Bài 1: Một súng ngang đang chuyển động, phần tử A cú hướng vận tốc như hỡnh vẽ. Cho biết súng lan truyền theo chiều nào?
Mục đớch: Từ đồ thị súng xỏc định chiều
truyền của súng.
Bài 2: Một vũi nước khúa khụng chặt, nước chảy nhỏ giọt xuống mặt nước của một chậu nước. Người ta đếm được 9 giọt nước rơi xuống chậu trong 10 giõy. Mỗi giọt nước tạo ra một gợn súng hỡnh trũn cao 8mm so với mặt nước yờn lặng. Ngọn súng dịch chuyển tới thành chậu cỏch chỗ nú rơi 30cm sau 1,5 giõy. Tớnh chu
kỡ súng, tốc độ truyền súng, bước súng và biờn độ súng.
Mục đớch: Từ hiện tượng vật lớ, ỏp dụng định nghĩa về biờn độ súng, tần số
súng, tốc độ truyền súng, cụng thức tớnh bước súng, để xỏc định chu kỡ súng, tốc độ truyền súng, bước súng và biờn độ súng.
Bài 3: Nguồn súng đặt tại O phỏt ra một súng hỡnh sin lan truyền trong mụi trường với tốc độ v. Một lỳc sau súng truyền tới điểm
M làm M dao động, M cỏch O một khoảng x. Coi biờn độ dao động tại mọi điểm khi cú súng truyền đến là như nhau và nguồn O dao động điều hũa với tần số f, li độ uO theo phương vuụng gúc với phương truyền súng. Lập phương trỡnh dao động tại điểm M.
Mục đớch: Xõy dựng được phương trỡnh súng tại một điểm.
x
A
O M
Bài 4: Đầu O của một sợi dõy dài được gắn vào một cần rung cú tần số
f = 2Hz. Trờn dõy hỡnh thành một súng ngang. Điểm M trờn dõy cỏch O đoạn bằng một nửa bước súng, cú độ dịch chuyển khỏi vị trớ cõn bằng là 3cm sau một phần ba chu kỡ. Coi biờn độ súng khụng thay đổi.
a. Tớnh biờn độ súng.
b. Hai điểm gần nhau nhất trờn phương truyền súng lệch pha nhau gúc 3
rad,
cỏch nhau 5cm. Tớnh tốc độ truyền súng trờn dõy.
Mục đớch: Dựa vào phương trỡnh súng tổng quỏt, độ lệch pha giữa 2 điểm trờn
phương truyền súng để xỏc định cỏc đại lượng vật lớ.
Bài 5: Một súng truyền trong một mụi trường làm cỏc điểm của mụi trường dao động. Phương trỡnh dao động của một điểm M cú tọa độ x = 1cm trong mụi
trường đú cú dạng uM 4 cos t 6 120 cm. a. Xỏc định biờn độ súng và tốc độ truyền súng.
b. Tớnh độ lệch pha của dao động tại M sau khoảng thời gian 2 giõy và quóng đường mà pha dao động tại M truyền đi trong khoảng thời gian đú.
c. Tớnh độ lệch pha dao động của hai điểm M và N cỏch nhau 100cm trờn phương truyền súng vào cựng một thời điểm.
d. Vào thời điểm t li độ của M là 2cm. Tớnh li độ của nú sau đú 6 giõy.
Mục đớch: - Từ phương trỡnh súng tại một điểm xỏc định cỏc đại lượng vật lớ.
- Giỳp học sinh phõn biệt độ lệch pha dao động tại cựng một vị trớ nhưng ở cỏc thời điểm khỏc nhau với độ lệch pha dao động tại cựng một thời điểm nhưng ở cỏc vị trớ khỏc nhau. Qua đú thấy rừ quỏ trỡnh súng là quỏ trỡnh lan truyền pha dao động theo thời giancũn cỏc phần tử vật chất vẫn dao động tại chỗ quanh vị trớ cõn bằng.
Bài 6: Cần rung cú gắn mũi nhọn S với điểm A chạm vào mặt nước. Tần số cần rung f = 100Hz tạo nờn súng trờn mặt nước với biờn độ A = 0,4cm. Khoảng cỏch giữa hai gợn súng liờn tiếp là 0,5cm. Tớnh:
a. Tốc độ truyền súng trờn mặt nước.
b. Tỡm phương trỡnh dao động ở điểm M cỏch A một khoảng 5cm trờn phương truyền súng. Coi biờn độ súng khụng đổi.
c. Tỡm khoảng cỏch giữa hai điểm trờn mặt nước thuộc cựng một phương truyền súng dao động cựng pha, ngược pha với nhau.
d. Chiếu sỏng mặt nước bằng đốn nhấp nhỏy phỏt ra 25 chớp sỏng trong một giõy. Khi đú quan sỏt trờn mặt nước ta thấy gỡ?
Mục đớch: - Từ hiện tượng súng tỡm cỏc đại lượng vật lớ.
- Viết phương trỡnh súng tại một điểm.
- Nhấn mạnh: Sau khoảng thời gian bằng số nguyờn lần chu kỡ thỡ trạng thỏi dao động của tất cả cỏc điểm trờn mặt lại như cũ.
Bài 7: Tại điểm O trờn mặt chất lỏng người ta gõy dao động với tần số
f = 50Hz; ở thời điểm t, người ta đo được đường kớnh 5 gợn súng hỡnh trũn liờn tiếp lần lượt là: 12,4cm; 14,3cm; 16,35cm; 18,3cm; và 20,45cm.
a. Tớnh tốc độ truyền súng trờn mặt nước.
b. Tại một điểm M cỏch O đoạn x = 2,5cm. Chọn gốc thời gian sao cho phương trỡnh dao động của điểm M là: uM 0, 2cos(100t)cm.
Viết phương trỡnh dao động của điểm O và vẽ dạng mặt nước theo một tiết diện thẳng qua O vào thời điểm t = 0,05 giõy. Coi biờn độ súng khụng đổi.
Mục đớch: - Từ hiện tượng súng tỡm cỏc đại lượng vật lớ.
- Từ phương trỡnh súng tại một điểm viết phương trỡnh súng tại nguồn. - Vẽ đồ thị súng tại một thời điểm.
Bài 8. Trong một mụi trường đàn hồi, nguồn súng O cú pha ban đầu bằng 0. Điểm M cỏch O một khoảng x = 1m dao động theo phương trỡnh
M
u 0, 05cos 4 t 8 m.
a. Hóy xỏc định: biờn độ, bước súng, tần số, tốc độ truyền súng và li độ của M tại thời điểm 0,5 giõy.
b. Điểm N gần M nhất dao động chậm pha hơn M gúc / 4rad. Xỏc định tọa độ của N.
Mục đớch: Từ phương trỡnh súng tại một điểm xỏc định cỏc đại lượng đặc
trương cho súng.
Bài 9: Cho hai nguồn súng S1, S2 giống hệt nhau (cú cựng biờn độ, cựng tần số, cựng pha ban đầu). Đặt cỏch nhau một khoảng d trờn mặt nước.
a. Lập phương trỡnh dao động tổng hợp tại điểm M nằm trờn mặt nước, cỏch S1, S2 cỏc khoảng d1, d2. Với d1, d2 lớn hơn nhiều d.
b. Xỏc định vị trớ cỏc điểm dao động với biờn độ cực đại và vị trớ cỏc điểm khụng dao động. Tỡm quỹ tớch cỏc điểm đú.
Mục đớch: Xõy dựng phương trỡnh dao động tổng hợp tại một điểm trong miền
giao thoa.
Bài 10: Trong thớ nghiệm giao thoa súng trờn mặt nước, hai nguồn kết hợp S1 và S2 cỏch nhau 8cm, dao động với tần số f = 20Hz, biờn độ A=0,5cm. Tại điểm M trờn mặt nước cỏch nguồn S1 đoạn d1 = 25cm và nguồn S2 đoạn d2 = 20,5cm, súng cú biờn độ cực đại. Giữa M và đường trung trực của S1S2 cú hai võn giao thoa cực đại khỏc.
a. Tớnh tốc độ truyền súng.
b. Viết phương trỡnh dao động tại M.
c. Tỡm số điểm dao động với biờn độ cực đại, cực tiểu trờn đoạn S1S2.
Mục đớch:
- Từ hiện tượng giao thoa xỏc định cỏc đại lượng vật lớ, viết phương trỡnh súng tại một điểm.
- Áp dụng điều kiện để một điểm dao động với biện độ cực đại, cực tiểu để tỡm số điểm dao động với biờn độ cực đại, cực tiểu trờn đoạn nối hai nguồn súng.
Bài 11: Dựng một õm thoa cú tần số rung f = 100Hz người ta tạo ra tại hai điểm S1, S2 trờn mặt nước hai nguồn súng cựng biờn độ A = 1,5cm, cựng pha. Cho biết S1S2 = 3cm. Một hệ gợn lồi xuất hiện gồm một gợn thẳng là trung trực của đoạn S1S2 và 14 gợn dạng hypebol mỗi bờn. Khoảng cỏch giữa hai gợn ngoài cựng đo dọc theo đường thẳng S1S2 là 2,8cm.
a. Tớnh tốc độ truyền súng trờn mặt nước.
b. Lập phương trỡnh dao động của điểm M là trung điểm của S1S2.
c. So sỏnh trạng thỏi dao động của nguồn với trạng thỏi dao động của hai điểm M1 và M2 cỏch hai nguồn cỏc khoảng:
S1M1 = 6,5cm; S2M1 = 3,5cm; S1M2 = 5,0cm; S2M2 = 2,5cm.
Mục đớch:
- Từ hiện tượng giao thoa xỏc định cỏc đại lượng vật lớ.
- Viết phương trỡnh súng tổng hợp tại một điểm. - Xỏc định độ lệch pha của một điểm so với nguồn.
Bài 12: Một dõy thộp nhỏ uốn thành hỡnh chữ U, cú hai nhỏnh cỏch nhau 8cm, được gắn vào đầu một lỏ thộp nằm ngang sao cho hai đầu S1, S2 của sợi dõy thộp chạm nhẹ vào mặt nước. Cho lỏ thộp rung với tần số f = 100Hz, biờn độ dao động của S1, S2 là 0,4cm. Khi đú, trờn mặt nước tại vựng giữa S1 và S2 quan sỏt thấy 7
gợn lồi, là những võn giao thoa cực đại, những gợn này cắt đoạn S1S2 thành 8 đoạn mà hai đoạn ở hai đầu chỉ dài bằng một nửa cỏc đoạn cũn lại.
a. Tớnh bước súng và tốc độ truyền súng.
b. Viết phương trỡnh dao động tại điểm M trờn mặt nước cỏch S1, S2 lần lượt là d1 = 7cm và d2 = 12cm.
c. Người ta uốn lại sợi dõy sao cho khoảng cỏch giữa hai nhỏnh chữ U chỉ cũn 8mm. Xỏc định số gợn lồi quan sỏt được trong vựng giữa S1 và S2.
Mục đớch: - Từ hiện tượng giao thoa xỏc định cỏc đại lượng vật lớ, viết
phương trỡnh súng tổng hợp tại một điểm.
- Khảo sỏt hiện tượng giao thoa khi thay đổi khoảng cỏch giữa hai nguồn. Bài 13: Trong thớ nghiệm giao thoa súng trờn mặt nước, hai nguồn S1, S2 dao động với tần số f = 20Hz, biờn độ A = 1,5cm. Giữa hai điểm S1, S2 người ta đếm được 12 đường hypebol, quỹ tớch cỏc điểm đứng yờn. Khoảng cỏch giữa đỉnh của hai đường hypebol ngoài cựng là 22cm.
a. Tớnh tốc độ truyền súng.
b. Viết phương trỡnh dao động tại điểm M trờn mặt nước, cỏch hai nguồn S1, S2 cỏc khoảng lần lượt là d1 = 7cm, d2 = 8cm.
Mục đớch: - Từ hiện tượng giao thoa xỏc định cỏc đại lượng vật lớ, viết
phương trỡnh súng tổng hợp tại một điểm.
Bài 14: Hai điểm S1, S2 trờn mặt một chất lỏng, cỏch nhau 18cm dao động cựng pha với biờn độ A và tần số f = 20Hz. Tốc độ truyền súng trờn mặt chất lỏng là v = 1,2m/s. Xỏc định số điểm trờn đoạn S1S2 dao động với biờn độ cực đại (khụng kể hai nguồn).
Mục đớch: Từ hiện tượng giao thoa súng xỏc định số điểm nằm trờn đoạn
thẳng nối hai nguồn, dao động với biờn độ cực đại.
Bài 15. Mũi nhọn của một õm thoa chạm nhẹ vào mặt nước rộng coi như vụ hạn. Tần số rung của một õm thoa là f = 400Hz.
a. Trờn mặt nước xuất hiện những gợn trũn đồng tõm lan ra xa dần. Khoảng cỏch giữa hai gợn liờn tiếp đo được là 4mm. Giải thớch hiện tượng và tớnh tốc độ truyền súng.
b. Gắn vào một nhỏnh õm thoa một mẩu dõy thộp nhỏ hỡnh chữ U. Bố trớ sao cho hai đầu chữ U chạm nhẹ vào mặt nước. Khi õm thoa rung, trờn mặt nước xuất hiện một số gợn súng cú dạng là những đường hypebol, cú thể quan sỏt được bằng
phương phỏp dựng hệ thống đốn chiếu thớch hợp. Giải thớch hiện tượng và tớnh số gợn súng này. Biết khoảng cỏch giữa hai đầu chữ U là 4cm.
c. Cho biết vận tốc truyền súng khụng thay đổi. Âm thoa được kớch thớch dao động cưỡng bức với tần số f 'nf (nN). Số cỏc gợn súng trong phần b thay đổi như thế nào?
Mục đớch: - ễn tập hiện tượng súng và hiện tượng giao thoa súng.
- Tỡm cỏc đại lượng vật lớ.
- Khảo sỏt hiện tượng giao thoa khi thay đổi tần số của nguồn.
Bài 16: Một sợi dõy AB dài 2m căng ngang, đầu B cố định, đầu A dao động theo phương thẳng đứng với tần số f = 50Hz, biờn độ 2cm. Trờn dõy hỡnh thành 10 bú súng mà hai đầu A, B là hai nỳt súng.
a. Tớnh bước súng và tốc độ truyền súng trờn dõy. b. Tớnh tốc độ cực đại của dao động.
Mục đớch: Từ hiện tượng súng dừng xỏc định cỏc đại lượng vật lớ.
Bài 17: Một sợi dõy đàn hồi AB treo lơ lửng đầu A gắn vào một õm thoa rung với tần số f = 100Hz vận tốc truyền súng trờn dõy là 4m/s.
a. Dõy cú chiều dài l = 80cm. Cú thể cú súng dừng trờn dõy được khụng? Giải thớch?
b. Cắt bớt để chiều dài của dõy cũn 21cm. Khi đú cú súng dừng trờn dõy. Tớnh số nỳt và số bụng súng.
c. Nếu chiều dài của dõy vẫn là 80cm thỡ tần số của õm thoa phải là bao nhiờu để cú 8 bụng súng dừng?
d. Nếu tần số vần là 100Hz, muốn cú kết quả như cõu c thỡ chiều dài của dõy
phải bằng bao nhiờu?
Mục đớch: Khảo sỏt hiện tượng súng dừng trờn dõy khi thay đổi chiều dài của
dõy; tần số của nguồn.
Bài 18: Nếu từ mặt đất quan sỏt một chiếc mỏy bay đang bay nhanh, ta cú cảm giỏc như tiếng động cơ khụng phải phỏt ra từ mỏy bay mà từ một điểm ở phớa sau và cỏch xa mỏy bay một khoảng khỏ lớn. Giải thớch hiện tượng đú.
Mục đớch: Vận dụng kiến thức về tốc độ truyền õm là hữu hạn trong mụi
Bài 19: Sau khi búp cũ sỳng 9,1 giõy người bắn nghe thấy tiếng nổ thứ hai gõy ra do sự phản xạ õm từ vỏch nỳi cỏch xa mỡnh 15000m. Lỳc đú cú giú thổi theo phương truyền súng õm. Biết tốc độ truyền õm trong khụng khớ lỳc yờn tĩnh là v’ = 330m/s. Xỏc định tốc độ v của giú.
Mục đớch: Từ hiện tượng phản xạ và dữ kiện của bài tập lập biểu thức xỏc
định thời gian truyền súng khi cú ảnh hưởng của giú từ đú xỏc định tốc độ giú. Bài 20: Sau khi từ trạm du lịch ở bờn một bờ hồ sang đến bờ bờn kia, đoàn du khỏch quyết định xem giờ để nghỉ ngơi một chỳt. Thời tiết lỳc đú tĩnh lặng nờn họ cú thể nghe rất rừ tiếng loa truyền thanh đặt ở trung tõm trạm du lịch, cũng như cú thể nghe bản tin cuối cựng khi bật đài họ mang theo; Sau đú bỗng một du khỏch núi rằng họ ở cỏch trạm du lịch chỉ cú ba kilụmột. Hỏi người đú xỏc định khoảng cỏch đú bằng cỏch nào? Nếu biết vận tốc truyền õm trong khụng khớ là v.
Mục đớch: Từ hiện tượng, tỡnh huống thực tế xỏc định hiện tượng vật lớ từ đú
xỏc định thời gian truyền õm rồi ỏp dụng cụng thức s = v.t để xỏc định khoảng cỏch. Bài 21: Tại một điểm A nằm cỏch xa nguồn õm N (coi như nguồn điểm) một khoảng NA bằng 1m, đo được mức cường độ õm là LA = 90dB. Biết cường độ õm chuẩn I0 = 10-12w/m2.
a. Tớnh cường độ õm IA của õm đú tại A.
b. Tớnh cường độ õm và mức cường độ õm tại B trờn đường NA và cỏch N một khoảng NB bằng 10m. Coi mụi trường hoàn toàn khụng hấp thụ õm.
c. Tớnh cụng suất phỏt õm của nguồn N. Coi nguồn õm và mụi trường đều đẳng hướng.
Mục đớch: - Xột súng truyền theo mặt cầu.
- Tớnh cường độ õm, mức cường độ õm tại cỏc điểm khỏc nhau. - Tớnh cụng suất của nguồn.
Bài 22: Tại sao ống sỏo cú thể phỏt ra nhiều õm trầm bổng khỏc nhau?
Mục đớch: Từ đặc trưng sinh lớ, vật lớ của õm giải thớch hiện tượng thực tế.
Bài 23: Một ống sỏo hở hai đầu tạo súng dừng cho õm với hai nỳt. Khoảng cỏch giữa hai nỳt là 4cm. Tớnh:
a. Bước súng của õm và chiều dài của ống sỏo.
b. Tần số của õm phỏt ra. Biết vận tốc truyền õm trong khụng khớ là 340m/s. c. Chiều dài của ống sỏo hở một đầu cú õm cơ bản là õm núi trờn.
Mục đớch: - Từ hiện tượng súng dừng của cột khụng khớ trong ống sỏo xỏc
Bài 24: Cho một ống hỡnh trụ chứa nước, một ống rỗng hở hai đầu cú thể bỏ lọt vào ống chứa nước, một thước đo chiều dài và một õm thoa.
a. Với cỏc dụng cụ nờu trờn, hóy lập phương ỏn đo tần số rung của õm thoa nhờ vào khoảng cỏch của ống ứng với õm nghe được ở miệng ống to nhất. Giải thớch.
b. Tớnh tần số của õm thoa với cỏc dữ liệu sau đõy: Âm ở miệng ống nghe to nhất lần một và lần hai ứng với cỏc khoảng cỏch từ miệng ống đến mặt nước là