2.1.3.1. Chuẩn kiến thức, kĩ năng của chương trình.
Nội dung Mức độ cần đạt a) Khái niệm sóng cơ. Sóng ngang. Sóng dọc b) Các đặc trưng của sóng: Tốc độ truyền sóng, bước sóng, tần số sóng, biên độ sóng, năng lượng sóng c) Phương trình sóng d) Sóng âm. Độ cao của âm. Âm sắc. Cường độ âm. Mức cường độ âm. Độ to của âm
e) Giao thoa của hai sóng cơ. Sóng
dừng. Cộng
hưởng âm
Kiến thức
- Phát biểu được các định nghĩa về sóng cơ, sóng dọc, sóng ngang và nêu được ví dụ về sóng dọc, sóng ngang. - Phát biểu được các định nghĩa về tốc độ truyền sóng, bước sóng, tần số sóng, biên độ sóng và năng lượng sóng.
- Nêu được sóng âm, âm thanh, hạ âm, siêu âm là gì. - Nêu được cường độ âm và mức cường độ âm là gì và đơn vị đo mức cường độ âm.
- Nêu được ví dụ để minh hoạ cho khái niệm âm sắc. Trình bày được sơ lược về âm cơ bản, các hoạ âm.
- Nêu được các đặc trưng sinh lí (độ cao, độ to và âm sắc) và các đặc trưng Vật lí (tần số, mức cường độ âm và các hoạ âm) của âm.
- Mô tả được hiện tượng giao thoa của hai sóng mặt nước và nêu được các điều kiện để có sự giao thoa của hai sóng.
- Mô tả được hiện tượng sóng dừng trên một sợi dây và nêu được điều kiện để khi đó có sóng dừng khi đó.
- Nêu được tác dụng của hộp cộng hưởng âm.
Kĩ năng
- Giải được các bài toán đơn giản về giao thoa và sóng dừng.
- Giải thích được sơ lược hiện tượng sóng dừng trên một sợi dây.
- Xác định được bước sóng hoặc tốc độ truyền âm bằng phương pháp sóng dừng.
2.1.3.2. Mức độ thể hiện cụ thể của chuẩn kiến thức, kĩ năng.
a. Mức độ thể hiện cụ thể của chuẩn kiến thức, kĩ năng của bài “Sóng ơ và sự truyền sóng cơ”.
Chuẩn kiến thức,
kĩ năng Mức độ thể hiện cụ thể của chuẩn kiến thức, kĩ năng
Phát biểu được các định nghĩa về sóng cơ, sóng dọc, sóng ngang và nêu được ví dụ về sóng dọc, sóng ngang.
- Sóng cơ là quá trình lan truyền dao động cơ trong một môi trường.
- Sóng dọc là sóng trong đó các phần tử môi trường dao động theo phương trùng với phương truyền sóng. Sóng dọc truyền được cả trong chất khí, chất lỏng và chất rắn.
- Sóng ngang là sóng trong đó các phần tử của môi trường dao động theo phương vuông góc với phương truyền sóng. Sóng ngang truyền được ở mặt chất lỏng và trong chất rắn. Phát biểu được các định nghĩa về tốc độ truyền sóng, bước sóng, tần số sóng, biên độ sóng và năng lượng sóng.
- Biên độ sóng là biên độ dao động của một phần tử môi trường có sóng truyền qua.
- Chu kì T (hoặc tần số f) là chu kì (hoặc tần số f) dao động của một phần tử môi trường có sóng truyền qua.
- Tốc độ truyền sóng v là tốc độ truyền dao động trong môi trường.
- Bước sóng l là quãng đường mà sóng truyền được trong một chu kì. Hai phần tử nằm trên cùng một phương truyền sóng, cách nhau một bước sóng thì dao động đồng pha với nhau.
- Tần số sóng f là số lần dao động mà phần tử môi trường thực hiện trong 1 giây khi sóng truyền qua. Tần số có đơn vị là hec (Hz).
- Năng lượng sóng có được do năng lượng dao động của các phần tử của môi trường có sóng truyền qua. Quá trình truyền sóng là quá trình truyền năng lượng. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Viết được phương trình sóng.
- Phương trình dao động tại điểm 0 là 0
u = ACos tω
. Sau khoảng thời gian ∆t, dao động từ 0 truyền đến M cách 0 một khoảng x = v.∆t
- Phương trình dao động của phần tử môi trường tại điểm M bất kì có tọa độ x là ( ) cos 2 M x t x u t Acos t A v T ω π λ = − ÷= − ÷
Phương trình này cho biết li độ u của phần tử có toạ độ x vào thời điểm t. Đó là một hàm vừa tuần hoàn theo thời gian, vừa tuần hoàn theo không gian.
b. Mức độ thể hiện cụ thể của chuẩn kiến thức, kĩ năng bài “Giao thoa sóng”.
Chuẩn kiến thức,
kĩ năng Mức độ thể hiện cụ thể của chuẩn kiến thức, kĩ năng
Mô tả được hiện tượng giao thoa của hai sóng mặt nước và nêu được các điều kiện để có sự giao thoa
- Mô tả thí nghiệm :
Cho cần rung có hai mũi S1 và S2 chạm nhẹ vào mặt nước. Gõ nhẹ cần rung. Ta quan sát thấy trên mặt nước xuất hiện một loạt gợn sóng ổn định có hình các đường hypebol với tiêu điểm là S1 và S2.
của hai sóng.
thì có những điểm chúng luôn tăng cường lẫn nhau, có những điểm chúng luôn luôn triệt tiêu lẫn nhau.
- Hai nguồn dao động cùng tần số và có độ lệch pha không
đổi theo thời gian gọi là hai nguồn kết hợp. Hai sóng do hai nguồn kết hợp phát ra gọi là hai sóng kết hợp.
- Điều kiện để xảy ra hiện tượng giao thoa là trong môi
trường truyền sóng có hai sóng kết hợp và các phần tử sóng có cùng phương dao động.
- Hiện tượng giao thoa là một hiện tượng đặc trưng của sóng. Quá trình Vật lí nào gây ra được hiện tượng giao thoa cũng là một quá trình sóng.
Giải được các bài toán đơn giản về giao thoa.
- Biết cách tổng hợp hai dao động cùng phương, cùng tần số, cùng biên độ để tính vị trí cực đại và cực tiểu giao thoa. + Những điểm tại đó dao động có biên độ cực đại (cực đại giao thoa) là những điểm mà hiệu đường đi của hai sóng từ nguồn truyền tới bằng một số nguyên lần bước sóng. Công
thức ứng với cực đại giao thoa là 2 1
d − =d kλ , với k = 0, ± 1, ± 2...
+ Những điểm tại đó dao động triệt tiêu (cực tiểu giao thoa) là những điểm mà hiệu đường đi của hai sóng từ nguồn truyền tới bằng một số nửa nguyên lần bước sóng. Công thức ứng với cực tiểu giao thoa là
2 1 1 2 d −d =k + ÷λ , với k = 0, ± 1, ± 2...
- Biết cách dựa vào công thức để tính được bước sóng, số lượng các cực đại giao thoa, cực tiểu giao thoa.
học chương “Sóng cơ và sóng âm”.
Dựa trên căn cứ, yêu cầu và các nguyên tắc lựa chọn bài tập, đối với chương “Sóng cơ và sóng âm”(vật lí 12 – cơ bản) nhằm nâng cao chất lượng nắm vững kiến thức cho học sinh chúng tôi phân chia thành các dạng bài tập như sau:
2.2.1. Hệ thống bài tập sử dụng cho xây dựng kiến thức mới
Câu 1: Chứng tỏ dao động của sóng là một dao động điều hòa ? (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Câu 2: khi quan sát một nguồn O dao động, mặt nước có hình dạng thế nào ?
nếu để mẩu nút chai ngay cạnh đó thì nút chai có bị đẩy ra xa nguồn không?
Câu 3: Tại sao có thể nói sóng vừa có tính tuần hoàn theo thời gian, vừa có
tính tuần hoàn theo không gian ?
Câu 4: Trong quá trình khi sóng truyền qua, các phần tử của môi trường dao
động như thế nào ? và thực chất của quá trình truyền sóng là gì ?
Câu 5: Giải thích vì sao sóng cơ không thể truyền qua chân không?
Câu 6: Quan sát các hình ảnh về sóng đã gặp trong cuộc sống: sóng trên mặt
nước, sóng trên lò xo, sóng trên dây… giải thích về sự tạo sóng ?
Câu 7: giải thích hiện tượng sóng thần ?
Câu 8:Vì sao vật nổi trên mặt nước không theo sóng trôi ra ngoài ?
Câu 9: Vì sao khi áp tai vào miệng phích nước nóng rỗng có thể nghe những
âm thanh vù vù?
Câu 10: Vì sao trong không khí sinh ra sóng xung động lớn ?
Câu 11: Tại sao khi ném đá xuống nước mặt nước lại xuất hiện những gợn
sóng tròn ?
Câu 11: Hiện tượng giao thoa sóng? Lấy ví dụ thực tế về hiện tượng giao
thoa sóng ?
Câu 12: Điều gì xảy ra khi có hai hay nhiều sóng có mặt đồng thời tại một
Câu 13: Giải thích vì sao khi hai sóng xuất phát từ hai nguồn dao động cùng
tần số và có độ lệch pha luôn biến đổi giao nhau thì không có hiện tượng giao thoa sóng ?
Câu 14: Giả sử có 2 nguồn A và B dao động cùng pha với phương trình:
cos( )
A B
u = =u a ωt
. Xét điểm M nằm trong vùng sóng do hai nguồn phát ra. Khi đó tại điểm M sẽ xảy ra hiện tượng gì khi hai sóng từ hai nguồn A và B phát ra cùng tới điểm M ?
2.2.2. Hệ thống bài tập sử dụng cho ôn tập, hệ thống hóa và luyện tập
Bài 1: Một sóng cơ lan truyền trên mặt nước trong 2s sóng truyền đi được 4m
và cũng trong 2s đó một chiếc phao nằm trên mặt nước nhấp nhô lên xuống được 80 lần. Xác định tần số và bước sóng của sóng
Bài 2: Một sóng cơ lan truyền trên mặt nước quan sát 7 gợn lồi liên tieeps3m (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
và trong 5s một chiếc phao nằm trong vùng truyền sóng nhấp nhô len xuống được 100 lần. Xác định tốc độ truyền sóng.
Bài 3: Một người ngồi ở bờ biển quan sát thấy khoảng cách giữa hai ngọn
sóng liên tiếp bằng 10m. Ngoài ra người đó đếm được 20 ngọn sóng đi qua trước mặt trong 76s. Xác định vận tốc truyền sóng.
Bài 4: Phương trình dao động tại M các nguồn O một khoảng d = 12cm có
dạng 17 5cos(5 ) ( ). 30 M u = πt − π cm Biết rằng lúc t = 0 phần tử vật chất ở nguồn O đi qua vị trí cân bằng và theo chiều dương. Tìm bước sóng và tốc độ truyền sóng ?
Bài 5: Một sóng cơ học có vận tốc truyền sóng là v = 500cm/s và tần số trong
khoảng từ 10Hz đến 20Hz. Biết hai điểm M và N trên phương truyền sóng nằm cùng một phía so với nguồn cách nhau một khoảng 0,5m luôn dao động ngược pha. Tìm bước sóng.
Bài 6: Một nguồn phát sóng cơ dao động theo phương trình
4cos(4 ) ( ).
4
u = πt − π cm
Biết dao động tại hai điểm gần nhau nhất trên phương
truyền sóng cách nhau 0,5m có độ lêch pha là 3
π
.
a) Viết phương trình sóng tại điểm M cách nguồn 30cm.
b) Điểm M trên phương truyền cách nguồn phát sóng một khoảng d, tại thời điểm t1, đang đi qua vị trí có li độ u1 = 3cm theo chiều âm. Sau thời điểm trên 9s thì điểm M sẽ đi qua vị trí có li độ bằng bao nhiêu.
Bài 7: Tại điểm O có một nguồn phát sóng với tần số f = 20Hz, tốc độ truyền
sóng là 1,6m/s. Ba điểm A,B,C nằm trên cùng phương truyền sóng và cùng phía với O. Biết OA = 9cm, OB = 24,5cm, OC = 42,5cm. Tìm số điểm dao động cùng pha với A trên đoạn BC.
Bài 8: Một sóng cơ có tần số 80Hz lan truyền trong môi trường với vận tốc
4m/s. Hãy xác định độ lệch pha của hai phần tử vật chất trên một phương truyền sóng cách nguồn sóng những đoạn 31cm và 33,5cm.
Bài 9: Một mũi nhọn chạm vào mặt nước dao động điều hòa với tần số f =
40Hz tạo sóng cơ. Người ta thấy hai điểm A,B nằm trên cùng phương truyền sóng cách nhau một khoảng 20cm luôn dao động ngược pha và tốc độ truyền sóng này nằm trong khoảng từ 3m/s đến 5m/s. hãy xác định tốc độ truyền sóng.
Bài 10: Một nguồn A dao động với tần số f theo phương vuông góc tạo ra
một sóng ngang trên một mặt chất lỏng, với tốc độ lan truyền là 20m/s. Hỏi f phải có giá trị nào để một điểm M thuộc mặt thoáng, cách A một đoạn 1m dao động cùng pha với A. Biết f nằm trong khoảng từ 20Hz đến 50Hz.
Bài 11: Một sóng cơ lan truyền trong môi trường với bước sóng λ. Hãy xác
định khoảng cách giữa hai điểm trên cùng phương truyền sóng theo λ trong các trường hợp sau.
a) Hai điểm đó luôn dao động cùng pha. b) Hai điểm đó luôn dao động ngược pha. c) Hai điểm đó luôn dao động vuông pha
d) Hai điểm đó luôn dao động lêch pha nhau góc 4
π (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
.
Bài 12: Một sóng cơ học được tạo bởi nguồn O dao động theo phương trình:
10cos(20 )
o
u = πt cm
, sóng lan truyền với tốc độ 4m/s. Háy viết phương trình dao động tại điểm M,N,P,Q đồng thời xác định li độ của chúng lúc t = 0. Biết: M nằm trên phương truyền sóng, cách O 5cm và sóng truyền từ O tới M N nằm trên phương truyền sóng, cách O 10cm và sóng truyền từ N tới O P nằm trên phương truyền sóng, cách M 15cm và sóng truyền từ M tới P Q nằm trên phương truyền sóng, cách O một bước sóng .
Bài 13: Sóng lan truyền từ nguồn O dọc theo một đường thẳng với biên độ
không đổi. ở thời điểm t = 0, Điểm O đi qua vị trí cân bằng theo chiều dương, một điểm cách nguồn một khoảng ¼ bước sóng có li độ 5cm ở thời điểm ½ chu kì có li độ 3cm. Hãy xác định biên độ của sóng.
Bài 14: Đầu O của một sợi dây đàn hồi nằm ngang dao động điều hòa với
biên độ 3cm và với tần số 2Hz. Sau 2s sóng truyền đi được 2m. Chọn gốc thời gian lúc phần tử tại O đi qua vị trí cân bằng theo chiều dương. Xác định li độ của M nằm trên dây cách O 0,25m tại thời điểm t = 2s.
Bài 15: Nguồn O dao động với tần số 10Hz , dao động truyền đi với vận tốc
0,4m/s trên phương Oy, trên phương này có hai điểm P và Q theo thứ tự đó PQ = 15cm. Biết biên độ của sóng là 1cm và không thay đổi khi truyền sóng. Nếu tại thời điểm P có li độ 1cm thì phần tử tại Q có li độ bao nhiêu.
Bài 16: Sóng cơ học được truyền theo phương Ox với vận tốc 20cm/s. Giả sử
sóng truyền đi biên độ không thay đổi. Tại O dao động có phương trình:
4cos(4 ) ( )
o
u = πt mm
, tại thời điểm t1 li độ của điểm O là 3 mm và đang giảm, cùng lúc đó ở điểm M cách O 40cm sẽ có li độ bằng bao nhiêu.
Bài 17: Một sóng cơ học lan truyền theo phương truyền sóng, phương trình
truyền sóng của một điểm M trên phương truyền sóng là :
3cos( )
M
u = πt cm
phương trình truyền sóng của điểm N trên phương truyền sóng đó là :
3cos( )
4
N
u = πt + π cm
.Biết MN = 25cm, sóng truyền từ đâu đến đâu với vận tốc bằng bao nhiêu ?
Bài 18: Một nguồn phát sóng cơ học dao động với phương trình: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
10 cos( )
3
o
u = π t +ϕ cm
. Điểm M trên phương truyền sóng cách nguồn một khoảng d, tại thời điểm t1 đang đi qua vị trí có li độ 6cm theo chiều âm. Hãy xác định trạng thái của M sau thời điểm đó 9s nữa.
Bài 19: Trên mặt thoáng của chất lỏng có hai nguồn kết hợp A và B có
phương trình dao động là: 2cos(10 ) A B u =u = πt cm , tốc độ truyền sóng là 3m/s.
a) Viết phương trình sóng tại M cách A và B một khoảng lần lượt là
1 15 , 2 20
d = cm d = cm
b) Tính biên độ và pha ban đầu của sóng tại N cách A và B lần lượt là 45cm và 60cm
Bài 20: Trong một thí nghiệm về giao thoa sóng trên mặt nước có hai nguồn
những khoảng 16cm và 20cm sóng có biên độ cực tiểu. Giữa M và trung trực có hai dãy cực đại. tìm tốc độ truyền sóng trên mặt nước.
Bài 21: Hai nguồn kết hợp A và B cách nhau 50mm dao động với phương
trình u =acos 60πt mm( )