Đối với môn vật lý ở trường phổ thông, bài tập vật lý đóng một vai trò hết sức quan trọng, việc hướng dẫn học sinh làm bài tập Vật lý là một hoạt động dạy học, một công việc khó khăn, ở đó bộc lộ rõ nhất trình độ của người giáo viên vật lý trong việc hướng dẫn hoạt động trí tuệ của học sinh, vì thế đòi hỏi người giáo viên và cả học sinh phải học tập và lao động không ngừng
SỞ GIÁO DỤC ĐÀO TẠO VĨNH PHÚC TRƯỜNG THPT TRẦN HƯNG ĐẠO =====***===== BÁO CÁO KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU, ỨNG DỤNG SÁNG KIẾN Tên sáng kiến kinh nghiệm: Phân loại phương pháp giải tập giao thoa sóng mặt nước Tác giả sáng kiến: Phan Văn Trường Mã sáng kiến: 09.54.01 MỤC LỤC Đặt vấn đề……………………………………………………………………trang Nội dung nghiên cứu ……………………………………………………….trang Các dạng tập …….…………………………………………………….trang Dạng 1: Xác định đaị lượng đặc trưng: λ,v,f trang Dạng Viết phương trình sóng tính biên độ sóng điểm vùng giao thoa……………………………………………………………… …… trang Dạng 3: Xác định số điểm dao động cực đại, cực tiểu đoạn thẳng nối hai nguồn S1 S2 trang Dạng 4: Xác định số điểm dao động cực đại, cực tiểu đoạn thẳng vùng giao thoa trang 11 Dạng 5: Xác định số điểm cực đại, cực tiểu đường tròn tâm O (O trung điểm AB) đường Elip trang 13 Dạng 6: Xác định khoảng cách lớn nhỏ từ điểm M nằm đường thẳng vng góc với AB đến hai nguồ trang 15 Dạng 7: Xác định vị trí điểm M nằm đường trung trực gần hai nguồn dao động pha ngược pha với nguồn .trang 16 Dạng 8: Xác định số điểm dao động pha, ngược pha với nguồn điểm cho trước trang 19 Dạng 9: Dịch nguồn thỏa mãn điều kiện trang 24 Dạng 10: Tìm số điểm dao động với biên độ khác biên độ trung gian trang 27 Dạng 11: Các toán liên quan tới khoảng cách cực đại, cực tiểu điểm đường thẳng song song với hai nguồn trang 30 Dạng 12: Các toán liên quan tới khoảng cách cực đại, cực tiểu điểm đường trang 32 Dạng 13: Bài toán liên quan tới tỉ số li độ, tỉ số vận tốc hai điểm vùng giao thoa………….………………………………………………… trang 33 Các dạng tập vận dụng trang 35 Kết luận chung … ……………………………………………………… trang 48 Tài liệu tham khảo trang 50 BÁO CÁO KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU, ỨNG DỤNG SÁNG KIẾN Lời giới thiệu Là giáo viên trẻ chưa có nhiều kinh nghiệm việc ơn luyện thi đại học ban giám hiệu đồng nghiệp tin tưởng, ủng hộ giao cho luyện thi cho em học sinh ơn luyện THPTQG mơn vật lí, tơi có nhiêu suy nghĩ trăn trở để chất lượng ôn thi cho học sinh trường ngày đựoc hiệu hơn.Với đặc điểm học sinh đa phần học sinh trung bình nên khả tiếp thu em tập vật lí đề thi THPTQG khó khăn Vì để nâng cao chất lượng ôn thi THPTQG giúp học sinh có khả làm tốt trước kì thi tơi viết đề tài “ PHÂN LOẠI VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP GIAO THOA SÓNG TRÊN MẶT NƯỚC” Tuy đề tài nằm phạm vi chương sách giáo khoa hi vọng góp phần vào việc nâng cao chất lượng học sinh kì thi THPTQG tới đây.Với kinh nghiệm hạn chế nên đề tài khó tránh khỏi thiếu sót tơi mong đóng góp ý kiến thầy cô em học sinh Tên sáng kiến: PHÂN DẠNG VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP GIAO THOA SÓNG TRÊN MẶT NƯỚC Tác giả sáng kiến: - Họ tên: Phan Văn Trường - Địa tác giả sáng kiến: Hợp Hòa – Tam Dương – Vĩnh Phúc - Số điện thoại:.01695986659 - E_mail: phanvantruong.gvtranhungdao@vinhphuc.edu.vn Chủ đầu tư tạo sáng kiến - Tác giả sáng kiến: Phan Văn Trường - GV tổ môn: Lí- Hóa- Sinh - Trường THPT Trần Hưng Đạo (huyện Tam Dương , tỉnh Vĩnh Phúc) Lĩnh vực áp dụng sáng kiến - Phạm vi nghiên cứu: Học sinh lớp 12A1, 12A6 Trường THPT Trần Hưng Đạo - Đối tượng : Phân loại đưa phương pháp giải tập giao thoa sóng mặt nước - Địa điểm: Trường THPT Trần Hưng Đạo, huyện Tam Dương, tỉnh Vĩnh phúc Ngày sáng kiến áp dụng lần đầu áp dụng thử - Thời gian áp dụng thử: Ngày 25/11/2018 Mô tả chất sáng kiến 7.1 Cơ sở lý luận vấn đề nghiên cứu : Đối với môn vật lý trường phổ thơng, tập vật lý đóng vai trò quan trọng, việc hướng dẫn học sinh làm tập Vật lý hoạt động dạy học, cơng việc khó khăn, bộc lộ rõ trình độ người giáo viên vật lý việc hướng dẫn hoạt động trí tuệ học sinh, đòi hỏi người giáo viên học sinh phải học tập lao động không ngừng Bài tập Vật lý giúp học sinh hiểu sâu qui luật vật lý, tượng vật lý Thông qua tập dạng khác tạo điều kiện cho học sinh vận dụng linh hoạt kiến thức để tự lực giải thành công tình cụ thể khác kiến thức trở nên sâu sắc hồn thiện trở thành vốn riêng học sinh Trong trình giải vấn đề, tình cụ thể tập đề học sinh phải vận dụng thao tác tư so sánh phân tích, tổng hợp khái quát hoá để giải vấn đề, từ giúp giải giúp phát triển tư sáng tạo, óc tưởng tượng, tính độc lập suy nghĩ, suy luận Nên tập Vật lý gây hứng thú học tập cho học sinh 7.2 Thực trạng học sinh làm tập Vật lý trường THPT Trần Hưng Đạo 7.2.1 Đặc điểm tình hình nhà trường : - Trường THPT Trần Hưng Đạo có sở vật chất phục vụ cho việc giảng dạy tương đối tốt, phòng học khang trang, đẹp nhiên chưa có phòng thí nghiệm nên hạn chế để học sinh nắm bắt tượng Vật lí - Trường THP Trần Hưng Đạo tuyển học sinh đầu vào có chất lượng thấp, đa phần học sinh có học lực tương đối yếu, dẫn tới học môn Khoa học thực nghiệm mơn Vật lí em thường chán nản học đối phó, tập mang tính suy luận em gặp nhiều khó khăn - Đội ngũ giảng dạy mơn Vật lí trường trẻ, thâm niên nghề chưa cao, nên việc học hỏi từ đồng nghiệp hạn chế Tuy nhiên với sức trẻ tồn giáo viên mơn Vật lí trường khơng ngừng học hỏi, trau dồi chun mơn thuận lợi lớn cho mơn Vật lí 7.2.2 Thực trạng việc hướng dẫn học sinh làm tập giao thoa sóng mặt nước - Trong chương II : Sóng mặt nước khái niệm quen thuộc học sinh, nhiên giao thoa sóng em lại mơ hồ, song việc cho em quan sát thí nghiệm mơ máy tính em hình dung tính chất Sóng ánh sáng - Về kỹ học sinh: Do có học lực trung bình việc nắm vững khái niệm, cơng thức tính như, bước sóng, điều kiện cực đại, cực tiểu……đã khó em nên việc suy luận mở rộng để làm tập đề THPTQG lại khó Trước thực trạng tơi nhận thấy phải hướng dẫn em trước hết phải nắm vững tượng sau kiến thức sách giáo khoa cung cấp, sau từ từ đưa dạng tốn ví dụ thực tế đề thi cho em làm quen 7.2.3 CÁC DẠNG BÀI TẬP I LÍ THUYẾT CHUNG - Xét nguồn kết hợp u1=A1cos( ωt + ϕ1 ), u2=A2cos( ωt + ϕ ) - Xét điểm M vùng giao thoa có khoảng cách tới nguồn d1, d2 - Phương trình sóng u1, u2 truyền tới M: ωt + ϕ1 − 2π u1M = A1cos( ωt + ϕ2 − 2π u2M = A2cos( d1 λ d2 λ M d1 ) S1 d2 S2 ) - Phương trình sóng tổng hợp M: uM= u1M + u2M Hay Với d + d ϕ1 + ϕ d − d ∆ϕ uM = Acos π + cos ωt − π + λ λ ∆ϕ = ϕ1 − ϕ AM = A cos(π +Biên độ dao động M: d − d1 ∆ϕ + ) λ → (d1 − d ) = (k + ∆ϕ )λ 2π → ( d1 − d ) = (m + ∆ϕ + )λ 2π + Cực đại giao thoa AM max=2.A + Cực tiểu giao thoa AM min= ●Nếu hai nguồn dao động pha: - Vị trí cực đại giao thoa: d1 – d2 = kλ (k= 0; ±1; ±2….) - Vị trí cực tiểu giao thoa: d1 – d2= ( m + )λ (m= 0; ±1; ±2….) ●Hình ảnh vân giao thoa với hai nguồn pha : Cực đại( nét liền) k=-3 k=-2 k=-1 cđ3 cđ2 cđ1 m=-3 m=-2 m =-1 Cực tiểu ( nét đứt) Cực tiểu k=0 cđ k=1 m=0 k=2 k=3 cđ1 cđ2 cđ m=1 m=2 ● Nếu hai nguồn ngược pha hình ảnh giao thoa hồn tồn ngược lại, cơng thức vị trí cực đại cực tiểu ngược lai II PHÂN LOẠI BÀI TOÁN VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI Dạng 1: Xác định đaị lượng đặc trưng: λ,v,f * Phương pháp: - Dựa vào vị trí đểm M vùng giao thoa (của điểm M N) “ M cách nguồn khoảng d1 d2 thuộc CĐ CT, M đường trung trực có k dãy cực đại cực tiểu khác” - Hai cực đại liên tiếp hai cực tiểu liên tiếp đường thẳng nối nguồn cách λ/2 - Khoảng cách cực đại liên riếp cực tiểu liên tiếp đường thẳng nối nguồn λ/4 - Khoảng cách n cực đại cực tiểu liên tiếp đường thẳng nối nguồn (n-1) λ Chú ý: Để xác định điểm M thuộc cực đại cực tiểu giao thoa ( biết d1,d2, λ): + Xác định tính chất hai nguồn dao động pha hay ngược pha + Xác định : k= d1 − d λ + Hai nguồn dao động pha : Nếu k∈Z Suy M thuộc cực đại ngược lại + Hai nguồn dao động ngược pha: Nếu k∈Z Suy M thuộc cực tiểu ngược lại * Bài tập ví dụ: Bài 1: Trên mặt nước có hai nguồn sóng kết hợp A, B dao động pha, tần số f = 20 Hz Tại điểm M mặt nước cách A B d1 = 20,5 cm d2 = 25,0 cm sóng có biên độ cực đại Biết M đường trung trực AB có hai dãy cực đại khác Tính tốc độ truyền sóng mặt nước Giải M điểm dao động với biên độ cực đại (hai nguồn dao động pha) => −4,5 d1 − d = k λ ⇒ λ = k k=-1 k=-2 k=-3 M d1 A k=0 d2 O B Giữa M đường trung trực AB có hai dãy cực đại khác => M nằm đường cực đại thư ứng với k = - => λ = 1,5cm => Tốc độ truyền sóng: v = λ f = 30cm / s Bài 2: Trên mặt nước có hai nguồn phát sóng kết hợp nguồn điểm A B dao động theo phương trình: u A = u B = acos(20π t) Coi biên độ sóng khơng đổi truyền Người ta đo khoảng cách điểm đứng yên liên tiếp đoạn AB 3cm Tính tốc độ truyền sóng Giải: + Khoảng cách hai điểm đứng yên liên tiếp đoạn AB là: λ = 3cm → λ = 6cm + Tốc độ sóng: v = λ f = 60cm / s Bài 3: Hai nguồn kết hợp A, B cách 45mm mặt thoáng chất lỏng dao động theo phương trình u1 = u2 = 2cos100πt (mm) Trên mặt thống chất lỏng có hai điểm M M’ phía đường trung trực AB thỏa mãn: MA MB = 15mm M’A - M’B = 35mm Hai điểm nằm vân giao thoa loại chúng có vân loại Vận tốc truyền sóng mặt chất lỏng là: λ Giải: Giả sử M M’ thuộc vân cực đại.Khi đó: MA – MB = 15mm = k ; M’A – M’B = 35mm = (k + 2) λ => (k + 2)/k = 7/3 => k = 1,5 không thoả mãn => M M’ không thuộc vân cực đại λ Nếu M, M’ thuộc vân cực tiểu thì: MA – MB = 15mm = (2k + 1) /2; M’A – M’B = 35mm = ( k + ) + 1 λ => 2k + = 2k + => k = Vậy M, M’ thuộc λ vân cực tiểu thứ thứ Ta suy ra: MA – MB = 15mm = (2k + 1) /2 => λ = 10mm => v = λ f = 500mm/s = 0,5m/s Bài 4: Trong môi trường vật chất đàn hồi có hai nguồn kết hợp A B cách 10cm, tần số Khi vùng hai nguồn người ta quan sát thấy xuất 10 dãy dao động cực đại cắt đoạn AB thành 11 đoạn mà hai đoạn gần nguồn dài nửa đoạn lại Biết tốc độ truyền sóng mơi trường 50cm/s Tính tần số dao động hai nguồn Giải λ/2 A λ/4 B λ - Khoảng cách 10 dãy cực đại liên tiếp la hai đoạn dài nửa đoạn lại suy hai đoạn ngồi đoạn dài Vậy ta có : λ 9λ 2λ + = AB ⇔ 5λ = 10 Suy ra: λ = cm => Tần số dao động nguồn: f = v λ = 25 Hz Dạng Viết phương trình sóng tính biên độ sóng điểm vùng giao thoa * Phương pháp: - Viết phương trình sóng điểm vùng giao thoa: Sử dụng phương trình dao động tổng quát uM= u1M + u2M Hay Với d1 + d ϕ1 + ϕ d − d ∆ϕ uM = Acos π + c os ω t − π + λ λ ∆ϕ = ϕ1 − ϕ - Biên độ dao động M: d − d ∆ϕ AM = A cos π + ÷ λ với ∆ϕ = ϕ1 − ϕ2 - Chú ý: biên độ sóng từ hai nguồn khác biên độ sóng tổng hợp tai M AM2 = A12 + A22 +2A1A2cos[ 2π λ (d2-d1)+(φ1- φ2)] - Khi đó: |A1-A2| ≤ AM ≤ A1+A2 * Bài tập ví dụ: Bài 1: Thực giao thoa sóng với nguồn S1S2 pha, biên độ 1cm, bước sóng λ = 20cm điểm M cách S1 50cm cách S2 10cm có biên độ Giải: Biên độ sóng M d − d ∆ϕ AM = A cos π − ÷ λ Suy ra: hai nguồn dao động pha nên 10 − 50 AM = cos π ÷ 20 ∆ϕ = ϕ − ϕ1 =0 = cm Bài 2: Hai mũi nhọn S1, S2 cách 8cm, gắn đầu cầu rung có tần số f = 100Hz 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 S1, S2 dao động theo phương thẳng đứng với phương trình dạng: u = acos2πft Điểm M mặt chất lỏng trung điểm S1S2 có phương trình dao động là: Giải: Phương trình sóng tổng qt tổng hợp M là: uM = 2acos(π d − d1 λ )cos(200πt - π d + d1 λ ) Bước sóng: λ = v/f = 0,8 cm Với M cách S1, S2 nên d1 = d2 Khi d2 – d1 = → cos(π π d − d1 λ d + d1 λ ) = → A = 2a = 10π Vậy phương trình sóng M là: uM = 2acos(200πt - 10π) cm Bài 3: Tại hai điểm A, B mơi trường truyền sóng có hai nguồn kết hợp dao u A = a.cos(ωt )(cm) động phương với phương trình : u B = a.cos (ωt + π )(cm) Biết vận tốc biên độ nguồn truyền không đổi q trình truyền sóng Trong khoảng Avà B có giao thoa sóng hai 10 cách đỉnh hai hypebol 18 cm Tốc độ truyền sóng mặt nước là: A v = 0,25 m/s B v = 0,8 m/s C v = 0,75 m/s D v = m/s Bài Tại hai điểm A nà B mặt nước dao động tần số 16Hz, pha, biên độ Điểm M mặt nước dao động với biên độ cực đại với MA = 30cm, MB = 25,5cm, M trung trực AB có hai dãy cực đại khác vận tốc truyền sóng mặt nước A v= 36cm/s B v =24cm/s C v = 20,6cm/s D v = 28,8cm/s Đáp án B B D A A A D B B Dạng Viết phương trình sóng tính biên độ sóng điểm vùng giao thoa Bài 1: Tại hai điểm A, B môi trường truyền sóng có hai nguồn kết hợp dao động phương với phương trình : U A = a.cos (ωt )(cm) U B = a.cos (ωt + π )(cm) Biết vận tốc biên độ nguồn truyền khơng đổi q trình truyền sóng Trong khoảng Avà B có giao thoa sóng hai nguồn gây Phần tử vật chất trung điểm O đoạn AB dao động với biên độ : A a B 2a C D.a Bài 2: Ở bề mặt chất lỏng có hai nguồn phát sóng kết hợp S S2 cách 20cm Hai nguồn dao động theo phương thẳng đứng có phương trình u1 = 5cos40πt (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 3cm dao động với biên độ: A 0mm B 5mm C 10mm D 2,5 mm Bài 3: Trên mặt nước có hai nguồn phát sóng kết hợp A, B có biên độ a=2(cm), tần số f=20(Hz), ngược pha Coi biên độ sóng khơng đổi, vận tốc sóng v=80(cm/s) Biên độ dao động tổng hợp điểm M có AM=12(cm), BM=10(cm) là: A 4(cm) B 2(cm) C 2 (cm) D 43 Bài 4: Hai nguồn sóng kết hợp ln ngược pha có biên độ A gây M giao thoa với biên độ 2A Nếu tăng tần số dao động hai nguồn lên lần biên độ dao động M A B A C A D 2A Bài 5: Hai nguồn sóng kết hợp A B tần số, biên độ pha Coi biên độ sóng khơng đổi Điểm M, A,B, N theo thứ tự thẳng hàng Nếu biên độ dao động tổng hợp M có giá trị 6mm, biên độ dao động tổng hợp N có giá trị: A Chưa đủ kiện B 3mm C 6mm D 3 cm Bài 6: Hai sóng nước tạo nguồn A, B có bước sóng 0,8m Mỗi sóng riêng biệt gây M, cách A đoạn d1=3m cách B đoạn d2=5m, dao động với biên độ A Nếu dao động nguồn ngược pha biên độ dao động M hai nguồn gây là: A B A C 2A D.3A Bài 7: 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 d = 12,75λ d2 = 7,25λ có biên độ dao động a0 bao nhiêu? A a0 = 3a B a0 = 2a C a0 = a D a ≤ a0 ≤ 3a Bài 8: Tại hai điểm A B mặt nước có hai nguồn kết hợp dao động với u = acos100πt phương trình Tốc độ truyền sóng mặt nước 40 cm/s Xét điểm M mặt nước có AM = cm BM = cm Hai dao động M hai sóng từ A B truyền đến hai dao động : A pha B ngược pha C lệch pha 90º D lệch pha 120º Bài 9: Hai sóng nước tạo nguồn A, B có bước sóng 0,8m Mỗi sóng riêng biệt gây M, cách A đoạn d 1=3m cách B đoạn d2=5m, dao động với biên độ A Nếu dao động nguồn ngược pha biên độ dao động M hai nguồn gây A B A C 2A D.3A Bài 10: Trên mặt nước có hai nguồn A, B dao động theo phương trình π U A = a.cos (ωt + )(cm) U B = a.cos (ωt + π )(cm) Coi vận tốc biên độ sóng khơng đổi q trình truyền sóng Các điểm thuộc mặt nước nằm đường trung trực đoạn AB dao động với biên độ 44 A a B 2a C D.a Bài 11: Trong thí nghiệm giao thoa sóng người ta tạo mặt nước nguồn sóng A, B dao động với phương trình u A = uB = 5cos10πt (cm) Vận tốc sóng 20 cm/s Coi biên độ sóng khơng đổi Viết phương trình dao động điểm M cách A, B 7,2 cm 8,2 cm A uM = cos(10πt+ 0,15π)(cm) B uM = cos(10πt - 0,15π)(cm) C uM =5 cos(10πt + 0,15π)(cm) D uM = cos(10πt - 0,15π)(cm) Bài 12: Hai nguồn sóng S1, S2 mặt nước tạo sóng có bước sóng 2m biên độ a Hai nguồn đặt cách 4m mặt nước Biết dao động hai nguồn pha, tần số phương dao động Biên độ dao động tổng hợp M đường thẳng vng góc với S 1S2 S1 cách nguồn S1 đoạn 3m nhận giá trị A 2a B a C 0cm D 3a Đáp án 10 11 12 C C A A C C C B C A C A Dạng 3: Xác định số điểm dao động cực đại, cực tiểu đoạn thẳng nối hai nguồn S1 S2 Bài 1: Trên mặt nước có hai nguồn sóng nước giống cách AB=8(cm) Sóng truyền mặt nước có bước sóng 1,2(cm) Số đường cực đại qua đoạn thẳng nối hai nguồn là: A 11 B 12 C 13 D 14 Bài 2:Tại hai điểm A,B mặt chất lỏng cách 10(cm) có hai nguồn phát sóng theo phương thẳng đứng với phương trình : u1 = 0, 2.cos(50π t )cm u1 = 0, 2.cos(50π t + π )cm Vận tốc truyền sóng 0,5(m/s) Coi biên độ sóng không đổi Xác định số điểm dao động với biên độ cực đại đoạn thẳng AB ? A.8 B.9 C.10 D.11 Bài 3: Dao động hai điểm S1 , S2 cách 10,4 cm mặt chất lỏng có biểu thức: s = acos80πt, vận tốc truyền sóng mặt chất lỏng 0,64 m/s Số hypebol mà chất lỏng dao động mạnh hai điểm S1 S2 là: A n = B n = 13 C n = 15 D n = 26 45 Bài 4: Trên mặt nước nằm ngang, hai điểm S 1, S2 cách 8,2cm, người ta đặt hai nguồn sóng kết hợp, dao động diều hồ theo phương thẳng đứng có tần số 15Hz ln dao động pha Biết tốc độ truyền sóng mặt nước 30cm/s coi biên độ sóng không đổi truyền Số điểm dao động với biên độ cực đại đoạn S1S2 là: A 11 B C D Bài 5: Hai điểm S1, S2 mặt chất lỏng, cách 18cm, dao động pha với biên độ a tần số f = 20 Hz Tốc độ truyền sóng mặt chất lỏng v = 1,2m/s Nếu khơng tính đường trung trực S 1S2 số gợn sóng hình hypebol thu là: A gợn B gợn C gợn D 16 gợn Bài 6: Tại hai điểm O1, O2 cách 48cm mặt chất lỏng có hai nguồn phát sóng dao động theo phương thẳng đứng với phương trình: u 1=5cos100πt(mm) u2=5cos(100πt+π)(mm) Vận tốc truyền sóng mặt chất lỏng 2m/s Coi biên độ sóng khơng đổi q trình truyền sóng Trên đoạn O 1O2 có số cực đại giao thoa A 24 B 26 C 25 D ĐA: C C B D C A Dạng 4: Xác định số điểm dao động cực đại, cực tiểu đoạn thẳng vùng giao thoa Bài 1: Trên mặt nước, hai nguồn kết hợp A, B cách 40cm dao động pha, có bước sóng 6cm Hai điểm CD nằm mặt nước mà ABCD hình chữ nhât, AD=30cm Số điểm cực đại đứng yên đoạn CD : A B C 13 12 D 11 10 Bài 2: Tại điểm A, B cách 13cm mặt nước có nguồn sóng đồng , tạo sóng mặt nước có bước sóng 1,2cm M điểm mặt nước cách A B 12cm 5cm N đối xứng với M qua AB Số hyperbol cực đại cắt đoạn MN : A.0 B C D Bài 3: Cho nguồn sóng kết hợp đồng pha dao động với chu kỳ T=0,02 mặt nước, khoảng cách nguồn S1S2 = 20m.Vận tốc truyền sóng mtruong 46 40 m/s.Hai điểm M, N tạo với S 1S2 hình chữ nhật S1MNS2 có cạnh S1S2 cạnh MS1 = 10m.Trên MS1 có số điểm cực đại giao thoa A 10 điểm B 12 điểm C điểm D 11 điểm Bài 4: Trên mạt nước nằm ngang có hai nguồn sóng kết hợp pha A B cách 6,5cm, bước sóng λ=1cm Xét điểm M có MA=7,5cm, MB=10cm số điểm dao động với biên độ cực tiêu đoạn MB là: A.6 B.9 C.7 D.8 Bài 5: Trong thí nghiệm giao thoa sóng mặt chất lỏng, hai nguồn AB dao động ngược pha với tần số f =20 Hz, vận tốc truyền sóng mặt chất lỏng v = 40 cm/s Hai điểm M, N mặt chất lỏng có MA = 18 cm, MB =14 cm, NA = 15 cm, NB = 31 cm Số đường dao động có biên độ cực đại hai điểm M, N A đường Bài 6: B 10 đường C 11 đường D đường Hai nguồn kết hợp A,B cách 16cm dao động vng góc π với mặt nước theo phương trình : x = a cos50 t (cm) C điểm mặt nước thuộc vân giao thoa cực tiểu, C trung trực AB có vân giao thoa cực đại Biết AC= 17,2cm BC = 13,6cm Số vân giao thoa cực đại qua cạnh AC : A 16 đường B đường C đường D đường Bài : Tại hai điểm mặt nước, có hai nguồn phát sóng A B có phương trình u = acos(40πt) (cm), vận tốc truyền sóng 50(cm/s), A B cách 11(cm) Gọi M điểm mặt nước có MA = 10(cm) MB = 5(cm) Số điểm dao động cực đại đoạn AM A B C D Bài 8: Tại hai điểm A, B mặt chất lỏng có hai nguồn phát sóng dao động điều hòa theo phương trình u1=u2=acos(100πt)(mm) AB=13cm, điểm C mặt chất lỏng cách điểm B khoảng BC=13cm hợp với AB góc 120 0, tốc độ truyền sóng mặt chất lỏng 1m/s Trên cạnh AC có số điểm dao động với biên độ cực đại A 11 B 13 C D 10 Bài 9: Tại hai điểm S1 S2 mặt nước cách 20(cm) có hai nguồn phát sóng dao động theo phương thẳng đứng với phương trình u1 = 2cos(50π t)(cm) u2 = 3cos(50π t -π )(cm) , tốc độ truyền sóng mặt nước 1(m/s) ĐiểmM mặt nước cách hai nguồn sóng S1,S2 12(cm) 16(cm) Số điểm dao động với biên độ cực đại đoạn S2M A.4 B.5 C.6 D.7 ĐA: 47 B D A B B D D A C Dạng 5: Xác định số điểm cực đại, cực tiểu đường tròn tâm O (O trung điểm AB) đường Elip Bài 1: Trên bề mặt chất lỏng hai nguồn dao động với phương trình tương ứng là: u A = cos(10πt )cm; u A = cos(10πt + π )cm Tốc độ truyền sóng mặt thống chất lỏng 50cm/s, cho điểm C đoạn AB cách A, B tương ứng 28cm, 22cm Vẽ đường tròn tâm C bán kính 20cm, số điểm cực đại dao động đường tròn là: A 16 B 12 C 18 D 14 Bài 2: Ở mặt nước có hai nguồn sóng A B cách 15 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 tròn tâm O, đường kính 15cm, nằm mặt nước có số điểm ln dao động với biên độ cực đại A 20 B 24 C 17 D 26 Bài Trong thí nghiệm giao thoa sóng mặt nước, hai nguồn AB cách 14,5 cm dao động ngược pha Điểm M AB gần trung điểm O AB nhất, cách O đoạn 0,5 cm dao động cực đại Số điểm dao động cực đại đường elíp thuộc mặt nước nhận A, B làm tiêu điểm : A 26 B.28 C 18 D.14 Bài 4: Ở mặt nước có hai nguồn sóng A B cách 15 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 tròn tâm O, đường kính 20cm, nằm mặt nước có số điểm ln dao động với biên độ cực đại A 18 B 16 C 32 D 17 Bài 5: Trong thí nghiệm giao thoa sóng mặt nước, hai nguồn AB cách 15cm dao động ngược pha Điểm M AB gần trung điểm I AB nhất, cách I 1cm dao động cực đại Số điểm dao động cực đại đường elíp thuộc mặt nước nhận A, B làm tiêu điểm là: A 16 điểm B 30 điểm C 28 điểm D 14 điểm ĐA: 48 A C B A B Dạng 6: Xác định khoảng cách lớn nhỏ từ điểm M nằm đường thẳng vng góc với AB đến hai nguồn Bài 1: Trên bề mặt chất lỏng có hai nguồn phát sóng kết hợp S1, S2 dao động pha, cách khoảng S1S2= 40 cm Biết sóng nguồn phát có tần số f = 10 Hz, vận tốc truyền sóng v = m/s Xét điểm M nằm đường thẳng vng góc với S1S2 S1 Đoạn S1M có giá trị lớn để M có dao động với biên độ cực đại? A 50 cm B 40 cm C 30 cm D 20 cm Bài 2: bề mặt chất lỏng có nguồn kết hợp S1,S2 dao động pha, cách khoảng m Biết sóng nguồn phát có tần số f = 10 Hz, vận tốc truyền sóng v = m Xét điểm M nằm đường vng góc với S1S2 S1 Để M có dao động với biên độ cực đại đoạn S1M có giá trị nhỏ A 6,55 cm Bài B 15 cm C 10,56 cm D 12 cm Biết A B nguồn sóng nước giống cách 4cm C AC ⊥ AB điểm mặt nước, cho Giá trị lớn đoạn AC để C nằm đường cực đại giao thoa 4,2cm Bước sóng có giá trị bao nhiêu? A 2,4cm B 3,2cm C 1,6cm D 0,8cm Bài 4: Tại hai điểm A B mặt chất lỏng có hai nguồn phát sóng pha cách AB = 8cm, dao động với tần số f = 20Hz pha ban đầu Một điểm M mặt nước, cách A khoảng 25 cm cách B khoảng 20,5 cm, dao động với biên độ cực đại Giữa M đường trung trực AB có hai vân giao thoa cực đại Coi biên độ sóng truyền khơng giảm.Điểm Q cách A khoảng L thỏa mãn AQ đại ⊥ A.20,6cm AB.Tính giá trị cực đại L để điểm Q dao động với biên độ cực B.20,1cm C.10,6cm D.16cm Bài 5: Trên mặt nước có hai nguồn kết hợp A, B cách 15 cm, dao động với phương trình uA = acos(ωt + ) cm; uB = acos(ωt - ) cm; λ = cm M điểm đường thẳng By vng góc với AB B cách A khoảng 20 cm Điểm dao động với biên độ cực tiểu AM cách M khoảng xa A 19,46 cm B 19,36 cm C 19,77 cm D 19,62 cm Bài 6: Trên mặt nước có hai nguồn kết hợp A, B cách 16 cm, dao động với phương trình uA = acos(ωt + ) cm; uB = acos(ωt + ) cm; λ = 1, 2cm M điểm đường thẳng Ax vuông góc với AB A cách B khoảng 20 cm Điểm dao động với biên độ cực đại AM xa A cách A khoảng 49 A 12,4 cm B 11,5 cm C 12,7 cm D 11,7 cm Bài 7: Trên mặt nước có hai nguồn kết hợp A, B dao động ngược pha, cách 14 cm Tần số sóng tốc độ truyền sóng có giá trị 20 Hz 30 cm/s Điểm M dao động với biên độ cực đại đường thẳng By vng góc với AB B M cách A khoảng lớn A 130,29 cm B 130,47 cm C 129,13 cm D 140,61 cm Bài 8: Trên mặt nước có hai nguồn kết hợp A, B cách 10,5 cm, dao động ngược pha với bước sóng phát 1,4 cm M điểm nằm đường thẳng By vng góc với AB B cách A khoảng 15 cm Điểm dao động với biên độ cực đại MB gần M cách A khoảng A 12,94 cm B 12,64 cm C 12,78 cm C C C A D B A B D 12,54 cm Dạng Xác định vị trí điểm M nằm đường trung trực gần hai nguồn dao động pha ngược pha với nguồn Bài Hai nguồn phát sóng kết hợp S1, S2 mặt nước cách 30 cm phát hai dao động điều hoà phương, tần số f = 50 Hz pha ban đầu không Biết tốc độ truyền sóng mặt chất lỏng v = 6m/s Những điểm nằm đường trung trực đoạn S 1S2 mà sóng tổng hợp ln dao động ngược pha với sóng tổng hợp O ( O trung điểm S 1S2) cách O khoảng nhỏ là: A cm B 6 cm C cm D cm Bài 2: Ở mặt chất lỏng có hai nguồn sóng A, B cách 16 cm, dao động theo u A = u B = a cos 50πt phương thẳng đứng với phương trình : (với t tính s) Tốc độ truyền sóng mặt chất lỏng 50 cm/s Gọi O trung điểm AB, điểm M mặt chất lỏng nằm đường trung trực AB gần O cho phần tử chất lỏng M dao động ngược pha với phần tử O Khoảng cách MO A 17 cm B cm C cm D cm Bài 3: Ở mặt thống chất lỏng có hai nguồn sóng kết hợp S1 S2 cách 20cm, dao động theo phương thẳng đứng với phương trình u = 2cos40πt (mm) Biết tốc độ truyền sóng mặt chất lỏng 40 cm/s Phần tử O thuộc bề mặt chất lỏng trung điểm S1S2 Điểm mặt chất lỏng thuộc trung trực S1S2 dao động pha với O, gần O nhất, cách O đoạn: 50 A 6,6cm B 8,2cm C 12cm D 16cm Bài 4: Hai nguồn sóng kết hợp, đặt A B cách 20 cm dao động theo phương trình u = acos(ωt) mặt nước, coi biên độ khơng đổi, bước sóng λ = cm Gọi O trung điểm AB Một điểm nằm đường trung trực AB, dao động pha với nguồn A B, cách A B đoạn nhỏ A.12cm B.10cm C.13.5cm D.15cm ĐA: B A A A Dạng Xác định số điểm dao động pha, ngược pha với nguồn điểm cho trước Bài 1: Hai nguồn sóng kết hợp mặt nước cách đoạn S 1S2 = 9λ phát dao động u = cos(20πt) Trên đoạn S1S2, số điểm có biên độ cực đại pha với ngược pha với nguồn (không kể hai nguồn) là: A B C 17 D 16 Bài 2: Hai nguồn sóng kết hợp mặt nước S 1, S2 dao động với phương trình: u = asin(ωt), u2 = acos(ωt) S1S2 = 6λ Điểm M gần trung trực S1S2 dao động pha với u1 cách S1S2 bao nhiêu? A 25λ/8 B 5λ/8 C 9λ/8 D 7λ/8 Bài 3: Ở mặt chất lỏng có hai nguồn sóng A, B cách 18 cm, dao động theo phương thẳng đứng với phương trình uA = uB = acos(50πt ) mm Tốc độ truyền sóng mặt chất lỏng 50 cm/s Gọi O trung điểm AB, điểm M mặt chất lỏng nằm đường trung trực AB gần O cho phần tử chất lỏng M dao động vuông pha với phần tử O Khoảng cách MO A 17 cm B 3,04 cm C cm D 19 cm Bài 4: Trên mặt nước có hai nguồn kết hợp AB pha cách đoạn 12 cm dao động vng góc với mặt nước tạo sóng với bước sóng 1,6 cm Gọi C điểm mặt nước cách hai nguồn cách trung điểm O đoạn AB khoảng cm Hỏi đoạn CO, số điểm dao động pha với nguồn A B C D Bài 5: Trong tượng giao thoa sóng nước, hai nguồn sóng A B cách 20 cm dao động pha, tần số ƒ = 40 Hz Gọi H trung điểm đoạn AB, M điểm đường trung trực AB dao động pha với hai nguồn Tốc độ truyền sóng mặt nước 60 cm/s Khoảng cách gần từ M đến H 51 A 6,2 cm B 3,2 cm C 2,4 cm D 4,2 cm Bài 6: Hai nguồn kết hợp A B cách 28 cm dao động theo phương trình u = acos(ωt) mm Khoảng cách gợn sóng gần đường thẳng nối AB 1,5 cm Điểm gần dao động pha với nguồn đường trung trực AB cách nguồn A đoạn A 14 cm B 18 cm C 12 cm B D B B B D D 15 cm Dạng 9: Dịch nguồn thỏa mãn điều kiện Bài 1: Hai nguồn A,B dao động pha, cách 26cm , bước sóng 1,75cm M điểm mặt nước cho MA=24cm, M thuộc đường tròn đường kính AB Hỏi phải dịch B theo phương AB khoảng nhỏ đểM cực đại A.0,83cm B.9,8cm C.3,8cm D 3,4cm Dạng 10: Tìm số điểm dao động với biên độ khác biên độ trung gian Bài 1: Hai nguồn AB cách 10,4cm , dao động lệch pha 900,cùng tần số 20HZ, biên độ 5cm , bước sóng 2cm Tìm số điểm có biên độ thẳng nối hai nguồn A.19 B 21 C.22 2cm đường D.20 Bài 2: Trong thí nghiệm giao thoa sóng mặt nước, có hai nguồn kết hợp A B dao động pha, biên độ a, tần số 20 Hz, cách 10 cm Tốc độ truyền sóng mặt nước 30 cm/s, coi biên độ sóng khơng đổi Trong q trình truyền Gọi C D hai điểm mặt nước cho ABCD hình vng Số điểm dao động với biên độ a đoạn CD A B C 12 D 10 ĐA: 1B, 2C Dạng 11: Các toán liên quan tới khoảng cách cực đại, cực tiểu điểm đường thẳng song song với hai nguồn Bài 1: Hai nguồn kết hợp A, B cách cm, dao động với phương trình u A = acos(ωt - π/4) cm; uB = acos(ωt + π/4) cm, λ = cm Một đường thẳng xx’ // AB cách AB khoảng cm M điểm dao động với biên độ cực đại xx’ M cách trung điểm O AB gần khoảng 52 A 3,025 cm B 3,258 cm C 3,932 cm D 3,442 cm Bài 2: Trên mặt nước có hai nguồn kết hợp A, B cách cm, dao động pha với bước sóng phát 1,5 cm Một đường thẳng xx’ // AB cách AB khoảng cm M điểm dao động với biên độ cực đại xx’ gần A Hỏi M cách trung trực AB khoảng bao nhiêu? A 4,66 cm B 4,24 cm C 4,16 cm D 4,76 cm Bài 3: Hai nguồn kết hợp A, B cách 10 cm, dao động với phương trình uA = acos(ωt) cm; uB = acos(ωt - ) cm, λ = 1,2 cm Một đường thẳng xx’//AB cách AB khoảng cm M điểm dao động với biên độ cực đại xx’ gần A M cách A khoảng A 8,056 cm B 8,214 cm C 8,0159 cm D 8,422 cm Bài 4: Trên mặt nước có hai nguồn kết hợp A, B cách cm, dao động pha với bước sóng phát 1,5 cm Một đường thẳng xx’//AB cách AB khoảng cm M điểm dao động với biên độ cực đại xx’ gần A Hỏi M cách B khoảng bao nhiêu? A 10,64 cm B 10,44 cm C 10,54 cm D 10,84 cm ĐA: A A A C Dạng 12: Các toán liên quan tới khoảng cách cực đại, cực tiểu điểm đường tròn Bài 1: Trên mặt nước có hai nguồn kết hợp A, B dao động với pt u A = acos(ωt); uB = acos(ωt + ) Biết AB = 15 cm bước sóng nguồn phát cm Điểm M dao động với biên độ cực đại đường tròn đường kính AB gần A cách A khoảng A 0,45 cm B 0,49 cm C 0,65 cm D 0,56 cm Bài 2: Trên mặt nước có hai nguồn kết hợp A, B dao động với pt u A = acos(ωt+ ); uB = acos(ωt) Biết AB = cm bước sóng nguồn phát cm Điểm M dao động với biên độ cực đại đường tròn đường kính AB gần đường trung trực AB cách đường AB khoảng A 3,912 cm B 3,144 cm C 3,995 cm D 3,624 cm Bài 3: Trên mặt nước có hai nguồn kết hợp A, B dao động với pt u A = acos(ωt); uB = acos(ωt + ) Biết AB = 15 cm bước sóng nguồn phát cm Điểm M dao động với biên độ cực đại đường tròn đường kính AB gần đường trung trực AB cách đường AB khoảng 53 A 7,8545 cm B 7,4865 cm C 7,6545 cm D 7,4565 cm Bài 4: Trên mặt nước có hai nguồn kết hợp A, B dao động ngược pha cách 10 cm, bước sóng sóng từ nguồn phát cm Điểm M dao động với biên độ cực đại đường tròn đường kính AB cách xa đường trung trực khoảng A 4,412 cm B 4,876 cm C 4,478 cm B C B D D 4,976 cm Dạng 13: Bài toán liên quan tới tỉ số li độ, tỉ số vận tốc hai điểm vùng giao thoa Bài 1: Trên mặt thoáng chất lỏng có hai nguồn sóng kết hợp A, B dao động theo phương trình uA = uB = acos20πt (mm) Coi biên độ sóng khơng đổi, tốc độ truyền sóng v = 60 cm/s Hai điểm M1, M2 nằm elip nhận A, B làm tiêu điểm có M1A – M1B = –2 cm M2A – M2B = cm Tại thời điểm li độ M1 mm điểm M2 có li độ? A (cm) B -2 (cm) C –2 (cm) D (cm) Bài 2: Trên bề mặt chất lỏng có hai nguồn dao động u S1 = 4cos(40πt) ; uS2 = 4cos(40πt + π/3) mm, tốc độ truyền sóng 120 cm/s Gọi O trung điểm S1S2, lấy hai điểm A, B nằm S1S2 cách O khoảng cm 0,5 cm Tại thời điểm t li độ điểm A 1,2 cm li độ điểm B có giá trị là: A cm/s B -0,4 cm C 0,6 cm D -0, cm Bài 3: Trên bề mặt chất lỏng có hai nguồn dao động uS1 = 4cos(40πt) mm; uS2 = 4cos(40πt + π/3) mm, tốc độ truyền sóng 120 cm/s Gọi O trung điểm S1S2, lấy hai điểm A, B nằm S1S2 cách O khoảng 0,5 cm cm Tại thời điểm t vận tốc điểm A 12 cm/s vận tốc dao động điểm B có giá trị là: A 12 cm/s B -12cm/s C 36 cm/s B B C D -12 cm/s 7.2.4 Khả áp dụng sáng kiến - Sáng kiến áp dụng q trình học sinh ôn thi THPTQG trường phổ thông, áp dụng cho học sinh ôn thi lại để đỗ vào trường ĐH sau tốt nghiệp Những thông tin cần bảo mật: Không 54 Các điều kiện cần thiết để áp dụng sáng kiến - Về phía giáo viên + Giáo viên tâm huyết với nghề, không ngừng trao đổi kinh nghiệm giảng dạy, sử dụng linh hoạt phương pháp dạy học + Sử dụng công nghệ thông tin hỗ trợ q trình tìm tòi kiến thức, cập nhật tác phẩm văn học gắn liền với kiến thức địa lí - Về phía nhà trường + Hỗ trợ sở vật chất, thông tin, tư liệu để hỗ trợ kịp thời cho giáo viên trình giảng dạy + Sự quan tâm đạo sát sao, động viên kịp thời từ Ban lãnh đạo Nhà trường cần thiết 10 Đánh giá lợi ích thu 10.1 Đánh giá lợi ích thu dự kiến thu áp dụng sáng kiến theo ý kiến tác giả - Qua thực tế dạy lớp 12A1,12A4 thu kết sau cho làm kiểm tra : Lớp 12A1: Tổng số học sinh 30(hs) 2(hs) Từ – 4,9 6(hs) Từ – 7,9 20(hs) 2(hs) Lớp 12A4: Tổng số học sinh 29(hs) Từ – 4,9 Từ – 7,9 5(hs) 15(hs) 9(hs) - Qua số liệu thấy lớp thực nghiệm 12A1 có kết tốt lớp 12A4 khơng áp dụng sáng kiến 10.2 Đánh giá lợi ích thu dự kiến thu áp dụng sáng kiến theo ý kiến tổ chức, cá nhân 55 Thông qua buổi sinh hoạt chuyên môn, sáng kiến TỔ - NHĨM chun mơn đánh giá cao Kết khả quan đánh giá thông qua kiểm tra phiếu trắc nghiệm thăm dò ý kiến hứng thú học tập học sinh 11 Danh sách tổ chức/cá nhân tham gia áp dụng thử áp dụng sáng kiến lần đầu Số T T Tên tổ chức/cá nhân Địa Phạm vi/Lĩnh vực Phan Văn Trường Trường Giải tập giao thoa sóng đề thi THPT Trần THPTQG ĐH, CĐ Hưng Đạo Nguyễn Thị Đào Trường Giải tập giao thoa sóng số THPT Trần đề thi thử THPTQG Hưng Đạo áp dụng sáng kiến Tam Dương, ngày tháng năm 2018 Tam Dương, ngày tháng năm 2018 Thủ trưởng đơn vị/ Tác giả sáng kiến Chính quyền địa phương (Ký, ghi rõ họ tên) (Ký tên, đóng dấu) Phan Văn Trường 56 TÀI LIỆU THAM KHẢO SGK; SBT: SGV vật lý 12 100 đề ôn luyện vật lý – Vũ Thanh Khiết- Nhà xuất đại học Quốc Gia Hà Nội 3.Cẩm nang ôn thi đại học-Nguyễn anh Vinh 57 ... thiếu sót tơi mong đóng góp ý kiến thầy em học sinh Tên sáng kiến: PHÂN DẠNG VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP GIAO THOA SÓNG TRÊN MẶT NƯỚC Tác giả sáng kiến: - Họ tên: Phan Văn Trường - Địa tác giả sáng... động nguồn: f = v λ = 25 Hz Dạng Viết phương trình sóng tính biên độ sóng điểm vùng giao thoa * Phương pháp: - Viết phương trình sóng điểm vùng giao thoa: Sử dụng phương trình dao động tổng quát... 7.2.2 Thực trạng việc hướng dẫn học sinh làm tập giao thoa sóng mặt nước - Trong chương II : Sóng mặt nước khái niệm quen thuộc học sinh, nhiên giao thoa sóng em lại mơ hồ, song việc cho em quan