Đang tải... (xem toàn văn)
Hai điểm M và N thuộc mặt thoáng, trên cùng một phương truyền sóng, cách nhau 26 cm (M nằm gần nguồn sóng hơn). Tại thời điểm t, điểm M hạ xuống thấp nhất. Khoảng thời gian ngắn nhất sa[r]
(1)CHƯƠNG: SÓNG CƠ SỰ TRUYỀN SÓNG
1) Trong mơi trường đàn hồi có sóng có tần số f = 50 Hz, vận tốc truyền sóng v = 175 cm/s Hai điểm M N phương truyền sóng dao động ngược pha nhau, chúng có điểm khác dao động ngược pha với M Khoảng
cách MN là: A d = 8,75 cm B d = 10,5 cm C d = 7,5 cm D d = 12,25 cm
2) Một mũi nhọn S chạm nhẹ vào mặt nước dao động điều hòa với tần số f = 40 Hz Người ta thấy hai điểm A B mặt nước nằm phương truyền sóng cách khống d = 20 cm ln dao động ngược pha Biết vận tốc truyền sóng nằm khống từ m/s đến m/s Vận tốc
A 3,5 m/s B 4,2 m/s C m/s D 3,2 m/s
3) Một sóng lan truyền môi trường với tốc độ 120 cm/s, tần số sóng có giá trị khoảng từ Hz đến 16 Hz Hai điểm cách 12,5 cm phương truyền sóng ln dao động vng pha Bước sóng sóng
đó là: A 7,5 cm B 12 cm C 10 cm D 16 cm
4A) (Trích đề 10) Một dây đàn hồi dài có đầu A dao động theo phương vng góc với sợi dây Tốc độ truyền sóng dây m/s Xét điểm M dây cách A đoạn 40 cm, người ta thấy M luôn dao động lệch pha so với A góc = (k + 0,5) với k số ngun Tính tần số, biết tần số f có giá trị khoảng từ Hz đến 13 Hz
A 8,5 Hz B 10 Hz C 12,5 Hz C 12 Hz
4B) (LT) Một sóng ngang truyền môi trường đàn hồi Tần số dao động nguồn sóng O f, vận tốc truyền sóng môi trường m/s Người ta thấy điểm M phương truyền sóng cách nguồn sóng O đoạn 28 cm dao động lệch pha với O góc = (2k + 1)2
với k = 0, ± 1, ± 2, Tính tần số f, biết tần số f có giá trị khoảng từ 22 Hz đến 26 Hz
A 25 Hz B 24 Hz C 23 Hz D 22,5 Hz
5) (Thi thử số 13 – 2011) Tại O có nguồn phát sóng với với tần số f = 20 Hz, tốc độ truyền sóng 1,6 m/s Ba điểm thẳng hàng A, B, C nằm phương truyền sóng phía so với O Biết OA = cm; OB = 24,5 cm; OC = 42,5 cm Số điểm dao động pha với A đoạn BC
A B C D
HD: = v
f = cm Ta có: OA
= 1,25 ; OB
= 3,0625 ; OC
= 5,3125.
Số điểm pha với A có khoảng cách đến nguồn O 0,25 ; 2,25 ; 3,25 ; 4,25 ; 5,25 … Mà thuộc đoạn BC điểm có khoảng cách đến nguồn O 3,25 ; 4,25 ; 5,25
Vậy có điểm BC dao động pha với A
6A) (Thi thử số 07 – 2012) Hai điểm M, N nằm phương truyền sóng cách Hai điểm M, N nằm phương truyền sóng cách /3 Tại thời điểm t, li/3 Tại thời điểm t, li độ dao động M u
độ dao động M uMM = + cm thì li độ dao động N u = + cm thì li độ dao động N uNN = - cm = - cm Biên độ sóng bằngBiên độ sóng :: A A = 6cm B A = cm.B A = cm C A = 3cm D D A = 3cm
HD: Trong MN = /3 (gt) /3 (gt) dao động M N lệch pha góc dao động M N lệch pha góc 2/3 Giả sử dao động M sớm pha hơn/3 Giả sử dao động M sớm pha dao động N
dao động N
C1: (Dùng phương trình sóng)
C1: (Dùng phương trình sóng) Ta viết: u
Ta viết: uMM = Acos( = Acos(t) = +3 cm (1), uNt) = +3 cm (1), uN = Acos( = Acos(t - t -
3
) = -3 cm (2) ) = -3 cm (2) (1)
(1) + (2) + (2) A[cos( A[cos(t) + cos(t) + cos(t - t -
3
)] = Áp dụng : cosa + cosb = 2cos )] = Áp dụng : cosa + cosb = 2cos
a b
cos cos
a b
2Acos 2Acos3
cos( cos(t -t -3
) =
) = cos( cos(t -t -3
) =
) = t -t -3
= = k
, k
, k Z Z t = t =
6
+ k
+ k, k , k Z Z Thay vào (1), ta có: Acos(
Thay vào (1), ta có: Acos(
6
+ k
+ k) = Do A > nên Acos() = Do A > nên Acos(
6
-
- ) = Acos(-) = Acos(-6
) = ) =
A
2 = (cm) = (cm) A = A = 2 3cm.
C2: (Dùng liên hệ dao động điều hòa chuyển động tròn !?)
C2: (Dùng liên hệ dao động điều hòa chuyển động tròn !?) (Hay !!)(Hay !!)
ON ' (ứng với uN) sau véctơ OM ' (ứng với uM) chúng hợp với góc =
3
(ứng với MN = (ứng với MN =
, dao dao động M N lệch pha góc
động M N lệch pha góc
3
)
Do vào thời điểm xét t, uM = + cm, uN = -3 cm (Hình), nên ta có
N’OK = KOM’ =
= 3
Asin Asin3
= (cm)
= (cm) A = A = 3cm
6B) Hai điểm M, N nằm phương truyền sóng cách Hai điểm M, N nằm phương truyền sóng cách /3 Tại thời điểm t, li độ dao động M là/3 Tại thời điểm t, li độ dao động M u
uMM = +3 cm thì li độ dao động N u = +3 cm thì li độ dao động N uNN = cm = cm Biên độ sóng Biên độ sóng ::
O u
-3 +3
N’ M’
(2)A A = 6cm B A = cm.B A = cm C A = 3cm D D A = 3cm
HD: Trong MN = /3 (gt) /3 (gt) dao động M N lệch pha góc dao động M N lệch pha góc 2/3 Giả sử dao động M sớm pha hơn/3 Giả sử dao động M sớm pha dao động N
dao động N
C1: (Dùng phương trình sóng)
C1: (Dùng phương trình sóng) Ta viết: u
Ta viết: uMM = Acos( = Acos(t) = +3 cm (1), uNt) = +3 cm (1), uN = Acos( = Acos(t - t -
3
) = cm (2) ) = cm (2) Từ (2) cos(cos(t - t -
2
) = ) = t - t -
2
= = k
, k
, k Z Z t = t =
6
+ k
+ k, k , k Z Z Thay vào (1): Acos(
Thay vào (1): Acos(
6
+ k
+ k) = Do A > nên Acos() = Do A > nên Acos(
6
-
- ) = Acos() = Acos(6
) = ) =
A
2 = (cm) = (cm) A = A = 2 3cm.
7A) Hai điểm M, N nằm phương truyền sóng cách Hai điểm M, N nằm phương truyền sóng cách /6 Tại thời điểm t, li độ dao động M là/6 Tại thời điểm t, li độ dao động M u
uMM = +3 cm thì li độ dao động N u = +3 cm thì li độ dao động N uNN = cm = cm Biên độ sóng Biên độ sóng ::
A A = 6cm B A = cm.B A = cm C A = 3cm D D A = 3cm
7B) Hai điểm M, N nằm phương truyền sóng cách Hai điểm M, N nằm phương truyền sóng cách /6 Tại thời điểm t, li độ dao động M là/6 Tại thời điểm t, li độ dao động M u
uMM = +3 mm thì li độ dao động N u = +3 mm thì li độ dao động N uNN = -3 mm = -3 mm Biên độ sóng bằngBiên độ sóng ::
A A = mm B A = mm.B A = mm C A = 3mm D.D A = mm HD: Trong MN = 6
(gt)
(gt) dao động M N lệch pha góc dao động M N lệch pha góc
8) (Thi thử số 13 – 2011) Trên sợi dây dài vơ hạn có sóng lan truyền theo phương Ox với phương trình sóng u = 2cos(10πt - πx) (cm) ( t tính s; x tính m) M, N hai điểm nằm phía so với O cách m Tại thời điểm phần tử M qua vị trí cân theo chiều dương thì phần tử N
A qua vị trí cân theo chiều dương B qua vị trí cân theo chiều âm
C vị trí biên dương D vị trí biên âm
HD: Ta có : x
= x = m Trong MN = m = 2,5 M N dao động ngược pha nhau.
9) Một sóng ngang tần số 100 Hz truyền sợi dây nằm ngang với vận tốc 60 m/s M N hai điểm dây cách 0,15 m sóng truyền theo chiều từ M đến N Chọn trục biểu diễn li độ cho điểm có chiều dương hướng lên Tại thời điểm M có li độ âm chuyển động xuống Tại thời điểm N có li độ chiều chuyển động tương ứng
A Âm; xuống B Âm; lên C Dương; xuống D Dương; lên HD: Ta có : =
v f =
60
100 = 0,6 m Trong MN = 0,15 m = 4
, sóng truyền từ M đến N nên dao động M sớm pha dao động N góc /2 (vng pha) Dùng liên hệ dao động điều hòa chuyển động tròn đều.Dùng liên hệ dao động điều hòa chuyển động tròn đều.
10) (Thi thử số 04 – 2010) Nguồn sóng O dao động với tần số 10 Hz , dao động truyền với vận tốc 0,4 m/s trên phương Ox Trên phương có điểm P Q theo chiều truyền sóng với PQ = 15 cm Cho biên độ sóng a = cm biên độ khơng thay đổi sóng truyền Nếu thời điểm P có li độ cm thì li độ Q là:
A cm B – cm C D 0,5 cm HD: Tính = cm ;
PQ
= 3,75 hay PQ = 3 + 0,75 ; = 2. PQ
= 7,5 hay = 0,75.2 =
2
(Nhớ: Ứng với khoảng cách thì độ lệch pha 2 ; ứng với 0,75 thì = 0,75.2 =
2
) dao động P sớm pha dao động Q góc
3
hay dao động P trễ pha dao động Q góc Lúc uP = cm = a thì uQ =
11A) Nguồn sóng O dao động với tần số 10 Hz , dao động truyền với vận tốc 0,4 m/s phương Ox Trên phương có điểm P Q theo chiều truyền sóng với PQ = 15 cm Cho biên độ sóng a = cm biên độ không thay đổi sóng truyền Nếu thời điểm P có li độ u = 0,5 cm chuyển động theo chiều dương thì Q có li độ chiều chuyển động tương ứng là: (Xem lại câu !?)
A uQ =
2 cm, theo chiều âm B uQ = -
2 cm, theo chiều dương. C uQ = 0,5 cm, theo chiều âm D uQ = - 0,5 cm, theo chiều dương
HD: Chỉ dao động P trễ pha dao động Q góc /2 (Ghi chú: Phần phải xử lí cẩn thận ; Ví dụ nhiều HS bị sai nhầm sang dao động P sớm pha dao động Q góc /2 !?)
Dùng liên hệ dao động điều hòa chuyển động tròn
Dùng liên hệ dao động điều hòa chuyển động tròn dễ dàng thấy kết quảdễ dàng thấy kết quả
(3)sóng truyền Nếu thời điểm P có li độ u = 0,5 cm chuyển động theo chiều âm thì Q có li độ chiều chuyển động tương ứng là: (Xem lại câu !?)
A uQ =
2 cm, theo chiều dương B uQ =
2 cm, theo chiều âm. C uQ = -
3
2 cm, theo chiều âm. D uQ = - 0,5 cm, theo chiều dương. HD: Chỉ dao động P trễ pha dao động Q góc 2
12A) (Thi thử số 09 – 2012) Một sóng học lan truyền mặt thống chất lỏng nằm ngang với tần số 10 Hz, tốc độ truyền sóng 1,2 m/s Hai điểm M N thuộc mặt thống, phương truyền sóng, cách 26 cm (M nằm gần nguồn sóng hơn) Tại thời điểm t, điểm N hạ xuống thấp Khoảng thời gian ngắn sau điểm M hạ xuống thấp
A 11/120 s B 1/ 60 s C 1/120 s D 1/12 s HD: = 12 cm ;
MN =
26 12= +
1
6 hay MN = 2 + 6
Dao động M sớm pha dao động N góc Dùng liên hệ dao động điều hòa chuyển động tròn dễ dàng thấyDùng liên hệ dao động điều hòa chuyển động tròn dễ dàng thấy : Ở thời điểm t, uN = -a (xuống thấp nhất) thì uM =
a
lên Thời gian tmin =
5T =
5 s s
60 12 , với T = 1
s f 10 .
12B) Một sóng học lan truyền mặt thoáng chất lỏng nằm ngang với tần số 10 Hz, tốc độ truyền sóng 1,2 m/s Hai điểm M N thuộc mặt thống, phương truyền sóng, cách 26 cm (M nằm gần nguồn sóng hơn) Tại thời điểm t, điểm M hạ xuống thấp Khoảng thời gian ngắn sau điểm N hạ xuống thấp
A 11/120 s B 1/ 60 s C 1/120 s D 1/12 s HD: = 12 cm ;
MN =
26 12= +
1
6 hay MN = 2 + 6
Dao động M sớm pha dao động N góc Ở thời điểm t, uM = -a (xuống thấp nhất) thì uN =
a
xuống Thời gian tmin =
T =
1 s
60 , với T = 1
s f 10 .
………
CÁC CÂU THAM KHẢO THÊM
1) Trên hình biểu diễn sóng ngang truyền sợi dây, theo chiều từ trái sang phải Tại thời điểm t đó, điểm P có li độ khơng, cịn điểm Q có li độ âm có giá trị cực đại Vào thời điểm
hướng chuyển động P Q
A xuống ; đứng yên B đứng yên ; xuống C đứng yên ; lên D lên ; đứng yên
2) Hình bên biểu diễn sóng ngang truyền phía phải P Q hai phần tử thuộc mơi trường sóng truyền qua Hai phần tử P Q chuyển động thời điểm đó?
A Cả hai chuyển động phía phải B P chuyển động xuống Q thì lên C P chuyển động lên Q thì xuống D Cả hai dừng lại
3) (Thi thử số 12 – 2010) Một sóng truyền mặt nước với tần số f = 10 Hz, một thời điểm phần tử mặt nước có dạng hình vẽ.Trong khoảng cách từ vị trí cân A đến vị trí cân D 60 cm điểm C xuống qua vị trí cân Chiều truyền vận tốc truyền sóng