Chương 2 - Chủ đề 1 - Sóng cơ, giao thoa sóng và sóng dừng

Ngày soạn: Ngày dạy: Số tiết:4 CHỦ ĐỀ: SÓNG CƠ GIAO THOA SÓNG A Phần chung I Nội dung chủ đề Khái niệm sóng  Sóng dao động học lan truyền môi trường  Sóng nước truyền theo phương khác với vận tốc v  Sóng ngang sóng phần tử mơi trường dao động theo phương vng góc với phương truyền sóng - Trừ sóng nước, cịn sóng ngang truyền chất rắn  Sóng dọc sóng mà phần tử môi trường dao động theo phương trùng với phương truyền sóng Sóng dọc truyền mơi trường rắn, lỏng, khí  Sóng khơng truyền chân khơng Các đặc trưng sóng hình sin a Biên độ sóng: Biên độ A sóng biên độ dao động phần tử mơi trường có sóng truyền qua b Chu kì sóng: Là chu kì dao động phần tử mơi trường có sóng truyền qua gọi tần số sóng c Tốc độ truyền sóng: Là tốc độ lan truyền dao động môi trường Đối với mơi trường vận tốc truyền sóng giá trị khơng đổi d Bước sóng: Bước sóng λ quãng đường mà sóng truyền chu kì e Năng lượng sóng: Là lượng phần tử mơi trường có sóng truyền qua Phương trình sóng  Xét sóng hình sin lan truyền mơi trường Sóng phát từ nguồn đặt O - Phương trình dao động O: u0 = Acos(t) - Thời gian sóng truyền từ O đến M = Vậy pha dao động M vào thời điểm t pha dao động O vào thời điểm t1 = t – Do đó: uM =Acos(t – ) =Acos(t – ) = Acos(t –2 ) Với uM li độ M có tọa độ x vào thời điểm t Vậy:uM=Acos (t –2  ) (1) hay: uM=Acos (2) Phương trình (2) phương trình sóng hình sin truyền theo trục x uM=Acos (2) - Phương trình sóng M phương trình tuần hồn theo thời gian không gian - Sau chu kì dao động điểm lập lại cũ - Cách bước sóng điểm dao động giống hệt Giao thoa sóng  Hiện tượng giao thoa : tượng hai sóng gặp tạo nên gợn sóng ổn định  Cực đại cực tiểu giao thoa + Dao ®éng cđa mét ®iĨm vïng giao thoa - Xét điểm M mặt nước cách S1, S2 khoảng d1, d2 d = d2 – d1: hiệu đường hai sóng Giả sử phương trình sóng hai nguồn có dạng : u = u = Acost =Acos - Phương trình sóng sóng S1 truyền đến M: - Phương trình sóng sóng S2 truyền đến M: - Dao động tổng hợp M: u = u1 + u2 Hay: Vậy: - Dao động M dao động điều hồ với chu kì T - Biên độ dao động M: + Vị trí cực đại cực tiểu giao thoa a Những điểm dao động với biên độ cực đại (cực đại giao thoa) d2 – d1 = k Với k = 0, 1, 2… b Những điểm đứng yên, có dao động triệt tiêu (cực tiểu giao thoa)  Với (k = 0, 1, 2…) Hiện tượng giao thoa Để có tượng giao thoa sóng mặt nước hai sóng phải : - Dao động phương, tần số ( hay chu kì ) - Có hiệu số pha khơng đổi theo thời gian  Hai sóng thoả mãn điều kiện giao thoa gọi hai sóng kết hợp Sóng dừng  Sóng tới sóng phản xạ, truyền theo phương, giao thoa với nhau, tạo thành hệ sóng dừng + Những điểm ln ln đứng yên nút dao động + Những điểm luôn dao động với biên độ lớn bụng dao động  Sóng truyền sợi dây trường hợp xuất nút bụng dao động goi sóng dừng  Sóng dừng sợi dây có hai đầu cố định + Hai đầu P Q hai nút + Vị trí nút: - Các nút nằm cách đầu P đầu Q khoảng số nguyên lần nửa bước sóng: - Hai nút liên tiếp cách khoảng c Vị trí bụng - Các bụng nằm cách hai đầu cố định khoảng số lẻ lần - Hai bụng liên tiếp cách khoảng d Điều kiện có sóng dừng  Sóng dừng sợi dây có đầu cố định, đầu tự + Đầu A cố định nút, đầu P tự bụng dao động + Hai nút liên tiếp hai bụng liên tiếp cách khoảng + Điều kiện để có sóng dừng: II Mục tiêu học Kiến thức - Phát biểu định nghĩa sóng cơ, sóng dọc, sóng ngang nêu ví dụ sóng dọc, sóng ngang - Phát biểu định nghĩa tốc độ truyền sóng, bước sóng, tần số sóng, biên độ sóng lượng sóng - Hiểu chất trình truyền sóng truyền pha dao động truyền lượng - Hiểu tính tuần hồn theo thời gian khơng gian sóng - Hiểu vai trị sóng đời sống - Mơ tả tượng giao thoa hai sóng mặt nước nêu điều kiện để có giao thoa hai sóng - Viết cơng thức biên độ dao động điểm vùng giao thoa - Viết cơng thức xác định vị trí cực đại cực tiểu giao thoa - Mô tả tượng sóng dừng sợi dây nêu điều kiện để có sóng dừng - Giải thích tượng sóng dừng - Viết cơng thức xác định vị trí nút bụng sợi dây trường hợp dây có hai đầu cố định dây có đầu cố định, đầu tự - Nêu điều kiện để có sóng dừng trường hợp - Nắm phương pháp giải toán sóng dừng dây - Lấy ví dụ sóng dừng dây, sóng dừng ống sáo Kỹ - Viết phương trình sóng - Giải loại tập điển hình phương trình sóng - Phân biệt sóng dọc sóng ngang - Vẽ hình mơ tả lan truyền sóng thời điểm: t = 0; T/4 , 2T/4 3T/4 - Biết cách tổng hợp hai dao động phương, tần số, biên độ để tính vị trí cực đại cực tiểu giao thoa - Biết cách dựa vào cơng thức để tính bước sóng, số lượng cực đại giao thoa, cực tiểu giao thoa - Sử dụng thí nghiệm kiểm chứng lại phụ thuộc bước sóng vào tần số, lực căng dây: dựa thay đổi số bụng sóng thay đổi tần số lực căng dây - Xác định bước sóng tốc độ truyền sóng phương pháp sóng dừng - Giải loại tập điển hình sóng dừng dây - Đọc, hiểu tài liệu ( SGK) Thái độ + Hứng thú học tập, tích cực tự chủ chiếm lĩnh kiến thức + Có tinh thần học tập hợp tác Năng lực Nhóm lực Năng lực thành phần K1:Trình bày kiến thức tượng, đại lượng, định luật, nguyên lí vật lí bản, phép đo, số vật lí K2: Trình bày mối quan hệ kiến thức vật lí Năng lực sử dụng kiến thức K3: Sử dụng kiến thức vật lí để thực nhiệm vụ học tập K4: Vận dụng kiến thức vật lí vào tình thực tiễn Năng lực P2: Mô tả tượng tự phương nhiên ngơn ngữ vật lí pháp quy luật vật lí tượng Mơ tả mức độ thực chủ đề - Trình bày định nghĩa sóng học, sóng ngang, sóng dọc - Nêu điều kiện giao thoa sóng - Nêu cực đại, cực tiểu giao thoa - Nêu định nghĩa sóng dừng - Nêu bụng sóng, nút sóng, bó sóng - Viết cơng thức xác định vị trí nút bụng sợi dây trường hợp dây có hai đầu cố định dây có đầu cố định, đầu tự - Viết phương trình liên hệ vận tốc, chu kì, bước sóng - Viết phương trình liên hệ vận tốc, chu kì, bước sóng - Viết cơng thức xác định tần số sóng dừng hai trường hợp - Nêu sóng dừng trường hợp riêng giao thoa sóng - Vận dụng phương trình sóng, cơng thức tính bước sóng để giải số tốn điển hình - Biết cách tổng hợp hai phương trình sóng để tính vị trí cực đai, cực tiểu giao thoa - Giải tập liên quan đến giao thoa sóng - Vận dụng kiến thức học: giải tốn tìm chiều dài dây; xác định số bụng, số nút dây; xác định tần số… - Vận dụng kiến thức sóng giải thích tượng: sóng địa chấn, động đất, sóng âm thanh… - Vận dụng kiến thức giao thoa sóng giải thích hoạt động dộngđất, sóng thần… - Giải thích sơ hoạt động loại đàn, sáo… - Xác định bước sóng tốc độ truyền sóng phương pháp sóng dừng - Mơ tả chất q trình truyền sóng - Mơ tả tính tuần hồn sóng khơng gian theo thời gian - Mơ tả hình ảnh giao thoa sóng - xác định vị trí cực đại, cực tiểu - Mơ tả tượng sóng dừng - giải thích khác nguồn âm khác biệt họa âm P5: Lựa chọn sử dụng cơng cụ tốn học phù hợp học tập vật lí P6: Chỉ điều kiện lí tưởng tượng vật lí Năng lực X1: Trao đổi kiến thức ứng dụng trao đổi vật lí ngơn ngữ vật lí thơng tin cách diễn tả đặc thù vật lí X2: Phân biệt mô tả tượng tự nhiên ngôn ngữ đời sống ngôn ngữ vật lí X6: Trình bày kết từ hoạt động học tập vật lí X7 Thảo luận kết cơng việc vấn đề liên quan góc nhìn vật lí Năng cá thể lực C1: Xác định trình độ có kiến thức, kĩ nãng , thái độ cá nhân học tập vật lí Vận dụng tốt cơng thức lượng giác, đường trịn… - vận dụng cơng thức lượng giác tìm vị trí cực đại, cực tiểu - Nhận xét tính chất đường hypebol - vận dụng mối liên hệ tần số dao động theo tỉ lệ, giải tốn sóng dừng - Vận dụng công thức biên độ dao động điểm dây để giải toán liên quan - Chỉ rõ coi q trình truyền sóng lượng không bị đi, biên độ tất phần tử - Chỉ điều kiện giao thoa sóng - Chỉ sóng dừng trường hợp riêng giao thoa sóng: giao thoa sóng tới sóng phản xạ phương truyền sóng - Sử dụng linh hoạt xác khái niệm: bước sóng, chu kì, biên độ sóng… - HS trao đổi kiến thức ứng dụng giao thoa sóng thực tế ngơn ngữ vật lí - sử dụng nhuần nhuyễn khái niệm: sóng dừng, nút, bụng, bó sóng, múi sóng, … - với ví dụ cụ thể sóng nước: HS xác bước sóng, chu kì,, tần số sóng, biên độ sóng… - làm rõ khái niệm: cực đại, cực tiểu giao thoa - Làm rõ khái niệm cực đại bậc k, cực tiểu thứ k - Trình bày có khoa học, hợp lý cách giải số dạng toán điển hình giao thoa sóng - Giải tập sóng dừng Thảo luận kết thực nhiệm vụ học tập thân bạn - Chỉ sai lầm cách xác định số nút, số bụng sóng với trường hợp khác sợi dây - Nắm vững công thức liên quan đến sóng học - Xác định trình độ thân sóng dừng: nắm vững điều kiện có sóng dừng, cách tính số nút, số bụng dây; xác định tần số tạo sóng dừng dây… C3: Chỉ vai trị (cơ hội) Trình bày ý nghĩa giao thoa sóng hạn chế quan điểm vật lí thực tế đời sống trường hợp cụ thể Liên hệ với số tình gắn với địa lý mơn vật lí ngồi mơn vật lí - Nhận vai trị ngành nghiên cứu C6: Nhận ảnh hưởng vật lí địa chấn lịch sử xã hội lên mối quan hệ xã hội lịch - Xác định vai trị sóng dừng sử thực tế đời sống: hoạt động loại nhạc cụ… III CHUẨN BỊ Giáo viên - Chuẩn bị phương pháp dạy học : thực nghiệm, hoạt động nhóm thảo luận, đàm thoại - Chuẩn bị phương tiện dạy học: Bộ TN sóng học; sóng dừng dây Học sinh: Ôn tập lại kiến thức dao động học IV THIẾT KẾ TIẾN TRÌNH DẠY HỌC - Phân chia thời gian + Tiết 12-13: Đại cương sóng truyền sóng + Tiết 14: Giao thoa sóng + Tiết 15: Sóng dừng B Kế hoạch chi tiết Tiết 12-13: SÓNG CƠ VÀ SỰ TRUYỀN SÓNG CƠ I Mục tiêu Kiến thức, kỹ năng, thái độ * Kiến thức: - Nêu định nghĩa sóng Phân biệt sóng dọc sóng ngang - Giải thích ngun nhân tạo thành sóng - Nêu ý nghĩa đại lượng đặc trưng cho sóng (biên độ, chu kì, tần số, bước sóng, vận tốc truyền sóng) - Viết phương trình sóng * Kỹ năng: - Lập phương trình sóng nêu ý nghĩa đại lượng phương trình - Làm tập sóng * Thái độ: - Hứng thú học tập - Tự tin đưa ý kiến cá nhân thực nhiệm vụ lớp, nhà -Chủ động trao đổi thảo luận với học sinh khác với giáo viên -Hợp tác chặt chẽ với bạn thực nhiệm vụ nghiên cứu thực nhà Năng lực định hướng hình thành phát triển cho học sinh - Năng lực chung: Năng lực tự học, lực giải vấn đề sáng tạo, lực hợp tác - Năng lực thí nghiệm; - Năng lực tính tốn: - Rèn lực tự học, đọc hiểu giải vấn đề - Năng lực hoạt động nhóm - Năng lực thể chất, tinh thần: Có niềm tin vào đắn khoa học nhờ giải thích xem xét đánh giá trình biến đổi, vận động tự nhiên theo góc độ khoa học ( vật vận động; dao động) II THIẾT BỊ, TÀI LIỆU DẠY - HỌC Giáo viên : - Các thí nghiệm mơ tả sóng ngang, sóng dọc truyền sóng - Hình vẽ phóng to phần tử sóng ngang thời điểm khác Học sinh : - Ôn lại dao động điều hòa III TIẾN TRÌNH TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG HỌC TẬP A HOẠT ĐỘNG TẠO TÌNH HUỐNG HỌC TẬP VÀ HÌNH THÀNH KIẾN THỨC Hoạt động 1: Hoạt động GV HS Nội dung, yêu cầu cần đạt Hoạt động 1: Khởi động Mục tiêu: Đặt vấn đề, khởi động tị mị tìm hiểu kiến thức học sinh thông qua hoạt động khởi động B1:GV yêu câu HS trả lời câu hỏi Câu hỏi 1: Khi nguồn O dao động ta trơng thấy mặt nước? Câu hỏi 2: Khi có sóng mặt nước, O, M dao động nào? Câu hỏi 3: Sóng truyền từ O đến M theo phương nào? B2: HS thực nhiệm vụ B3: HS báo cáo thảo luận B4: GV đánh giá, tổng kết Hoạt động 2: Sự hình thành lan ruyền sóng a Mục tiêu hoạt động: Từ quan sát thí nghiệm sóng hình thành sợi dây; từ kiến thức học lực liên kết phân tử, giải thích hình thành lan truyền sóng b Cách thức tổ chức Câu hỏi 1: Khi điểm P dây dao động, điểm khác dao động theo ? Câu hỏi 2: Các phân tử xung quanh P dao động sớm pha hay trễ pha so với P ? Câu hỏi 3: Khi P dao động điều hòa, điểm khác dây dao động ? Câu hỏi 4: Hình dạng dây P dao động điều hịa? Hoạt động 3: Tìm hiểu khái niệm sóng a Mục tiêu hoạt động :HS nắm sóng cơ, sóng ngang, sóng dọc cách xác định đại lượng đặc trưng sóng b Cách thức tổ chức Câu hỏi 1: Khi điểm P dây dao động, điểm khác dao động theo ? Câu hỏi 2: Các phân tử xung quanh P dao động sớm pha hay trễ pha so với P ? Câu hỏi 3: Khi P dao động điều hòa, điểm khác dây dao động ? Câu hỏi 4: Hình dạng dây P dao động điều hòa ? Câu hỏi 5: Nhận xét phương dao động phân tử vật chất sợi dây so với phương truyền sóng ? Câu hỏi 6: Nhận xét phương dao động phân tử vật chất lị xo so với phương truyền sóng ? B2: HS thực nhiệm vụ Câu hỏi 1: Những gợn sóng trịn đồng tâm phát từ O Sóng truyền theo phương khác với tốc độ v Câu hỏi 2: Dao động lên xuống theo phương thẳng đứng Câu hỏi 3: Theo phương nằm ngang Câu hỏi 1: Do phân tử có lực liên kết Câu hỏi 2: Trễ pha Câu hỏi 3: Điều hịa Câu hỏi 4: Có dạng hình Sin Các khái niệm: - Sóng dao động lan truyền mơi trường - Sóng nước truyền theo phương khác với vận tốc v Sóng ngang sóng phần tử mơi trường dao động theo phương vng góc với phương truyền sóng - Trừ sóng nước, cịn sóng ngang truyền chất rắn Sóng dọc sóng mà phần tử mơi trường dao động theo phương trùng với phương truyền sóng Sóng dọc truyền mơi trường rắn, lỏng, khí Sóng khơng truyền chân không 10 B3: HS báo cáo thảo luận B4: GV đánh giá, tổng kết Hoạt động : Các đặc trưng sóng phương trình dao động sóng a Mục tiêu hoạt động :Viết phương trình sóng b Cách thức tổ chức B1:GV yêu câu HS trả lời câu hỏi Câu hỏi 1: Dao động phân tử mơi trường có sóng truyền qua có giống vật dao động điều hịa khơng ? Câu hỏi 2: Viết phương trình biểu diễn li độ u phân tử vật chất có tọa độ x phương truyền sóng ? B2: HS thực nhiệm vụ B3: HS báo cáo thảo luận B4: GV đánh giá, tổng kết Các đặc trưng sóng hình sin a Biên độ sóng: Biên độ A sóng biên độ dao động phần tử mơi trường có sóng truyền qua b Chu kì sóng: Là chu kì dao động phần tử mơi trường có sóng truyền qua gọi tần số sóng c Tốc độ truyền sóng: Là tốc độ lan truyền dao động mơi trường Đối với mơi trường vận tốc truyền sóng giá trị khơng đổi d Bước sóng: Bước sóng λ quãng đường mà sóng truyền chu kì e Năng lượng sóng: Là lượng phần tử mơi trường có sóng truyền qua Phương trình sóng Xét sóng hình sin lan truyền mơi trường Sóng phát từ nguồn đặt O - Phương trình dao động O: u0 = Acos(t) - Thời gian sóng truyền từ O đến M = Vậy pha dao động M vào thời điểm t pha dao động O vào thời điểm t1 = t – Do đó: uM =Acos(t – = Acos(t –2 ) =Acos(t – ) ) Với uM li độ M có tọa độ x vào thời điểm t Vậy:uM=Acos (t –2 hay:uM=Acos ) (1) (2) Phương trình (2) phương trình sóng hình sin truyền theo trục x - Phương trình sóng M phương trình tuần hồn theo thời gian khơng gian 11 - Sau chu kì dao động điểm lập lại cũ - Cách bước sóng điểm dao động giống hệt 12 Hoạt động 5: CỦNG CỐ, VẬN DỤNG Mục tiêu: Nhằm vận dụng kiến thức mà HS lĩnh hội để giải tập rèn luyện kỹ nhà Phương thức tổ chức hoạt động: GV giao nhiệm vụ cho HS làm bt phiếu học tập, từ câu đến câu B1: Phát phiếu học tập cho học sinh trình chiếu tập Powerpoint B2: Hs nhận nhiệm vụ, Thảo luận nhóm hồn thành nhiệm vụ B3: Báo cáo kết học tập B4: Giáo viên đánh giá, nhận xét tổng kết Hoạt động 6: Tìm tịi mở rộng Tìm hiểu nguồn lượng sóng nguồn lượng bền vững từ sóng biển B1: Giao nhiệm vụ nhà B2: Hs nhận nhiệm vụ, phân công nhiệm vụ hoàn thành nhiệm vụ học tập (thực nhà) B3: Báo cáo kết học tập (Ở tiết sau) B4: Gv đánh giá kết thực nhiệm vụ Câu 1: C Câu 2: D Câu 3: B Câu 4: A Tích hợp : Năng lượng sóng biển dạng lượng vô tận, không tạo chất thải, khơng địi hỏi bảo trì cao hồn tồn miễn phí Phát điện lượng sóng biển khơng tốn chút lượng “khởi động “ nào, lại không gây nhiễm mơi trường, nguồn lượng sạch, hy vọng giúp giải nguy thiếu lượng toàn giới Một báo cáo cho thấy 0,1% lượng sóng biển đại dương đủ để cung cấp điện cho toàn Trái Đất Với 3.000 km bờ biển, Việt Nam đất nước có tiềm lớn việc khai thác lượng sóng biển Tuy vậy, loại lượng chưa quan tâm cách mức Việt Nam Có lẽ, đến lúc cần có sách phù hợp việc thử nghiệm khai thác loại lượng tái tạo vơ tận Phương pháp tạo dịng điện từ sóng biển dùng máy phát điện đặt mặt biển bơm nằm ngang, pít tơng nối liền với phao, tùy theo sóng biển lên xuống mà pít tơng chuyển động lên xuống, biến động lực sóng biển thành động lực khơng khí bị nén Khơng khí bị nén áp suất cao qua miệng phun turbin làm cho máy phát điện hoạt động Khi đó, lượng sóng biển chuyển thành điện Điều kiện Việt Nam, với 3.000km đường bờ biển, có tiềm lớn để phát triển lượng từ đại dương, việc bổ sung, đa dạng hóa nguồn lượng từ biển cần thiết để phục vụ phát triển bền vững Tiết 14: GIAO THOA SÓNG CƠ 13 I MỤC TIÊU BÀI HỌC Về kiến thức - Mô tả tượng giao thoa hai sóng mặt nước nêu điều kiện để có giao thoa hai sóng - Hiểu cơng thức xác định vị trí vân cực đại, cực tiểu - Hiểu giải toán đơn giản giao thoa Về kĩ - Viết công thức xác định vị trí cực đại cực tiểu giao thoa - Giải toán đơn giản tượng giao thoa Về thái độ - Rèn thái độ tích cực tìm hiểu, học tập, tự lực nghiên cứu vấn đề khoa học Năng lực hình thành định hướng cho học sinh - Năng lực tự học - Năng lực hoạt động nhóm - Năng lực sáng tạo - Năng lực giải vấn đề - Năng lực trình bày - Năng lực tin học II CHUẨN BỊ CỦA GIÁO VIÊN VÀ HỌC SINH Giáo viên: - Bài giảng - Các dụng cụ hỗ trợ máy chiếu cần dùng - Chuẩn bị tập Học sinh Vở ghi Ôn tập lại phần tổng hợp dao động Xem trước nhà III TIẾN TRÌNH HOẠT ĐỘNG HỌC TẬP Hoạt động GV, HS Nội dung cần đạt Hoạt động 1: Khởi động - Mục tiêu: Học sinh quan sát thực nghiệm kích thích học sinh nảy sinh mâu thuẫn để tìm tịi kiến thức B1: Giáo viên u cầu học sinh quan sát thực nghiệm để trả lời - Từ kết hình ảnh thực nghiệm, kích thích học sinh xây câu hỏi: dựng kiến thức lý thuyết + Mơ tả hình ảnh quan sát + Thứ tự tượng xảy - Các câu trả lời học sinh thí nghiệm nào? + Dự đoán chất tượng B2 HS thực nhiệm vụ B3: HS báo cáo B4: GV nhận xét, tổng kết Hoạt động 2: Giao thoa sóng nước - Mục tiêu: Học sinh hiểu chất tượng giao thoa cách xây dựng sở lý thuyết B1: Giáo viên đặt vấn đề để nhóm suy nghĩ Giao thoa hai sóng phát từ hai nguồn sóng kết hợp S1, thảo luận trả lời S2 cách khoảng l: + Câu hỏi Sóng M +Phương trình sóng nguồn :(Điểm M cách hai nguồn lần gặp sóng nào? lượt d1, d2) + Câu hỏi Để tìm sóng M M làm nào? +Phương trình sóng M hai sóng từ hai nguồn truyền d1 S1 14d2 S2 B2 HS thực nhiệm vụ B3: HS báo cáo B4: GV nhận xét, tổng kết tới: +Phương trình giao thoa sóng M: uM = u1M + u2M +Biên độ dao động M: với Hoạt động 3: Cực đại cực tiểu giao thoa Mục tiêu Học sinh hiểu viết cơng thức xác định vị trí cực đại cực tiểu giao thoa B1: GV giao nhiệm vụ cho HS; gợi ý học sinh trả lời câu hỏi: + Độ lệch pha hai sóng thành phần M: Câu hỏi Khi điểm M dao động với biên độ cực đại, cực tiểu Câu hỏi Tìm hiểu cơng thức xác định vị trí cực đại cực tiểu + Biên độ sóng tổng hợp: AM =2.A giao thoa SGK  Amax= 2.A khi:+ Hai sóng thành phần M pha  B2 HS thực nhiệm vụ B3: HS báo cáo =2.k. (kZ) B4: GV nhận xét, tổng kết + Hiệu đường d = d2 – d1= k.  Amin= khi:+ Hai sóng thành phần M ngược pha  =(2.k+1) (kZ) + Hiệu đường d=d2 – d1=(k + ). + Để xác định điểm M dao động với Amax hay Amin ta xét tỉ số -Nếu k = số nguyên M dao động với Amax M nằm cực đại giao thoa thứ k - Nếu k+ M cực tiểu giao thoa thứ (k+1) + Khoảng cách hai đỉnh liên tiếp hai hypecbol loại (giữa hai cực đại (hai cực tiểu) giao thoa): /2 Hoạt động 4: Điều kiện giao thoa Mục tiêu Hiểu thuộc điều kiện giao thoa B1: Giáo viên giao nhiệm vụ: yêu cầu học sinh dựa kiến Cùng tần số, độ lệch pha không đổi theo thời gian thức học phương trình giao phương dao động thoa vừa xây dựng+ tìm hiểu sgk xác định điều kiện giao thoa 15 Giáo viên yêu cầu nhóm phản biện qua lại điều kiện để làm rõ kiến thức B2 HS thực nhiệm vụ B3: HS báo cáo B4: GV nhận xét, tổng kết Hoạt động 5: Luyện tập Mục tiêu - Hệ thống kiến thức tiết - Vận dụng giải tập giao thoa B1: Giáo viên giao nhiệm vụ: Câu 1: D yêu cầu nhóm hệ thống kiến Câu 2: B thức theo bảng Câu 3: C B2 HS thực nhiệm vụ Câu 4: C B3: HS báo cáo Các câu khác giao hs nhà hoàn thành B4: GV nhận xét, tổng kết Hoạt động 6: Tìm hiểu giao thoa đời sống kỹ thuật.Giải thích hình thành sóng thần Mục tiêu: Cho học sinh thấy ứng dụng thực tiễn giao thoa B1: Giáo viên giao nhiệm vụ: yêu cầu nhóm hệ thống kiến Học sinh nộp báo cáo nhóm trình bày ngắn gọn thức theo bảng lớp (tiết sau) B2 Học sinh tìm hiểu nhà làm báo cáo B3: HS báo cáo (tiết sau) B4: GV nhận xét, tổng kết Tiết 18 SÓNG DỪNG I MỤC TIÊU BÀI HỌC Về kiến thức - Mơ tả tượng sóng dừng sợi dây nêu điều kiện để có sóng dừng - Giải thích tượng sóng dừng - Nêu điều kiện để có sóng dừng sợi dây có hai dầu cố định dây có đầu cố định đầu tự Về kĩ - Viết công thức xác định vị trí nút bụng sợi dây trường hợp dây có hai dầu cố định dây có đầu cố định đầu tự - Vận dụng cơng thức để giải thích tốn đơn giản tượng sóng dừng Về thái độ - Rèn thái độ tích cực tìm hiểu, học tập, tự lực nghiên cứu vấn đề khoa học Năng lực hình thành định hướng cho học sinh - Năng lực tự học - Năng lực hoạt động nhóm - Năng lực sáng tạo - Năng lực giải vấn đề - Năng lực trình bày - Năng lực tin học II CHUẨN BỊ CỦA GIÁO VIÊN VÀ HỌC SINH Giáo viên: - Bài giảng - Các dụng cụ hỗ trợ máy chiếu cần dùng - Chuẩn bị tập 16 Học sinh Vở ghi Ôn tập lại phần tổng hợp dao động Xem trước nhà III TIẾN TRÌNH HOẠT ĐỘNG HỌC TẬP Hoạt động 1: Tạo tình học tập Mục tiêu: Học sinh quan sát thực nghiệm kích thích học sinh nảy sinh mâu thuẫn để tìm tòi kiến thức Gợi ý tổ chức hoạt động B1:Giáo viên yêu cầu học sinh quan sát thực nghiệm để trả lời câu hỏi - Mơ tả hình ảnh quan sát - Thứ tự tượng xảy thí nghiệm nào? - Dự đốn chất tượng B2 HS thực nhiệm vụ B3: HS báo cáo B4: GV nhận xét, tổng kết Hoạt động Phản xạ sóng Mục tiêu Học sinh hiểu xảy phản xạ sóng Quan hệ pha sóng tới sóng phản xạ vật cản Gợi ý tổ chức hoạt động B1: Giáo viên đặt vấn đề để nhóm suy nghĩ thảo luận trả lời Câu hỏi Tại có phản xạ sóng? Thế vật cản cố định , vật cản tự do? Tại vị trí vật cản quan hệ pha sóng tới sóng phản xạ nào? B2 HS thực nhiệm vụ B3: HS báo cáo B4: GV nhận xét, tổng kết Hoạt động Sóng dừng Mục tiêu Học sinh hiểu sóng dừng gì, bụng sóng, nút sóng Gợi ý tổ chức hoạt động B1: Giáo viên làm thí nghiệm yêu cầu học sinh quan sát mô tả tượng sau giải thích B2 HS thực nhiệm vụ B3: HS báo cáo B4: GV nhận xét, tổng kết Hoạt động Điều kiện sóng dừng với hai đầu nút Mục tiêu Hiểu thuộc sóng dừng xảy với đầu nút Từ đưa với tần số định chiều dài dây thỏa mãn điều kiện gì, Với chiều dài dây định tần số thỏa mãn điều kiện ? Gợi ý tổ chức hoạt động B1: Giáo viên yêu cầu học sinh dựa hình ảnh Từ kết hình ảnh thực nghiệm, kích thích học sinh xây dựng kiến thức lý thuyết Học sinh xây dựng kết luận - Nếu đầu nút, điểm phản xạ sóng tới sóng phản xạ ngược pha - Nếu đầu nút, đầu tự điểm phản xạ, sóng tới sóng phản xạ pha Các kết luận sóng dừng - Định Nghĩa: Sóng dừng sóng có nút(điểm đứng yên) bụng (biên độ dao động cực đại) cố định không gian - Nguyên nhân: Sóng dừng kết giao thoa sóng tới sóng phản xạ, sóng tới sóng phản xạ truyền theo phương + Với sợi dây hai đầu cố định nút ( Ví dụ dây đàn) Sợi dây đầu cố định đầu gắn với vật tạo dao động +Điều kiện tần số định chiều dài dây thỏa mãn : với k số nguyên 17 quan sát với gợi ý hướng dẫn giáo viên đưa kết luận B2 HS thực nhiệm vụ B3: HS báo cáo B4: GV nhận xét, tổng kết Số bụng k; số nút k+1 + Với sợi dây có chiều dài định tần số : Tần số nhỏ tạo sóng dừng , tỉ số tần số liên tiếp tạo sóng dừng tỉ số số nguyên liên tiếp Hoạt động Sóng dừng với đầu cố định + với k số nguyên , số đầu tự Mục tiêu nút = số bụng = k+1 - Nêu điều kiện để có sóng dừng sợi dây + Tần số , m số lẻ có hai dầu cố định dây có đầu cố định đầu tự + Tần số nhỏ tạo sống dừng Gợi ý tổ chức hoạt động B1: GV yêu cầu: Hãy thành lập công thức chiều dài dây, tần số rút kết luận + Tỉ số tần số liên tiếp tạo sóng B2 HS thực nhiệm vụ dừng tỉ số số lẻ tiên tiếp B3: HS báo cáo B4: GV nhận xét, tổng kết Hoạt động Luyện tập C1: C Mục tiêu C2: C - Hệ thống kiến thức tiết C3: A - Vận dụng giải tập sóng dừng C4: D C5: D Gợi ý tổ chức hoạt động C6: B B1: Giáo viên yêu cầu nhóm hệ thống kiến thức C7: C theo bảng B2 HS thực nhiệm vụ B3: HS báo cáo B4: GV nhận xét, tổng kết Hoạt động Tìm hiểu giao thoa sóng dừng Học sinh nộp báo cáo nhóm đời sống kỹ thuật trình bày ngắn gọn lớp Mục tiêu: Cho học sinh thấy ứng dụng thực tiễn sóng dừng Gợi ý tổ chức hoạt động: Học sinh tìm hiểu nhà làm báo cáo 18 * Rút kinh nghiệm học: ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………… Ninh Bình, ngày tháng năm NGƯỜI DUYỆT NGƯỜI SOẠN (Ký, ghi rõ họ tên) (Ký, ghi rõ họ tên) Ngày soạn: Ngày dạy: Tiết 16: Bài tập I Mục tiêu 1.Kiến thức: - Hệ thống kiến thức phương pháp giải tập sóng cơ, giao thoa sóng sóng dừng - Thông qua giải tập bổ sung thêm kiến thức cần thiết cho hs chuẩn bị thi TN 2.Kĩ Tiếp tục rèn luyện kĩ tính tốn Kĩ làm tốn phương trình sóng; tìm cực đại cực tiểu, tính số nút, số bụng sợi dây có sóng dừng Thái độ + say mê hứng thú học tập Năng lực định hướng hình thành phát triển cho học sinh - Năng lực chung: Năng lực tự học, lực giải vấn đề sáng tạo, lực hợp tác - Năng lực tính tốn II Thiết bị dạy học 1.Giáo viên : Tài liệu, phiếu học tập 2.Học sinh : Sách , giấy nháp III.Tiến trình tổ chức hoạt động dạy học Hoạt động 1: Hệ thống kiến thức (10 phút) + Mục tiêu: Hệ thống kiến thức sóng cơ, giao thoa sóng sóng dừng + Yêu cầu: STT HOẠT ĐỘNG NỘI DUNG Chuyển giao nhiệm GV yêu cầu nhóm tổng hợp kiến thức sơ đồ tư vụ Nhóm 1,2: Hệ thống kiến thức đại cương sóng NHóm 3,4: Hệ thống kiến thức giao thoa sóng 19 Nhóm 5,6: Hệ thống kiến thức sóng dừng Các nhóm giao nhiệm vụ nhà chuẩn bị từ tiết trước Thực nhiệm vụ - Các học sinh nhóm nghiên cứu thảo luận vấn đề mà nhóm phân cơng: - HĐ nhóm: GV cho HS HĐ nhóm để hồn thành bảng phiếu học tập số Báo cáo kết - HĐ chung lớp: GV mời nhóm trình bày kết (từng nhóm phải nêu tất kiến thức lý thuyết cách làm thảo luận dạng tập nhóm phân cơng nghiên cứu) nhóm khác góp ý, bổ sung đưa thắc mắc cho nhóm báo cáo Đánh giá kết + Thơng qua quan sát: Trong q trình HS HĐ nhóm, GV cần thực nhiệm vụ quan sát kĩ tất nhóm, kịp thời phát khó khăn, vướng mắc HS có giải pháp hỗ trợ hợp lí học tập + Thơng qua báo cáo nhóm góp ý, bổ sung nhóm khác, GV biết HS có kiến thức nào, kiến thức cần phải điều chỉnh, bổ sung HĐ Hoạt động 2: Luyện tập, vận dụng mở rộng( 33 phút) + Mục tiêu: Vận dụng kiến thức sóng cơ, giao thoa sóng sóng dừng để làm tập trắc nghiệm + Yêu cầu: STT HOẠT ĐỘNG NỘI DUNG Chuyển giao nhiệm Mỗi học sinh hoàn thành phiếu học tập( 33 phút) theo mức độ: vụ Củng cố lý thuyết, tập vận dụng lý thuyết, tập mở rộng, nâng cao Thực nhiệm vụ Hoạt động cá nhân: Từng HS hoàn thành phiếu học tập Báo cáo kết Yêu cầu HS trả lời câu hỏi phiếu học tập thảo luận Đánh giá kết Nhận xét hoạt động nhóm, kết thu từ nhóm, thực nhiệm vụ hồn chỉnh kiến thức, sửa chỗ sai có học tập Phiếu học tập Câu 1: Một người quan sát phao mặt biển thấy phao nhấp nhô lên xuống chỗ 16 lần 30 giây khoảng cách đỉnh sóng liên tiếp 24m Vận tốc truyền sóng mặt biển A v = 4,5m/s B v = 12m/s C v = 3m/s D v = 2,25 m/s Câu 2: Một phao nhô lên cao 10 lần 36s, khoảng cách hai đỉnh sóng lân cận 10m Vận tốc truyền sóng A 25/9 (m/s) B 25/18 (m/s) C 5(m/s) D 2,5(m/s) Câu 3: Một sóng truyền mặt nước có bước sóng = m Khoảng cách hai điểm gần phương truyền dao động pha 20 A.0,5 m B.1 m C m D.1,5 m Câu : Một sóng có chu kì s truyền với tốc độ m/s Khoảng cách hai điểm gần phương truyền mà phần tử mơi trường dao động ngược pha A 0,5m B 1,0m C 2,0 m D 2,5 m Câu : Một nguồn phát sóng dao động theo phương trình u = acos20t(cm) với t tính giây Trong khoảng thời gian s, sóng truyền quãng đường lần bước sóng ? A 20 B 40 C 10 D 30 Câu 6: Tại điểm A B mặt nước có nguồn kết hợp dao động với phương trình Tốc độ truyền sóng mặt nước 40cm/s 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 Câu 7: Một sóng có tần số 500 Hz tốc độ lan truyền 350 m/s Hỏi hai điểm gần phương truyền sóng phải cách khoảng để chúng có độ lệch pha π/4? A 0,0875cm B 0,875m C 0,0875m D 0,875cm Câu 8: Một nguồn sóng dao động điều hồ theo phương trình u = Acos(3t + /4) (cm) Khoảng cách hai điểm gần phương truyền sóng có độ lệch pha π/3 0,8m Tốc độ truyền sóng ? A 7,2 m/s B 1,6m/s C 4,8 m/s D 3,2m/s Câu Một nguồn âm có tần số f = 500Hz Hai điểm gần phương truyền sóng cách 25cm ln dao động lệch pha π/4 Vận tốc truyền sóng là: A 500m/s B 1km/s C.250m/s D 750m/s Câu 10: Một sóng âm có tần số 510 Hz lan truyền khơng khí với vận tốc 340 m/s Độ lệch pha sóng hai điểm phương truyền cách 50 cm là: A 2π/2 B π/3 C π/2 D 2π/3 Câu 11: Cho sóng ngang có phương trình sóng u = 8sin2(t/0,1 – x/2) (mm) , x tính cm, t tính giây Chu kì sóng là: A T = 0,1 s B T = 50 s C T = s D T = s Câu 12: Một sóng ngang truyền sợi dây dài có phương trình sóng là: u = 6cos(4t – 0,02x) Trong u x tính cm t tính giây Hãy xác định vận tốc truyền sóng A m/s B m/s C m/s D m/s Câu 13: Sóng truyền môi trường dọc theo trục Ox với phương trình u = cos(20t - 4x) (cm) (x tính mét, t tính giây) Vận tốc truyền sóng mơi trường A m/s B m/s C 40 cm/s D 50 cm/s Câu 14: Một sóng truyền theo trục Ox với phương trình u = acos(4t – 0,02x) (u x tính cm, t tính giây) Tốc độ truyền sóng A 100 cm/s B 150 cm/s C 200 cm/s D 50 cm/s Câu 15: Tìm vận tốc truyền sóng biểu thị phương trình: u = 2cos(100πt - 5πd) (cm), (d tính m) A 20m/s B 30m/s C 40m/s D kết khác Câu 16: Chọn câu trả lời nói sóng học? A Giao thoa sóng tượng xảy hai sóng có tần số gặp mặt thống B Nơi có sóng nơi có tượng giao thoa C Hai sóng có tần số có độ lệch pha khơng đổi theo thời gian hai sóng kết hợp D Hai nguồn dao động có phương, tần số hai nguồn kết hợp 21 Câu 17 Trong tượng giao thoa sóng mặt nước, khoảng cách hai cực đại liên tiếp nằm đườ1ng nối tâm hai sóng có độ dài A hai lần bước sóng B bước sóng C nửa bước sóng D phần tư bước sóng Câu 18: 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 Câu 19: Hai nguồn sóng AB cách dao động chạm nhẹ mặt chất lỏng, số 100Hz, pha theo phương vng vng góc với mặt chất lỏng Vận tốc truyền sóng 20m/s.Số điểm khơng dao động đoạn AB=1m : A.11 điểm B 20 điểm C.10 điểm D 15 điểm Câu 20: Sóng phản xạ A ln bị đổi dấu B luôn không bị đổi dấu C bị đổi dấu phản xạ vật cản cố định D bị đổi dấu phản xạ vật cản di động Câu 22: Khi có sóng dừng sợi dây đàn hồi khoảng cách hai bụng sóng liên tiếp A phần tư bước sóng B bước sóng C nửa bước sóng D hai bước sóng Câu 23: Khi có sóng dừng dây, khoảng cách hai nút liên tiếp A nửa bước sóng B bước sóng C phần tư bước sóng D số nguyên lần bước sóng Câu 24: Khi có sóng dừng sợi dây đàn hồi, khoảng cách từ bụng đến nút gần A số nguyên lần bước sóng B nửa bước sóng C bước sóng D phần tư bước sóng Câu 25: Điều kiện có sóng dừng dây chiều dài ℓ đầu dây cố định đầu lại tự A ℓ = kλ B ℓ = kλ/2 C ℓ = (2k + 1)λ/2 D ℓ = (2k + 1)λ/4 Câu 26: Điều kiện có sóng dừng dây chiều dài ℓ hai đầu dây cố định hay hai đầu tự A ℓ = kλ B ℓ = kλ/2 C ℓ = (2k + 1)λ/2 D ℓ = (2k + 1)λ/4 Câu 27: Một sợi dây dài l = 1,2 m có sóng dừng với tần số liên tiếp 40 Hz 60 Hz Xác định tốc độ truyền sóng dây? A 48 m/s B 24 m/s C 32 m/s D 60 m/s Câu 28: Một sợi dây căng hai điểm cố định cách 80 cm Hai sóng có tần số gần liên tiếp tạo sóng dừng dây ƒ = 70 Hz ƒ2 = 84 Hz Tìm tốc độ truyền sóng dây Biết tốc độ truyền sóng dây không đổi A 11,2 m/s B 22,4 m/s C 26,9 m/s D 18,7 m/s Câu 29: Cho sóng ngang có phương trình sóng u = 5cosπ(t/0,1 – x/2) mm Trong x tính cm, t tính giây Vị trí phần tử sóng M cách gốc toạ độ 3m thời điểm t = s A uM = mm B uM = mm C uM = cm D uM = 2.5 cm 22 Câu 30 Một dao động lan truyền môi trường liên tục từ điểm M đến điểm N cách M đoạn 0,9(m) với vận tốc 1,2(m/s) Biết phương trình sóng N có dạng u N = 0,02cos2t(m) Viết biểu thức sóng M: A uM = 0,02cos2t(m) B uM = 0,02cos(2πt + 1,5π) (m) C uM = 0,02cos(2πt - 1,5π) (m) D uM = 0,02cos(2πt + 0,5π) (m) * Rút kinh nghiệm học: ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………… NGƯỜI DUYỆT (Ký, ghi rõ họ tên) Ninh Bình, ngày tháng năm NGƯỜI SOẠN (Ký, ghi rõ họ tên) 23 ... trình truyền sóng lượng khơng bị đi, biên độ tất phần tử - Chỉ điều kiện giao thoa sóng - Chỉ sóng dừng trường hợp riêng giao thoa sóng: giao thoa sóng tới sóng phản xạ phương truyền sóng - Sử dụng... tốc 1 ,2( m/s) Biết phương trình sóng N có dạng u N = 0,02cos2t(m) Viết biểu thức sóng M: A uM = 0,02cos2t(m) B uM = 0,02cos (2? ?t + 1, 5π) (m) C uM = 0,02cos (2? ?t - 1, 5π) (m) D uM = 0,02cos (2? ?t... cách S1, S2 khoảng d1, d2 d = d2 – d1: hiệu đường hai sóng Giả sử phương trình sóng hai nguồn có dạng : u = u = Acost =Acos - Phương trình sóng sóng S1 truyền đến M: - Phương trình sóng sóng S2