Nhận xét: Trong môi trường truyền sóng lý tưởng nếu: * Sóng chỉ truyền theo một phương VD.sóng trên sợi dây thì biên độ và năng lượng sóng có tính luân chuyển tức là không phụ thuộc vào[r]
(1)Buổi SÓNG CƠ VÀ SỰ TRUYỀN SÓNG CƠ ( tiết) Ngày soạn: 5/4/2014 I MỤC TIÊU Kiến thức: - Khái niệm sóng và các đặc trưng sóng cơ, phương trình sóng - Giao thoa sóng, sóng dừng, sóng âm Kĩ năng: - Làm hệ thống câu hỏi trắc nghiệm đây II CHUẨN BỊ Giáo viên: Hệ thống kiến thức, hệ thống câu hỏi trắc nghiêm Học sinh: Ôn lại các bài sóng co học III HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC Lớp Ổn định tổ chức: SS ND Tên học sình vắng Kiểm tra bài cũ: Bài Sóng là gì? Nói chung "sóng" là lan truyền các tương tác Ví dụ sóng điện từ là lan truyền các tương tác điện-từ, sóng học là lan truyền các tương tác học, kể xúc cảm đồng cảm lan truyền người có thể coi là “sóng” chẳng hạn cụm từ "làn sóng biểu tình" nhằm trạng thái đồng cảm quá khích số đông người trước vấn đề cùng quan tâm mà thường nhóm nhỏ người khởi xướng (nguồn sóng!) Tâm lý học người ta gọi đó là tượng lây lan tình cảm dịch thuật ngữ này sang Vật lý học có thể gọi đó là "Sóng tình!? " I Đại cương sóng học: Định nghĩa: Sóng học là lan truyền dao động học môi trường vật chất đàn hồi theo thời gian Từ định nghĩa trên ta có thể rút số nhận xét sau: * Sóng học là lan truyền dao động, lan truyền lượng, lan truyền pha dao động (trạng thái dao động) không phải quá trình lan truyển vật chất (các phần tử sóng) VD.Trên mặt nước cánh bèo hay phao dao động chỗ sóng truyền qua * Sóng lan truyền môi trường vật chất đàn hồi, không lan truyền chân không Đây là khác biệt sóng và sóng điện từ (sóng điện từ lan truyền tốt chân không) VD.Ngoài không gian vũ trụ các phi hành gia phải liên lạc với đàm kí hiệu * Tốc độ và mức độ lan truyền sóng phụ thuộc nhiều vào tính đàn hồi môi trường, môi trường có tính đàn hồi càng cao tốc độ sóng càng lớn và khả lan truyền càng xa, tốc độ và mức độ lan truyền sóng giảm theo thứ tự môi trường: Rắn > lỏng > khí Các vật liệu bông, xốp, nhung… có tính đàn hồi nhỏ nên khả lan truyền sóng kém các vật liệu này thường dùng để cách âm, cách rung (chống rung)… VD.Áp tai xuống đường ray ta có thể nghe thấy tiếng tàu hỏa từ xa mà lúc đó ta không thể nghe thấy không khí * Sóng 2là quá trình lan truyền theo thời gian không phải tượng tức thời, môi trường vật chất đồng tính và đẳng hướng các phần tử gần nguồn sóng nhận sóng sớm các phần tử xa nguồn Các đại lượng sóng: a Vận tốc truyền sóng (v): Gọi S là quãng đường sóng truyền thời gian t Vận tốc truyền sóng là: v =(Chú ý: Vận tốc sóng là vận tốc lan truyền sóng không gian không phải là vận tốc dao động các phần tử) b Chu kì sóng: T= 2π t = = (s ) (N là số lần nhô lên điểm hay số đỉnh sóng qua vị trí số ω f N −1 lần sóng dập vào bờ thời gian t(s)) c Tần số sóng f: Tất các phân tử vật chất tất các môi trường mà sóng truyền qua dao độngcùng tần số v chu kì, tần số và chu kì nguồn sóng, gọi là tần số (chu kì) sóng: = = (Hz) d Bước sóng: Bước sóng là quãng đường sóng truyền chu kì và là khoảng cách ngắn giữahai điểm dao động cùng pha trên phương truyền sóng = v.T = (m) Chú ý: Bất kì sóng nào (với nguồn sóng đứng yên so với máy thu) truyền từ môi trường này sang môi trường khác thì bước sóng, lượng, vận tốc, biên độ, phương truyền có thể thay đổi tần số và chu kì thì không đổi và luôn (2) tần số v chu kì dao động nguồn sóng f= v v v λ1 = ⇒ = λ1 λ2 v λ2 bước sóng môi trường tỉ lệ với vận tốc sóng môi trường đó e Biên độ sóng: Biên độ sóng điểm là biên độ dao động phần tử sóng điểm đó nói chung thực tế biên độ sóng giảm dần sóng truyền xa nguồn f Năng lượng sóng Ei: Năng lượng sóng điểm Ei là lượng dao động phần tử sóng điểm đó nói chung thực tế lượng sóng luôn giảm dần sóng truyền xa nguồn: E i = Dω A i đó D là khối lượng riêng môi trường sóng, Ai là biên độ sóng đó Nhận xét: Trong môi trường truyền sóng lý tưởng nếu: * Sóng truyền theo phương (VD.sóng trên sợi dây) thì biên độ và lượng sóng có tính luân chuyển tức là không phụ thuộc vào khoảng cách đến nguồn sóng: A1 = A2 = A3…, E1 = E2 = E3… * Sóng truyền trên mặt phẳng (VD.sóng nước), tập hợp các điểm cùng trạng thái là đường tròn chu vi 2R với tâm là nguồn sóng, đó biên độ và lượng sóng giảm dần sóng truyền xa nguồn và theo tỉ lệ: E R2 = E R1 A1 R = và A2 R1 √ (R1, R2 là khoảng cách tương ứng đến nguồn sóng) * Sóng truyền không gian (VD.sóng âm không khí), tập hợp các điểm cùng trạng thái là mặt cầu có diện tích 4R2 với tâm là nguồn sóng, đó biên độ và lượng sóng giảm dần sóng truyền xa nguồn theo tỉ lệ: A R2 = và A R1 E R2 = E R21 (R1, R2 là khoảng cách tương ứng đến nguồn sóng) Phân loại sóng: Dựa vào phương dao động các phần tử và phương lan truyền sóng người ta phân sóng thành hai loại là sóng dọc và sóng ngang a Sóng dọc: Là sóng có phương dao động các phần tử trùng với phương truyền sóng Sóng dọc có khả lan truyền trạng thái môi trường vật chất là Rắn, lỏng, khí VD.Sóng âm truyền không khí hay chất lỏng là sóng dọc b Sóng ngang: Là sóng có phương dao động các phần tử vuông góc với phương truyền sóng Sóng ngang có thể lan truyền chất rắn và bề mặt chất lỏng, sóng ngang không lan truyền chất lỏng và chất khí VD.Sóng truyền trên mặt nước là sóng ngang SÓNG ÂM HỌC Định nghĩa: Sóng âm là sóng lan truyền các môi trường rắn, lỏng, khí Phân loại sóng âm (Dựa vào tần số): - Sóng âm nghe được: Là sóng âm có tần số khoảng từ 16Hz đến 20000Hz gây cảm giác thính giác - Sóng siêu âm: Là sóng âm mà có tần số lớn 20000Hz không gây cảm giác thính giác người - Sóng hạ âm: Là sóng âm mà có tần số nhỏ 16Hz không gây cảm giác thính giác người - Nhạc âm và tạp âm: Nhạc âm là âm có tần số xác định (VD.mỗi nốt nhạc Đồ, rê, mi, fa, son, la, si, đô là nhạc âm) Tạp âm là âm có tần số không xác định (tiếng trống, tiếng cồng chiêng, tiếng ồn ào ngoài phố…) Chú ý: chất lỏng và chất khí sóng âm là sóng dọc còn chất rắn sóng âm gồm sóng ngang và sóng dọc Các đặc trưng vật lý sóng âm: Là các đặc trưng có tính khách quan định lượng, có thể đo đạc tính toán Bao gồm các đại lượng như: Chu kì, tần số, biên độ, lượng, cường độ, mức cường độ, đồ thị… a Cường độ âm I(W/m2): I = = Với E(J), P(W) là lượng, công suất phát âm nguồn; S (m 2) là diện tích mặt vuông góc với phương truyền âm (với sóng cầu thì S là diện tích mặt cầu S = 4πR2) b.Mức cường độ âm: L(B )=log I I L(dB)=10 log (công thức thường dùng) I0 I0 (Ở tần số âm f = 1000Hz thì I0 = 10-12 W/m2 gọi là cường độ âm chuẩn) Chú ý: Để cảm nhận âm thì cường độ âm âm I I0 hay mức cường độ âm L c Công thức suy luận: Trong môi trường truyền âm, xét điểm A và B có khoảng cách tới nguồn âm là R A và RB, ta đặt n = log RA RB đó: IB = 102n.IA và LB = LA + 20.n (dB) Các đặc trƣng sinh lý âm: Là các đặc trưng có tính chủ quan định tính, cảm nhận thính giác người nghe Bao gồm: Độ to, độ cao, âm sắc… Bảng liên hệ đặc trưng sinh lý và đặc trưng vật lý sóng âm Đặc trưng sinh lý âm Độ cao - Âm cao (thanh – bổng) có tần số lớn - Âm thấp (trầm – lắng) có tần số nhỏ - Ở cùng cường độ, âm cao dễ nghe âm trầm Độ to - Ngưỡng nghe là cường độ âm nhỏ mà còn cảm nhận - Ngưỡng đau là cường độ âm đủ lớn đem lại cảm giác đau Đặc trưng vật lý sóng âm Tần số chu kì Mức cường độ âm (biên độ, lượng, tần số âm) (3) nhức tai Miền nghe có cường độ thuộc khoảng ngưỡng nghe và ngưỡng đau Âm sắc Đồ thị âm (bao gồm: Biên độ, lượng, tần số âm và cấu - Là sắc thái âm tạo nguồn phát âm) PHƯƠNG TRÌNH SÓNG - GIAO THOA SÓNG I Phương trình sóng -Độ lệch pha Phương trình sóng trên trục Ox Nguồn sóng gốc tọa độ O có phương trình dao động: u= a.cos(2f.t + ) - P.trình sóng truyền theo chiều dương trục Ox đến điểm M có tọa độ x là: uM = acos(2ft + - 2 ) - P.trình sóng truyền theo chiều âm trục Ox đến điểm N có tọa độ x là: u = acos(t + + 2 ) Phương trình li độ sóng điểm M cách nguồn sóng O đoạn d: - Giả sử bi cho phương trình li độ nguồn O: u O = a.cos(2.f.t + ) thì phương trình li độ điểm M cách nguồn sóng O đoạn d là: ( u M =a cos πf t +ϕ − πd λ ) với t - Giả sử bi cho phương trình li độ điểm M: u M = a.cos(2.f.t + ) thì phương trình li độ nguồn O cách đoạn d là: ( uO =a cos πf t+ ϕ+ πd λ ) Chú ý: - Tập hợp các điểm cùng khoảng cách đến nguồn sóng dao động cùng pha! - Nếu thời điểm t < thì li độ dao động điểm M luôn (uM = 0) vì sóng chưa truyền đến M Độ lệch pha điểm M1, M2 cùng nguồn truyền đến: phương trình dao động nguồn là: u = a.cos(ωt + ) πd ( λ ) πd =a cos ( πf t+ ϕ− λ ) - Phương trình dao động nguồn truyền đến M1: u1 M =a cos πf t+ ϕ− với t - Phương trình dao động nguồn truyền đến M2: u2 M với t d1 v d2 v - Độ lệch pha M1 và M2 là: =(d2 - d1) - Để hai dao động cùng pha thì = 2k (d2 - d1) = 2k (d2 - d1) = k. - Để hai dao động ngược thì = (2k+1) (d2 - d1) = (2k+1) (d2 - d1) = (2k+1) Vậy khoảng cách hai điểm trên phương truyền sngs lệch pha góc (rad) là: L =. Trong tượng truyền sóng, khoảng cách ngắn trên phương truyền sóng hai điểm dao động cùng phà là , dao động ngược pha là 0,5, dao động vuông pha là 0,25 và dao động lệch pha /4 là 0,125 II Giao thoa bởi hai sóng kết hợp: Độ lệch pha nguồn M: Gọi phươn trình dao động các nguồn S 1,S2 là: u1 = a.cos(2ft + 1) và u2 = a.cos(2ft + 2) Độ lệch pha nguồn sóng là: = (2 - 1) - Phương trình dao động M sóng S1 truyền đến: u1M = acos(2ft + 1 -2 ) - Phương trình dao động M sóng S2 truyền đến: u2M = acos(2ft + 2 -2 ) Độ lệch pha nguồn sóng điểm M là: M = 2 - 1 +(d1 - d2) - Nếu M nguồn cùng pha thì: M = 2 - 1 +(d1 - d2) = k.2 ( d − d 2= k − ϕ − ϕ1 λ 2π ) - Nếu M nguồn ngược thì: M = 2 - 1 +(d1 - d2) = (2k+1). c Phương trình dao động tổng hợp M sóng S1, S2 truyền đến: ϕ2 −ϕ d − d2 ϕ1 +ϕ d 1+ d2 + ).cos(2ft + - ) λ λ d − d2 a Biên độ sóng M: AM = 2a|cos( + )| với = 1-2 (không phụ thuộc thời gian - phụ thuộc vị trí) λ d − d2 * Những điểm có biên độ cực đại: A = 2a cos( + )= λ ϕ − ϕ1 d − d 2= k − λ (2 nguồn cùng pha M) 2π d − d2 * Những điểm có biên độ cực tiểu: A = cos( + )= λ k +1 ϕ2 −ϕ d − d 2= − λ (2 nguồn ngược pha M) 2π u = u1M + u2M = 2acos( ( ( ) ) (k = 0, 1, 2,… là thứ tự các tập hợp điểm đứng yên kể từ M0 , k = là tập hợp điểm đứng yên thứ 1) b Với hai nguồn sóng giống (cùng biên độ A1 = A2 = a , cùng pha 1 = 2 = ) * Điều kiện để điểm M trễ pha với nguồn góc bất kì: (4) ϕ2 −ϕ d − d2 ϕ1 +ϕ d 1+ d2 + ).cos(2ft + - ) λ λ d 1+ d2 Ta thấy M dao động trễ pha với nguồn góc M: = + k.2 d1+d2 =( +2k) λ Từ phương trình M: u = 2acos( * Điều kiện để điểm M dao động cùng pha với nguồn: ϕ2 −ϕ d − d2 ϕ1 +ϕ d 1+ d2 + ).cos(2ft + - ) λ λ d 1+ d2 Ta thấy M dao động cùng pha với nguồn M: = k.2 d1+d2 =2k λ Từ phương trình M: u = 2acos( * Điều kiện để điểm M dao động ngược pha với nguồn: ϕ2 −ϕ d − d2 ϕ1 +ϕ d 1+ d2 + ).cos(2ft + - ) λ λ d 1+ d2 Ta thấy M dao động ngược pha với nguồn M: = (2k+1) d1+d2 = (2k+1) λ Từ phương trình M: u = 2acos( * Điều kiện để điểm M vuông pha với nguồn: ϕ2 −ϕ d − d2 ϕ1 +ϕ d 1+ d2 + ).cos(2ft + - ) λ λ d 1+ d2 Ta thấy M dao động vuông pha với nguồn M: = + k.2 d1+d2 = ( +k) λ Từ phương trình M: u = 2acos( III Giao thoa hai sóng phát từ hai nguồn kết hợp S 1; S2 cách khoảng l Gọi = (2 -1) là độ lệch nguồn Xét điểm M trên S1S2 cách hai nguồn d1, d2 d − d2 ϕ2 −ϕ + )| λ l Δϕ l Δϕ <k< − * Số điểm dao động cực đại trên S1S2 là số giá trị nguyên k thỏa: − − λ 2π λ 2π l Δϕ l Δϕ − <k < − − * Số điểm dao động cực tiểu trên S1S2 là số giá trị nguyên k thỏa: − − λ 2π λ 2π Hai nguồn dao động lệch pha góc bất kì: = (2 -1) Biên độ sóng: A = 2a|cos( a Hai nguồn dao động cùng pha: Biên độ dao động điểm M: A = 2a|cos( d − d2 )| λ * Tìm số điểm dao động cực đại trên đoạn S1S2: d1 – d2 = k (k Z); Số điểm cực đại: l l − <k < λ λ * Tìm số điểm dao động cực tiểu trên đoạn S1S2: d1 – d2 = (2k+1) (k Z) Số điểm cực tiểu: l l − − <k < − λ λ Khi hai nguồn dao động cùng pha và cùng biên độ a thì trung điểm S 1S2 có biên độ cực đại A = 2a và tập hợp các điểm cực tiểu và cực đại là họ các đường Hypecbol có S1, S2 là tiêu điểm b Hai nguồn dao động ngược pha: Biên độ dao động điểm M: A M = 2a|cos( d − d2 + )| λ * Tìm số điểm dao động cực đại: d1 – d2 = (2k + 1)(k Z) Số điểm cực đại: l l − − <k < − λ λ * Tìm số điểm dao động cực tiểu: d1 – d2 = k(k Z) Số điểm số đường cực tiểu: l l − <k < λ λ Khi hai nguồn dao động cùng biên độ a và ngược pha thì trung điểm S1S2 có biên độ cực tiểu A = c Hai nguồn dao động vuông pha: Biên độ dao động điểm M: AM = 2a|cos( Số điểm dao động cực đại số điểm dao động cực tiểu: l l − − <k < − λ λ d − d2 +)| λ Khi hai nguồn dao động cùng biên độ a và vuông pha thì trung điểm S1S2 có biên độ A = a (5) Bài toán tìm số đường dao động cực đại và dao động cực tiểu hai điểm M, N bất kì trên giao thoa trường cách hai nguồn S1, S2 là d1M, d2M, d1N, d2N Đặt dM = d1M - d2M; dN = d1N - d2N và giả sử dM < dN * Hai nguồn dao động lệch pha góc bất kì: = 2 - 1 Δd M Δϕ Δd Δϕ − ≤k ≤ N − λ 2π λ 2π Δd M Δd Δϕ Δϕ - Cực tiểu: −0,5 − ≤k ≤ N −0,5 − λ 2π λ 2π - Cực đại: * Hai nguồn dao động cùng pha: Δd M Δd ≤k ≤ N λ λ Δd M Δd - Cực tiểu: −0,5 ≤ k ≤ N − 0,5 λ λ - Cực đại: * Hai nguồn dao động ngược pha: Δd M Δd −0,5 ≤ k ≤ N − 0,5 λ λ Δd M Δd N - Cực tiểu: ≤k ≤ λ λ - Cực đại: Số giá trị nguyên k thoả mãn các biểu thức trên là số đường (hoặc điểm)cần tìm Trong tượng giao thoa sóng, khoảng cách ngắn nhất điểm dao động với biên độ cực đại (hay điểm dao động với biên độ cực tiểu) trên đoạn S1S2 λ/2 và cực đại và cực tiểu là λ/4 SÓNG DỪNG Các đặc điểm sóng dừng: - Sóng dừng là sóng tạo giao thoa sóng ngược chiều (thường là sóng tới và sóng phản xạ trên cùng phương truyền) - Bụng sóng là điểm dao động với biên độ cực đại Nút sóng là điểm dao động với biên độ (đứng yên) Bụng sóng và nút sóng là điểm cố định không gian - Khoảng cách hai bụng sóng hay hai nút sóng liên tiếp là /2 - Khoảng cách bụng sóng và nút sóng liên tiếp là /4 - Tại vị trí vật cản cố định, sóng tới và sóng phản xạ ngược pha - Tại vị trí vật cản tự do, sóng tới và sóng phản xạ cùng pha - Gọi a là biên độ dao động nguồn thì biên độ dao động bụng là 2a, bề rộng bụng sóng là 4a - Khoảng thời gian ngắn (giữa lần liên tiếp) để dây duỗi thẳng là t = 0,5T - Sóng dừng tạo rung nam châm điện với tần số dòng điện f thì tần số sóng là 2f - Khi cho dòng điện có tần số f chạy dây kim loại, dây kim loại đặt cực nam châm thì sóng dừng trên dây có tần số là f - Mọi điểm nằm nút liên tiếp sóng dừng dao động cùng pha và có biên độ không đổi khác - Mọi điểm nằm bên nút sóng dừng dao động ngược pha - Sóng dừng không có lan truyền lượng và không có lan truyền trạng thái dao động Điều kiện để có sóng dừng trên sợi dây có chiều dài L: a Trường hợp sóng dừng với hai đầu nút (vận cản cố định) - Chiều dài dây: L = k (k = 1, 2, ) max = 2L f k =k v v ⇒ f = ⇒ f k =kf ⇒f min=f k +1 − f k 2L 2L (tần số gây sóng dừng bội số nguyên lần tần số nhỏ gây sóng dừng) - Vị trí các điểm bụng cách đầu B sợi dây là: d = (k + 12 ) 2λ số bụng sóng: Nbụng = k; số bó sóng: Nbó = k; số nút sóng: Nnút = k + - Vị trí các điểm nút cách đầu B sợi dây là: d= k (k 1, 2, ) * Tần số sóng âm dây đàn phát (hai đầu cố định): fk = k ; + k = 1, âm phát là âm f = fmin + k = 2, 3, 4,…, âm phát là các họa âm bậc hay thứ k với fk = k.fmin b)Trường hợp sóng dừng với đầu là nút B (cố định), đầu là bụng A (tự do): - Chiều dài dây: L = k + (k 1,2, ) max = 4L f k =( 2k + 1) f −f v v ⇒ f = ⇒ f k =(2 k +1) f ⇒ f = k +1 k 4L 4L (tần số gây sóng dừng bội số nguyên lẻ lần tần số nhỏ gây sóng dừng) - Vị trí các điểm bụng cách đầu A sợi dây là: d = k λ (6) - Vị trí các điểm nút cách đầu A sợi dây là: d= (k + 12 ) 2λ (k 1, 2, ) số bụng sóng: Nbụng = k+1; số bó sóng: Nbó = k; số nút sóng: Nnút = k + * Với ống sáo đầu bịt kín, đầu để hở, tần số sóng âm ống sáo phát ra: f k =(2k + 1) v 4L + k = 0, âm phát là âm f = fmin + k = 1, 2, 3, …, âm phát là các họa âm fk = (2k + 1).fmin * Ống hình trụ có độ cao h, đổ nước đến độ cao c, độ cao cột khí là l Khi đó âm ống phát có cường độ lớn miệng (đầu hở) là bụng sóng dừng: l = h - x = (k+0,5) lmin = xmax = h (Khi đó k = 0,1,2,3,… ứng với các họa âm thứ 1,2,3,4… và có bậc là (2k + 1)) c Trường hợp sóng dừng với đầu tự ( đầu là bụng sóng): Đây là trường hợp xảy ống sáo có chiều dài L hở đầu và có âm phát cực đại - Chiều dài dây: L = k (k = 1, 2, ) max = 2L f k =k v v ⇒ f = ⇒ f k =kf ⇒f min=f k +1 − f k 2L 2L (tần số gây sóng dừng bội số nguyên lần tần số nhỏ gây sóng dừng - Khi đó fmin gọi là âm bản, fk là các họa âm) - Vị trí các điểm bụng cách đầu ống là: d = k λ với k = 1, 2, 3, số bụng sóng: Nbụng = k +1; số bó sóng: Nbó = k -1; số nút sóng: Nnút = k - Vị trí các điểm nút cách đầu ống là: d= ( k +1 ) λ (k 1, 2, ) Biểu thức sóng dừng trên dây: Xét sợi dây AB có chiều dài l có đầu A gắn với nguồn dao động, phương trình dao động A là: uA = acos(ωt + ) M là điểm bất kì trên AB cách A khoảng là d Coi a là không đổi a Trường hợp đầu B cố định -Sóng từ A truyền tới M là: uAM = acos (ωt +ϕ − πdλ ) (ωt +ϕ − πλ l ) (ωt +ϕ − πλ l ) (ωt +ϕ − πλ l − π ) (ωt +ϕ − π (2lλ − d) − π ) ( πλ x ) (ωt +ϕ − πλ l − π ) |cos ( π (dλ −l) − π2 )| |cos ( πλ x − π2 )| |sin ( πλ x )| ; sóng từ A truyền tới B là: uAB = acos - Sóng phản xạ B là: uB = -uAB = -acos =acos - Sóng phản xạ từ B truyền đến M là: uBM = acos - Phương trình sóng dừng M là: uM = uAM + uBM = 2asin Biên độ sóng dừng M là: A = 2a cos = 2a = 2a (Với x = (d – l) là khoảng cách từ điểm cần xét đến nút nào đó sóng dừng) b Trường hợp đầu B tự -Sóng từ A truyền tới M là: uAM = acos - Sóng từ A truyền tới B là: uAB = acos (ωt +ϕ − πdλ ) (ωt +ϕ − πλ l ) (ωt +ϕ − πλ l ) (ωt +ϕ − π (2lλ − d) ) ( πλ x ) (ωt +ϕ − πλ l ) |cos ( π (dλ −l) )| |cos ( πλ x )| - Sóng phản xạ B là: uB = uAB = acos ; (Vì sóng tới B cùng pha với sóng phản xạ B là đầu tự do) - Sóng phản xạ từ B truyền đến M là: uBM = acos - Phương trình sóng dừng M là: uM = uAM + uBM = 2acos Biên độ sóng dừng M là: A = 2a cos = 2a (Với x = (d – l) là khoảng cách từ điểm cần xét đến bụng nào đó sóng dừng) Kết luận: Như bài toán yêu cầu tìm biên độ sóng dừng điểm ta phải chú ý: * Nếu bài cho khoảng cách từ điểm đó đến nút sóng ta dùng công thức: A =2a 2π x λ | ( )| sin (1) (7) * Nếu bài cho khoảng cách từ điểm đó đến bụng sóng ta dùng công thức: A = 2a 2π x λ | ( )| cos (2) * Sóng dừng có biên độ bụng sóng là 2a thì điểm cách liên tiếp (không kể bụng và nút) có cùng biên độ dao động cách khoảng nhỏ là /4 và cùng biên độ a CHƯƠNG II: SÓNG CƠ HỌC Câu 1: Khi nói siêu âm, phát biểu nào sau đây sai? A Siêu âm có thể truyền chất rắn B Siêu âm có thể bị phản xạ gặp vật cản C Siêu âm có tần số lớn 20 KHz D Siêu âm có thể truyền chân không Câu 2: Khi nói sóng học, phát biểu nào sau đây là sai? A Sóng học là lan truyền dao động học môi trường vật chất B Sóng học truyền tất các môi trường rắn, lỏng, khí và chân không C Sóng học có phương dao động vuông góc với phương truyền sóng là sóng ngang D Sóng âm truyền không khí là sóng dọc Câu 3: Khi nói sóng cơ, phát biểu nào đây là sai? A Sóng dọc là sóng mà phương dao động các phần tử vật chất nơi sóng truyền qua trùng với phương truyền sóng B Sóng không truyền chân không C Sóng ngang là sóng mà phương dao động các phần tử vật chất nơi sóng truyền qua vuông góc với phương truyền sóng D Khi sóng truyền đi, các phần tử vật chất nơi sóng truyền qua cùng truyền theo sóng Câu 4: Phát biểu nào sau đây là đúng nói sóng học? A Sóng dọc là sóng có phương dao động trùng với phương truyền sóng B Sóng âm truyền chân không C Sóng ngang là sóng có phương dao động trùng với phương truyền sóng D Sóng dọc là sóng có phương dao động vuông góc với phương truyền sóng Câu 5: Một sóng âm truyền không khí, số các đại lượng: biên độ sóng, tần số sóng, vận tốc truyền sóng và bước sóng; đại lượng không phụ thuộc vào các đại lượng còn lại là A bước sóng B tần số sóng C biên độ sóng D vận tốc truyền sóng Câu 6: Tại hai điểm A, B trên mặt nước nằm ngang có hai nguồn sóng kết hợp, cùng biên độ, cùng pha, dao động theo phương thẳng đứng Coi biên độ sóng lan truyền trên mặt nước không đổi quá trình truyền sóng Phần tử nước thuộc trung điểm đoạn AB A dao động với biên độ nhỏ biên độ dao động nguồn B không dao động C dao động với biên độ biên độ dao động nguồn D dao động với biên độ cực đại Câu 7: Một sóng âm có tần số 200 Hz lan truyền môi trường nước với vận tốc 1500 m/s Bước sóng sóng này môi trường nước là A 3,0 km B 75,0 m C 30,5 m D 7,5 m Câu 8: Âm sắc là đặc tính sinh lí âm A phụ thuộc vào biên độ B phụ thuộc vào tần số C phụ thuộc vào cường độ âm D phụ thuộc vào tần số và biên độ Câu 9:Một sóng truyền môi trường với vận tốc 110 m/s và có bước sóng 0,25 m Tần số sóng đó là A 50 Hz B 220 Hz C 440 Hz D 27,5 Hz Câu 10: Trên sợi dây dài 0,9 m có sóng dừng.Kể hai nút hai đầu dây thì trên dây có 10 nút sóng.Biết tần số sóng truyền trên dây là 200Hz Sóng truyền trên dây có tốc độ là A 90 cm/s B 40 m/s C 40 cm/s D 90 m/s Câu 11: Quan sát trên sợi dây thấy có sóng dừng với biên độ bụng sóng là A Tại điểm trên sợi dây cách bụng sóng phần tư bước sóng có biên độ dao động A.a/2 B C a/4 D a Câu 12: Một sóng học có bước sóng λ truyền theo đường thẳng từ điểm M đến điểm N Biết khoảng cách MN = d Độ lệch pha Δϕ dao động hai điểm M và N là 2d A = d B = C = d 2 D = d Câu 13: Một nguồn dao động đặt điểm A trên mặt chất lỏng nằm ngang phát dao động điều hòa theo phương thẳng đứng với phương trình uA = acos ωt Sóng nguồn dao động này tạo truyền trên mặt chất lỏng có bước sóng λ tới điểm M cách A khoảng x Coi biên độ sóng và vận tốc sóng không đổi truyền thì phương trình dao động điểm M là A uM = acos t B uM = acos(t x/) C uM = acos(t + x/) D uM = acos(t 2x/) Câu 14: Trên mặt nước nằm ngang có hai nguồn kết hợp S1 và S2 dao động theo phương thẳng đứng, cùng pha, với cùng biên độ a không thay đổi quá trình truyền sóng Khi có giao thoa hai sóng đó trên mặt nước thì dao động trung điểm đoạn S1S2 có biên độ A a B cực tiểu C a/2 D cực đại Câu 15: Trên sợi dây có chiều dài l , hai đầu cố định, có sóng dừng Trên dây có bụng sóng Biết vận tốc truyền sóng trên dây là v không đổi Tần số sóng là (8) v A 2 v B 4 v D 2v C Câu 16:Khi nói sóng học, phát biểu nào sau đây là sai? A Sóng học truyền tất các môi trường rắn, lỏng, khí và chân không B Sóng học lan truyền trên mặt nước là sóng ngang C Sóng học là lan truyền dao động học môi trường vật chất D Sóng âm truyền không khí là sóng dọc Câu 17: Quan sát sóng dừng trên sợi dây đàn hồi, người ta đo khoảng cách nút sóng liên tiếp là 100 cm Biết tần số sóng truyền trên dây 100 Hz, vận tốc truyền sóng trên dây là: A 50 m/s B 100 m/s C 25 m/s D 75 m/s Câu 18: sóng có tần số 50 Hz truyền môi trường với vận tốc 160 m/s Ở cùng thời điểm, hai điểm gần trên phương truyền sóng có dao động cùng pha với nhau, cách A 3,2m B 2,4m C 1,6m D 0,8m Câu 19: Khi có sóng dừng trên sợi dây đàn hồi, khoảng cách từ bụng đến nút gần nó A số nguyên lần bước sóng B nửa bước sóng C bước sóng D phần tư bước sóng Câu 20: Mối liên hệ bước sóng λ, vận tốc truyền sóng v, chu kì T và tần số f sóng là f v T T v f B T f v v v v.f T A C D Câu 21: Một âm có tần số xác định truyền nhôm,nước ,không khí với tốc độ tương ứng là v 1,v2, v.3.Nhận định nào sau đây là đúng A v1 >v2> v.3 B v3 >v2> v.1 C v2 >v3> v.2 D v2 >v1> v.3 Câu 22: Tại hai điểm A và B trên mặt nước nằm ngang có hai nguồn sóng kết hợp, dao động theo phương thẳng đứng Có giao thoa hai sóng này trên mặt nước Tại trung điểm đoạn AB, phần tử nước dao động với biên độ cực đại Hai nguồn sóng đó dao động A lệch pha góc /3 B cùng pha C ngược pha D lệch pha góc /2 Câu 23: Khi nói sóng cơ, phát biểu nào sau đây sai? A Bước sóng là khoảng cách hai điểm gần trên cùng phương truyền sóng mà dao động hai điểm đó ngược pha B Sóng đó các phần tử môi trường dao động theo phương trùng với phương truyền sóng gọi là sóng dọc C Sóng đó các phần tử môi trường dao động theo phương vuông góc với phương truyền sóng gọi là sóng ngang D Tại điểm môi trường có sóng truyền qua, biên độ sóng là biên độ dao động phần tử môi trường Câu 24: Sóng siêu âm A không truyền chân không B truyền nước nhanh sắt C truyền không khí nhanh nước D truyền chân không Câu 25: Một sóng có chu kì 0,125s thì tần số sóng này là A 8Hz B 4Hz C 16Hz D 10Hz Câu 26:Một sóng ngang truyền theo chiều dương trục Ox, có phương trình sóng là u=6cos(4t-0,02x); đó u và x tính cm, t tính s Sóng này có bước sóng là A 150 cm B 50 cm C 100 cm D 200 cm., Câu 27: Tại điểm, đại lượng đo lượng lượng mà sóng âm truyền qua đơn vị diện tích đặt điểm đó, vuông góc với phương truyền sóng đơn vị thời gian là A cường độ âm B độ cao âm C độ to âm D mức cường độ âm Câu 28: Một sợi dây đàn hồi có độ dài AB = 80cm, đầu B giữ cố định, đầu A gắn với cần rung dao động điều hòa với tần số 50Hz theo phương vuông góc với AB Trên dây có sóng dừng với bụng sóng, coi A và B là nút sóng Vận tốc truyền sóng trên dây là A 40m/s B 20m/s C 10m/s D 5m/s Câu 29: Tại vị trí môi trường truyền âm ,một sóng âm có cường độ âm I.Biết cường độ âm chuẩn là I Mức cường độ âm L sóng âm này vị trí đó tính công thức I0 A L( dB) =10 lg I I I B L( dB) =10 lg I0 C L( dB) = lg I I I D L( dB) = lg Câu 30: Khi có sóng dừng trên dây, khoảng cách hai nút liên tiếp A số nguyên lần bước sóng B phần tư bước sóng C nửa bước sóng D bước sóng Câu 31: Một sóng có tần số 0,5 Hz truyền trên sợi dây đàn nhồ đủ dài với tốc độ 0,5 m/s Sóng này có bước sóng là A 1,2 m B 0,5 m C 0,8 m D m Câu 32: Khi có sóng dừng trên sợi dây đàn hồi thì khoảng cách hai bụng sóng liên tiếp A hai bước sóng B bước sóng C phần tư bước sóng D nửa bước sóng (9) Câu 33: Khoảng cách hai điểm trên phương truyền sóng gần và dao động cùng pha với gọi là A vận tốc truyền sóng B độ lệch pha C chu kỳ D bước sóng Câu 34: Một sóng âm truyền từ không khí vào nước thì A tần số và bước sóng thay đổi B tần số và bước sóng không thay đổi C tần số không thay đổi, còn bước sóng thay đổi D tần số thay đổi, còn bước sóng không thay đổi Câu 35: Trên sợi dây đàn hồi dài 1m, hai đầu cố định, có sóng dừng với bụng sóng Bước sóng sóng truyền trên đây là A 1m B 0,5m C 2m D 0,25m Câu 36: Ở mặt nước, có hai nguồn kêt hợp A, B dao động theo phương thẳng đứng với phương trình u A = uB = 2cos20t (mm) Tốc độ truyền sóng là 30 cm/s Coi biên độ sóng không đổi sóng truyền Phần tử M mặt nước cách hai nguồn là 10,5 cm và 13,5 cm có biên độ dao động là A mm B mm C mm D mm Câu 37: Sóng truyền trên sợi dây có đầu cố định, đầu tự Muốn có sóng dừng trên dây thì chiều dài sợi dây phải A số chẵn lần phần tư bước sóng B số lẻ lần nửa bước sóng C số nguyên lần bước sóng D số lẻ lần phần tư bước sóng u 5cos(6 t x) (cm), với t đo s, x đo m Câu 38: Một sóng truyền dọc theo trục Ox có phương trình là Tốc độ truyền sóng này là A m/s B 60 m/s C m/s D 30 m/s Củng cố Hoạt động GV Hoạt động HS Nhắc lại các kirns thức trọng tâm Lăng nghe và gjhi chép Hướng dẫn nhà Hoạt động GV Hoạt động HS - Làm lại thành thạo hệ thốn câu hỏi trên - Ghi câu hỏi và bài tập nhà - Yêu cầu: HS chuẩn bị chương Dòng - Ghi chuẩn bị cho bài sau điện xoay chiều (10)