Giáo án Vật lý 12 bài 9: Sóng dừng

BÀI 9: SÓNG DỪNG I MỤC TIÊU: Về kiến thức - Bố trí thí nghiệm để có sóng dừng dây - Nhận biết tượng sóng dừng - Giải thích tạo thành sóng dừng - Nêu điều kiện để có sóng dừng dây đàn hồi Về kĩ năng: Áp dụng tượng sóng dừng để tính vận tốc truyền sóng dây đàn hồi Về thái độ - Rèn luyện phong cách làm việc khoa học, độc lập nghiên cứu, tác phong lành mạnh có tính tập thể II CHUẨN BỊ Giáo viên: - Một dây mềm dài chừng m - Cần rung có f ổn định - Sợi dây chun tiết diện đường kính 1mm, dài 1m đầu buộc nặng 20g véc qua ròng rọc Học sinh: - Ơn lại phương trình sóng III HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC HOẠT ĐỘNG 1: Kiểm tra cũ đặt vấn đề * Nêu hai cách định nghĩa bước sóng? * Viết ba dạng tương đưưng phương trỡnh súng? V: Khi em hội trờng lớn hang động em hét lên tiếng em nghe thấy âm phát lại nhng nhỏ chút từ hội trờng hang phát Tiếng thứ hai song âm phản xạ tờng nhà vách đá Để tránh xảy phản xạ sóng âm rạp hát đợc xây dựng nh nào? HOT NG 2: Hot ng giáo viên Hoạt ®éng cđa häc sinh Gv: Làm thí nghiệm với sợi dõy n hi HS : quan sát GV làm ( dây cao su hay lò xo ) dài chừng hai A B mét, đầu buộc vào điểm cố định B, h nắm đầu P lại kéo dây thẳng A theo phương ngang B a CÇm đầu A giật h mạnh đầu lên phia hạ b tay chỗ thí nghiệm råi nhËn cò xÐt kÕt qu¶ Hái : Cho biết tợng quan sát đợc dây ? GV : tiếp tục làm thí nghiệm cho đầu A dao động Xuất biên dạng dâyvà truyền từ A dến B tới B phản xạ trở lại từ Bđến A nhng hớng xuống dói - HS : Khi sợi dây xuất mètãng tíi trun tõ A Néi dung Sù ph¶n xạ sóng vật cản cố định - Khi phản xạ vật cản cố định sóng phản xạ luôn ngợc pha với sóng tới điều hòa ? GV : tiếp tục làm thí nghiệm để sợi dây theo phơng thẳng đứng giạt mạnh đầu dây sang phải , råi trë vỊ Hái : H·y m« tả tợng quan sát đợc dến B đến B sóng bị phản xạ truyền từ A B sóng ngợc pha với sóng tới B HS: Xt hiƯn mét biÕn d¹ng híng sang phØa lan truyền từ A tới B Tới đầu B biến dạng phản xạ trở lại , nhng biến dạng dây dãn hớng sang phải tức không đổi chiều phản xạ với sóng trờn vật cản tự - phản xạ vật cản tự sóng phản xạ luôn pha với sóng tới điểm phản xạ HS : Trả lời câu hỏi C2 GV: đầu A có sóng tới truyền từ A đến B sóng phn xạ đầu B pha so với góc tới Hoạt động 3: th ca dao ng iu hũa Trợ giúp giáo viên Hoạt động học sinh Néi dung GV : lµm thÝ nghiƯm vỊ sãng dõng Hỏi : Em giải thích tạo thành sóng dừng ?? GV : hớng dẫn HS xây dùng ®Ĩ ®iỊu kiƯn cã sãng dõng A d B HS : Quan sát GV làm thí nghiệm cho biÕt kÕt qu¶ thÝ nghiƯm A B HS : Sóng dng giao thoa sóng tới sóng phản xạ Vì hai sóng thỏa mãn hai sóng kết hợp GV: Tại thời điểm t HS pt sóng tới B: Phương trình sóng tới gây uB=Asin(t) M: Hái : Em viết phơng trình sóng M sóng tới từ A truyền đến phơng trình sóng M sóng phản xạ từ A truyền đến ?? M uM= Acos(t + 2 d )  - Sóng truyền sợi dây trờng hợp xuất nút sóng bụng gọi sóng dừng -Sãng dõng lµ sù giao thoa cđa sãng tíi sóng phản xạ Phng trỡnh súng phn chÝnh nã xạ B: u/B=-Acos(t) sãng dõng sợi Phng trỡnh súng phn dây có hai đầu cố định x gõy ti M: - A B nút sóng d / u M= -Acos(t - ) - Khoảng cách hai nót  pha dao động sãng liªn tiÕp hc hai bơng sóng phản xạ M  Phương trình sóng tổng  với sóng phản xạ sãng liªn tiÕp b»ng hợp M: M viết pt sóng phản xạ M u = uM +u/M - Điều kiện để có sóng dừng dây có hai đầu d = Acos(t + ) cố định d =2Acos(2 )cos  t  (1)  �l  k  pha dao động d sóng tới M với Acos(t - 2  sóng tới B viết pt sóng tới M d = 2Acos(2 )cos t Điều kiện để có sóng dng trênmột sợi dây có hai đầu cố định chiều dài sợi dây phải số nguyên lÇn nưa bíc sãng  d Đặt: a = 2Acos(2 ) suy Hỏi: Biểu thức  biên độ dao ng ra: 2.Sóng dừng sợi tng hp ti M? dây có đầu cố định, u =acos t (2) đầu tự Vy M dao động điều hoà Hỏi: Điều kiện với biên : biờn tng hp |a| Điều kiện để có sãng dõng để nút sóng bụng d acos2 |a| = dâycó đầu cố súng định , đầu tự chiều dài sợi dây phải V trớ cỏc nỳt súng:  b»ng mét sè lỴ d 2acos2 =0   � l  (2k  1) Hoỉ: Suy khoảng cách hai nút  bụng sóng kế � d  k tiếp với k= ,1,2,3  Vị trí bụng sóng: cos2 d =1  � � �d � k � � �2 với k= 0,1,2,3 HOẠT ĐỘNG 4: CỦNG CỐ VÀ HƯỚNG DẪN VỀ NHÀ - Cñng cè: - Củng cố lại kiến thức vận tốc gia tốc dao động điều hoà - Lưu ý cách vẽ đồ thị dao động điều hồ - NhiƯm vơ vỊ nhµ: - Câu hỏi từ 6- trang 9- SGK - Bài tập 10,11 trang 9- SGK - Các tập Sách tập  ... giao thoa sóng tới sóng phản xạ Vì hai sóng thỏa mãn hai sóng kết hợp GV: Ti thi điểm t HS pt sóng tới B: Phương trình sóng tới gây uB=Asin(t) M: Hái : Em viết phơng trình sóng M sóng tới từ... chiều phản xạ với sóng trờn vật cản tự - phản xạ vật cản tự sóng phản xạ luôn pha với sóng tới điểm phản xạ HS : Trả lời câu hỏi C2 GV: đầu A có sóng tới truyền từ A đến B sóng phn xạ đầu B pha... tới từ A truyền đến phơng trình sóng M sóng phản xạ từ A truyền đến ?? M uM= Acos(t + 2 d )  - Sãng truyÒn sợi dây trờng hợp xuất nút sóng bụng gọi sóng dừng -Sóng dõng lµ sù giao thoa cđa