổi - Tốc độ truyền sóng phụ thuộc vào môi trường (bản chất, mật độ vật chất, tính đàn hồi, nhiệt độ, ) vrắn > vlỏng > vkhí + Bước sóng (λ) khoảng cách ngắn hai điểm phương truyền sóng dao động pha (λ = v.T = v/f) + Năng lượng sóng (W) lượng dao động phần tử vật chất sóng truyền qua Chú ý: - Sóng khơng truyền chân khơng - Sóng khơng làm lan truyền vật chất II Phƣơng trình sóng học Tại điểm M - Nguồn sóng O có phương trình uo = Aocos(ωt + φ) 15 Fanpage : www.facebook.com/LittleZeros/ Lizegroup : www.facebook.com/groups/hoihocsinh2000/ Hệ thống ôn thi THPT Quốc Gia Lize.vn Nhập mã câu hỏi [ ] vào tìm kiếm lize.vn để xem đáp án lời giải chi tiết Website : www.lize.vn x Điểm M có tọa độ x phương truyền sóng Ox u  x, t   A cos  t    2    - Tại điểm M xác định mơi trường sóng: x = x → uM phương trình dao động phần tử mơi trường x - Tại thời điểm xác định t = t → uM mơ tả hình dạng sóng thời điểm t So sánh dao động hai phần tử môi trường Sóng lan truyền hình + Phương trình sóng N, M, P x x u N = Acos(ωt); u M = Acos(ωt – 2π M ); u P = Acos(ωt – 2π P )   x x  xP + Độ lệch pha M P MP  2 M = 2π   - Nếu ∆x = kλ ∆φ = k2π = → M, P pha - Nếu ∆x = kλ + λ/2 ∆φ = k2π + π = π → M, P ngược pha - Nếu ∆x = kλ + λ/4 ∆φ = k2π + π/2 = π/2 → M, P vuông pha (P trễ pha π/2 so với M) - Nếu ∆x = kλ + 3λ/4 ∆φ = k2π + 3π/2 = π/2 → M, P vuông pha (P sớm pha π/2 so với M) III Giao thoa sóng Định nghĩa Giao thoa sóng tượng hai hay nhiều sóng kết hợp, gặp điểm xác định luôn tăng cường, làm yếu Điều kiện để có giao thoa Hai sóng phải xuất phát từ hai nguồn dao động có tần số, phương dao động có độ lệch pha khơng đổi theo thời gian Sự chồng chất hai sóng thành phần Xét hai nguồn dao động S1 ,S2 có phương trình dao động uS1  uS2  Acosωt (Coi biên độ sóng khơng đổi) - Điểm M cách nguồn khoảng d1 , d d1  d        d d d d α = cos   ; α = π cos     - Phương trình sóng M u M  A M cos  t   A M  2A cos  d1  d  16 Fanpage : www.facebook.com/LittleZeros/ Lizegroup : www.facebook.com/groups/hoihocsinh2000/ Hệ thống ôn thi THPT Quốc Gia Lize.vn Nhập mã câu hỏi [ ] vào tìm kiếm lize.vn để xem đáp án lời giải chi tiết Website : www.lize.vn → Phần tử mơi trường M dao động điều hòa - Biên độ dao động phụ thuộc vào vị trí không phụ thuộc vào thời gian IV Cực đại – cực tiểu trƣờng giao thoa Cực đại – cực tiểu trường giao thoa Hai nguồn có phương trình sóng u1  u  A cos t Điểm M cách hai nguồn khoảng d1 , d A M max = 2A  d  d1 CD  n (n  Z) A M =  d  d1 CT   m    (m  Z)   Tính số vân cực đại – cực tiểu a Số vân cực đại – cực tiểu đoạn Hai nguồn sóng S1 ,S2 cách khoảng l P, Q hai điểm trường giao thoa: dQ   d 2Q  d1Q  ; d P  d 2P  d1P - Điểm A dao động cực đại PQ dQ  d A  n  d P → d Q  n  d P  - Điểm B dao động cực tiểu PQ d Q d 1   m P  d Q  d B   m     d P →   2  b Tổng số vân cực đại – cực tiểu đoạn nối hai nguồn Khi P  S1  dP    ; Q  S2  dQ     1 → Số cực đại:   n   (n  Z); Số cực tiểu:    m    (m  Z)     V Sóng dừng Sóng phản xạ vật cản cố định - Tại điểm phản xạ, sóng phản xạ ngược pha với sóng tới - Phương trình sóng M cách điểm phản xạ khoảng x  x    u M = 2Acos  2   cos  t  2    2  2   - Tọa độ bụng sóng nút sóng x B = (n + 0,5).λ/2; x N = mλ/2 (n,m  0) Sóng phản xạ vật cản tự - Tại điểm phản xạ, sóng phản xạ pha với sóng tới - Phương trình sóng điểm M cách điểm phản xạ khoảng x    x u M = 2Acos  2  cos  t  2        - Tọa độ bụng sóng nút sóng x B  n ; x N   m  0,5  (n,m  0) 2 17 Fanpage : www.facebook.com/LittleZeros/ Lizegroup : www.facebook.com/groups/hoihocsinh2000/ Hệ thống ôn thi THPT Quốc Gia Lize.vn Nhập mã câu hỏi [ ] vào tìm kiếm lize.vn để xem đáp án lời giải chi tiết Website : www.lize.vn Điều kiện hình thành sóng dừng Điều kiện Chiều dài dây Tần số âm Tần số để có sóng dừng Hai đầu cố định (hai đầu tự do) k (k = 1,2, )  v f0  f = kf0 Một đầu cố định, đầu tự 1    k   (k = 1,2, ) 2  v f0  f = (2k + 1)f Đặc điểm sóng dừng - Trong bụng sóng phần tử dao động pha, hai bụng sóng kề dao động ngược pha - Hai điểm đối xứng qua bụng dao động pha, biên độ không dao động - Hai điểm đối xứng qua nút dao động ngược pha, biên độ khơng dao động - Sau nửa chu kì dây duỗi thẳng lần VI Sóng âm Định nghĩa phân loại - Là sóng truyền mơi trường khí, lỏng, rắn - Gồm nhạc âm đồ thị dao động đường cong tuần hồn có tần số xác định tạp âm: đồ thị dao động không tuần hồn Sự truyền âm Q trình truyền âm trình lan truyền dao động âm - Trong mơi trường đồng tính âm truyền với tốc độ không đổi - Tốc độ truyền âm phụ thuộc vào tính chất mơi trường ( vkhi  vlong  vran ) - Khi truyền từ môi trường sang mơi trường khác tần số khơng đổi Những đặc trưng âm + Độ cao – tần số Âm cao tần số lớn + Độ to – Mức cường độ âm - Cường độ âm lượng mà sóng âm truyền đơn vị diện tích đặt vng W P P   góc với phương truyền sóng đơn vị thời gian: I  S.t S 4 R2 - Cường độ âm lớn, âm nghe to - Ngưỡng nghe I0  f ; fchuan  1000Hz → I0  1012 W / m2 18 Fanpage : www.facebook.com/LittleZeros/ Lizegroup : www.facebook.com/groups/hoihocsinh2000/ Hệ thống ôn thi THPT Quốc Gia Lize.vn Nhập mã câu hỏi [ ] vào tìm kiếm lize.vn để xem đáp án lời giải chi tiết I < I0 : không nghe được; I > I max : ngưỡng đau - Mức cường độ âm L = lg Website : www.lize.vn 10W / m2 I (B) ↔ I = I0 10L (1 Ben = 10 dB) I0 + Âm sắc – Đồ thị âm - Âm sắc đại lượng đặc trưng cho sắc thái riêng âm Giúp phân biệt hai âm khác nguồn độ cao, độ to, tần số VII Giao thoa sóng âm Giao thoa hai nguồn âm đồng Trên phương nối hai nguồn âm điểm đồng AB khơng gian có giao thoa:  - Vị trí bụng sóng x B  n âm to  - Vị trí nút sóng x N   m   : không nghe âm (nhỏ nhất)  2 2 Sóng âm dừng đầu tự Điều kiện: v 1  → f = (2n + 1) f ; ( f  : tần số âm bản)  n   2  Sóng âm dừng hai đầu tự Điều kiện: n  v v n → f = n f0 ; ( f0  : tần số âm bản) 2 2f B Bài tập minh họa Bài 1: Một người quan sát phao mặt biển thấy nhơ cao lên lần giây thấy khoảng cách hai sóng kề 0,2 m Vận tốc truyền sóng A 10 cm/s B 20 cm/s C 40 cm/s D 60 cm/s Hướng dẫn: Khoảng thời gian lần nhô chu kì → 4T = → T = s Khoảng cách hai sóng kề 0,2 m → λ = 0,2 m Vận tốc truyền sóng v = λ/T = 0,2/2 = 0,1 m/s = 10 cm/s → Chọn A Bài 2: Sóng truyền mặt chất lỏng với bước sóng 0,8 cm Phương trình dao động nguồn O có dạng u  5cos t (mm) Phương trình dao động điểm M cách O đoạn 5,4 cm theo phương truyền sóng A u M  5cos  t  0,5 mm B u M  5cos  t  13,5 mm C u M  5cos  t  13,5 mm D u M  5cos  t  10,8 mm Hướng dẫn: Phương trình sóng M cách O khoảng d d 5,    u M  5cos  t  2   5cos  t  2  5cos  t  13,5  mm → Chọn C  0,8    19 Fanpage : www.facebook.com/LittleZeros/ Lizegroup : www.facebook.com/groups/hoihocsinh2000/ Hệ thống ôn thi THPT Quốc Gia Lize.vn Nhập mã câu hỏi [ ] vào tìm kiếm lize.vn để xem đáp án lời giải chi tiết Website : www.lize.vn Bài 3: [Đề thử nghiệm THPTQG - BGD - 2017] Ở mặt nước, hai điểm S1 S2 có hai nguồn dao động pha theo phương thẳng đứng, phát hai sóng kết hợp có bước sóng λ Cho S1S2 = 5,4λ Gọi (C) hình tròn nằm mặt nước có đường kính S1S2 Số vị trí (C) mà phần tử dao động với biên độ cực đại pha với dao động nguồn A 18 B C 22 D 11 Hướng dẫn: Gọi d1 , d khoảng cách từ vị trí cần tìm đến nguồn Đặt λ = → S1S2  5, → bên đường trung trực có   = dãy cực đại    Một điểm nằm đường tròn d12  d 22  5, 42 SS  d1  d  → Mà d12  d 22  d1  d < 7,64 → Áp dụng bất đẳng thức tam giác có d1  d > 5,4 → 5,4 < d1  d < 7,64 Để điểm pha với nguồn d1  d = d1  d = Vậy tất có 18 điểm cần tìm → Chọn A Bài 4: [THPTQG – 2016] Cho điểm O, M, N P nằm mơi trường truyền âm Trong đó, M N nằm nửa đường thẳng xuất phát từ O, tam giác MNP tam giác Tại O, đặt nguồn âm điểm có cơng suất khơng đổi, phát âm đẳng hướng môi trường Coi môi trường không hấp thụ âm Biết mức cường độ âm M N 50dB 40 dB Mức cường độ âm P A 35,8 dB B 38,8 dB C 41,1 dB D 43,6 dB Hướng dẫn: Ta có: ON ON ON  50  40  20log   3,16 OM OM OM Đặt OM = → ON = 3,16 → MN = MP = 2,16 LM  L N  20log Xét ∆OMP có OP  OM2  MP2  2.OM.MP.cos1200  2,8 Vậy: LP  LM  20log OM  LP  50  20log  41,1 dB OP 2,8 → Chọn C 20 Fanpage : www.facebook.com/LittleZeros/ Lizegroup : www.facebook.com/groups/hoihocsinh2000/  ... Acosωt (Coi biên độ sóng khơng đổi) - Điểm M cách nguồn khoảng d1 , d d1  d        d d d d α = cos   ; α = π cos     - Phương trình sóng M u M  A M cos  t   A M  2A cos... u  5cos t (mm) Phương trình dao động điểm M cách O đoạn 5,4 cm theo phương truyền sóng A u M  5cos  t  0,5 mm B u M  5cos  t  13,5 mm C u M  5cos  t  13,5 mm D u M  5cos ... d d 5,    u M  5cos  t  2   5cos  t  2  5cos  t  13,5  mm → Chọn C  0,8    19 Fanpage : www.facebook.com/LittleZeros/ Lizegroup : www.facebook.com/groups/hoihocsinh2000/