Giáo án Vật lý 12 cơ bản - Sóng cơ và sự truyền sóng cơ - Nguyễn Đức Hồng

Định nghĩa  Sóng truyền theo các - Sóng cơ là sự lan truyền phương khác nhau với cùng của dao động trong một một tốc độ v.. Sóng ngang phương thẳng đứng.[r]

Chương II Tiết: SÓNG CƠ VÀ SÓNG ÂM SÓNG CƠ VÀ SỰ TRUYỀN SÓNG CƠ I MỤC TIÊU Kiến thức: - Phát biểu định nghĩa sóng - Phát biểu định nghĩa các khái niệm liên quan với sóng: sóng dọc, sóng ngang, tốc độ truyền sóng, tần số, chu kì, bước sóng, pha - Viết phương trình sóng - Nêu các đặc trưng sóng là biên độ, chu kì hay tần số, bước sóng và lượng sóng - Giải các bài tập đơn giản sóng - Tự làm thí nghiệm truyền sóng trên sợi dây Kĩ năng: Thái độ: II CHUẨN BỊ Giáo viên: Các thí nghiệm mô tả sóng ngang, sóng dọc và truyền sóng Học sinh: Ôn lại các bài dao động điều hoà III HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC Hoạt động ( phút): Kiểm tra bài cũ Hoạt động GV Hoạt động HS Kiến thức Hoạt động ( phút): Tìm hiểu sóng Hoạt động GV Hoạt động HS - Mô tả thí nghiệm và tiến hành thí - HS quan sát kết thí nghiệm nghiệm S O M Kiến thức I Sóng Thí nghiệm a Mũi S cao mặt nước, cho cần rung dao động  M bất động b S vừa chạm vào mặt nước O, cho cần rung dao động  M dao động Vậy, dao động từ O đã - Những gợn sóng tròn đồng truyền qua nước tới M tâm phát từ O Định nghĩa  Sóng truyền theo các - Sóng là lan truyền phương khác với cùng dao động một tốc độ v môi trường - Dao động lên xuống theo Sóng ngang phương thẳng đứng - Là sóng đó - Theo phương nằm ngang phương dao động (của chất điểm ta xét)  với phương truyền sóng - Tương tự, HS suy luận để trả Sóng dọc lời - Là sóng đó phương dao động // (hoặc trùng) với phương truyền sóng - Khi O dao động ta trông thấy gì trên mặt nước?  Điều đó chứng tỏ gì? (Dao động lan truyền qua nước gọi là sóng, nước là môi trường truyền sóng) - Khi có sóng trên mặt nước, O, M dao động nào? - Sóng truyền từ O đến M theo phương nào?  Sóng ngang - Tương tự nào là sóng dọc? (Sóng truyền nước không phải là sóng ngang Lí thuyết cho thấy các môi trường lỏng và khí có thể truyền sóng dọc, môi trường rắn truyền sóng dọc và sóng ngang Sóng nước là trường hợp đặc biệt, có sức căng mặt ngoài lớn, nên mặt nước tác dụng màng cao su, và đó truyền sóng ngang) Hoạt động ( phút): Tìm hiểu truyền sóng Trang 1/4 Lop12.net Hoạt động GV - Làm thí nghiệm kết hợp với hình vẽ 7.2 truyền biến dạng  Có nhận xét gì thông qua thí nghiệm và hình vẽ?  Tốc độ truyền biến dạng xác định nào? (Biến dạng dây, gọi là xung sóng, truyền tương đối chậm vì dây mềm và lực căng dây nhỏ)  Biến dạng truyền trên dây thuộc loại sóng gì đã biết? - Y/c HS hoàn thành C2 - Trong thí nghiệm 7.2 cho đầu A dao động điều hoà  hình dạng sợi dây cá thời điểm hình vẽ 7.3  có nhận xét gì sóng truyền trên dây? - Sau thời gian T, điểm A1 bắt đầu dao động giống A, dao động từ A1 tiếp trục truyền xa - Xét hai điểm cách khoảng , ta có nhận xét gì hai điểm này?  Cùng pha Hoạt động HS - Biến dạng truyền nguyên vẹn theo sợi dây - Gọi M là điểm cách A khoảng là x, tốc độ sóng là v  thời gian để sóng truyền từ A đến M?  Phương trình sóng M có dạng nào? (Trạng thái dao động M giống trạng thái dao động A trước đó thời gian t) - Hướng dẫn HS biến đổi biểu thức 2 sóng M thông qua   và  = T vT t  - HS suy nghĩ và vận dụng kiến thức để trả lời - Là sóng ngang - HS làm thí nghiệm theo C2 - HS quan sát hình vẽ 7.3 Dây có dạng đường hình sin, mà các đỉnh không cố định dịch chuyển theo phương truyền sóng - Không đổi, chuyển động cùng chiều, cùng v x v uM = Acos(t - t) Kiến thức II Sự truyền sóng Sự truyền biến dạng - Gọi x và t là quãng đường và thời gian truyền biến dạng, tốc độ truyền biến dạng: x v t Sự truyền sóng hình sin - Sau thời gian t = T, sóng truyền đoạn:  = AA1 = v.t - Sóng truyền với tốc độ v, tốc độ truyền biến dạng - Hai đỉnh liên tiếp cách khoảng  không đổi,  gọi là bước sóng - Hai điểm cách khoảng  thì dao động cùng pha Phương trình sóng - Giả sử phương trình dao động đầu A dây là: uA = Acost - Điểm M cách A khoảng x Sóng từ A truyền đến M khoảng x thời gian t  v - Phương trình dao động M là: uM = Acos(t - t)  x  Acos  t    v  t x  Acos2    T   2 Với   và  = vT T Phương trình trên là phương trình sóng sóng hình sin theo trục x Hoạt động ( phút): Tìm hiểu các đặc trưng sóng Hoạt động GV Hoạt động HS - Sóng đặc trưng các đại - HS ghi nhận các đại lượng lượng A, T (f),  và lượng sóng đặc trưng sóng Kiến thức Các đặc trưng sóng - Biên độ A sóng Trang 2/4 Lop12.net - Dựa vào công thức bước sóng  có thể định nghĩa bước sóng là gì? - Bước sóng  là quãng đường sóng truyền thời gian chu kì Lưu ý: Đối với môi trường , tốc độ sóng v có giá trị không đổi, phụ thuộc môi trường - Cũng lượng dao động W ~ A2 và f2 - Từ phương trình sóng:  t x uM  Acos2    ta thấy TTDĐ T   điểm môi trường là hàm cosin hai biến độc lập t và x Mà hàm cosin là hàm tuần tuần  phương trình sóng là hàm tuần hoàn + Với điểm xác định (x = const)  uM là hàm cosin thời gian t TTDĐ các thời điểm t + T, t + 2T … hoàn toàn giống TTDĐ nó thời điểm t + Với thời điểm (t = conts) là hàm cosin x với chu kì  TTDĐ các điểm có x + , x + 2 hoàn toàn giống TTDĐ điểm x - Mô tả thí nghiệm quan sát truyền sóng dọc lò xo ống dài và mềm - HS ghi nhận tính tuần hoàn sóng - HS dựa vào hình vẽ 7.4 và ghi nhận truyền sóng dọc trên lò xo - Ghi nhận truyền sóng dọc trên lò xo ống Hoạt động ( phút): Giao nhiệm vụ nhà Hoạt động GV Hoạt động HS - Nêu câu hỏi và bài tập nhà - Ghi câu hỏi và bài tập nhà - Yêu cầu: HS chuẩn bị bài sau - Ghi chuẩn bị cho bài sau IV RÚT KINH NGHIỆM - Chu kì T, tần số f sóng, với f  T - Bước sóng , với v   vT  f - Năng lượng sóng: là lượng dao động các phần tử môi trường mà sóng truyền qua Tính tuần hoàn sóng - Phương trình sóng là hàm tuần hoàn Trường hợp sóng dọc - Sóng truyền trên lò xo ống dài và mềm: các vòng lò xo dao động hai bên VTCB chúng, vòng dao động muộn chút so với vòng trước nó Kiến thức Trang 3/4 Lop12.net Trang 4/4 Lop12.net