Bài 8: Một mũi nhọn S được gắn với hai đầu A của một lá thép nằm ngang và chạm vào mặt nước khi lá thép dao động với tần số f = 120 Hz S tạo ra trên mặt nước một sóng có biên độ 0,6 cm,
Trang 1Chương II SÓNG CƠ VÀ SÓNG ÂM
Bài 7: SÓNG CƠ VÀ SỰ TRUYỀN SÓNG CƠ
A BÀI TẬP
I Sóng cơ
1 Định nghĩa
- Sóng cơ là sự lan truyền của dao động trong một môi trường vật chất
2 Sóng ngang
- Là sóng cơ trong đó phương dao động (của chất điểm ta đang xét) ⊥ với phương truyền sóng
3 Sóng dọc
- Là sóng cơ trong đó phương dao động // (hoặc trùng) với phương truyền sóng
II Sự truyền sóng cơ
1 Sự truyền của một sóng hình sin
- Sau thời gian t = T, sóng truyền được một đoạn:
λ = AA1 = v.t
- Sóng truyền với tốc độ v, bằng tốc độ truyền của biến dạng
- Hai đỉnh liên tiếp cách nhau một khoảng λ không đổi, λ gọi là bước sóng.
- Hai điểm cách nhau một khoảng λ thì dao động cùng pha
2 Các đặc trưng của sóng
- Biên độ A của sóng
- Chu kì T, hoặc tần số f của sóng, với f 1
T
=
- Bước sóng λ, với vT v
f
λ = =
- Năng lượng sóng: là năng lượng dao động của các phần tử của môi trường mà sóng truyền qua
3) Lập phương trình:
.OM = x
Lúc sóng qua O (t =0)
Sóng truyền từ O đến M
+ Giả sử li độ u của O: 2
cos
O
T
π
=
+ Sóng truyền từ O → M cần thời gian x
v
+Li độ dao động tại M:
( )
x
u t u t
v
= − ÷
2 ( , ) cos 2
M
x
u x t A t
T
λ
2) Một số tính chất của sóng:
Sóng tuần hoàn theo thời gian và không gian
B BÀI TẬP
Dạng 1: Tính các đại lượng đặc trưng (T, f, v, x…) của sóng cơ.
Bài 1: Trong 5s người ta quan sát thấy có 3 ngọn sóng đi qua trước mặt mình Tính T và f của
sóng
Trang 2Bài 2: Bên bờ biển một người quan sát thấy khoảng cách giữa hai ngọn sóng liên tiếp bằng 10m
và đến lượt 20 ngọn sóng đi qua trước mặt mình trong 76s Xác định vận tốc truyền sóng của nước biển
Bài 3: Trên mặt nước yên lặng, người ta gây dao động bằng 1 nguồn có tần số f = 100HZ Biết
khoảng cách giữa 11 gợn lồi liên tiếp trên 1 phương truyền là 200cm Vận tốc truyền sóng trên mặt nước là bao nhiêu ?
Bài 4: Một âm thoa ở đầu có gắn một mũi nhọn, mũi này tiếp xúc trực tiếp với một chất lỏng Gõ
nhẹ cho âm thoa rung, thì thấy khoảng cách từ gợn song sát mũi nhọn đến gợn song thứ 11 ở xa mũi nhọn hơn là 2cm Tần số của âm thoa là 100 Hz Tính tốc độ truyền song
Dạng 2: Thiết lập phương trình truyền sóng.
Bài 6: Một sóng ngang truyền trên một dây rất dài có phương trình: u = 6cos(4πt – 0,02πx). Trong đó x và u được tính bằng (cm) và t được tính bằng giây Hãy xác định:
a) Bước sóng
b) Tần số
c) Tốc độ
d) Độ dời u tại x = 16,6cm và t = 4 s
Bài 7: Mộ dây đàn hồi nằm ngang có điểm đầu O dao động theo phương thẳng đứng với biên độ
A = 5cm và chu kì T= 2s
a) Chọn gốc thời gian (t = 0) lúc O qua vị trí cân bằng theo chiều dương Lập phương trình dao động của O
b) Pha dao động của A được truyền dọc theo dây với vận tốc 5m/s Viết phương trình dao động của điểm M cách A một đoạn d = 2,5m Coi dây dài vô hạn
Bài 8: Một mũi nhọn S được gắn với hai đầu A của một lá thép nằm ngang và chạm vào mặt
nước khi lá thép dao động với tần số f = 120 Hz S tạo ra trên mặt nước một sóng có biên độ 0,6
cm, biết rằng khoảng cách giữa 9 gợn lồi liên tiếp là 4cm
a) Tính tốc độ truyền sóng trên mặt nước
b) Viết phương trình dao động tại điểm M trên mặt nước cách S một khoảng d = 12 cm
c) Xác định khoảng cách giữa hai điểm trên phương truyền sóng mà tại đó dao động là cùng pha
Bài 9: Một mũi nhọn S được gắng vào điểm A của một lá thép nằm ngang và chạm vào mặt
nước Khi lá thép dao động với tần số f = 100Hz, S tạo ra trên mặt nước một sóng có biên độ A = 0,4cm Biết rằng khoảng cách giữa 7 gợn lồi liên tiếp là 3cm Hãy tính:
a) Vận tốc truyền sóng trên mặt nước
b) Viết phương trình dao động tại điểm M trên mặt nước cách S một khoảng d = 5cm Coi biên
độ khong phụ thuộc khoảng cách tới S
c) Tính khoảng cách giữa hai điểm trên mặt nước dao động cùng pha, dao động ngược pha (trên phương truyền của sóng)
Bài 10: Một sợi dây mềm nằm ngang ,có đầu A buộc vào một điểm dao động với biên độ A =
5cm, với chu kì T = 2s Phương dao động vuông góc với phương sợi dây Vận tốc truyền sóng dọc theo sợi dây là 2m/s
a) Viết phương trình dao động của điểm A
b) Viết phương trình dao động của các điểm trên dây cách đầu A những đoạn 2/3m, 2m So sánh dao động của các điểm ấy với dao động điểm A ở đầu dây
Trang 31 Tại điểm A của mặt thoáng một chất lỏng yên tĩnh, người ta nhỏ xuống đều đặn các gọt
nước giống nhau cách nhau 0,25s Coi A bị tác động bởi nguồn gây dao động ngang có biên độ 0,5cm Trên mặt thoáng chất lỏng xuất hiện những đường tròn đồng tâm A lan rộng dần
a Khoảng cách giữa hai gợn lồi liên tiếp đo được 10cm Tính vận tốc truyền pha của sóng
b Tính khoảng cách giữa hai điểm trên mặt chất lỏng dao động cùng pha, ngược pha
c Một điểm M cách A một đoạn 25cm Chọn gốc thời gian sao cho phương trình dao động của M là: uM= -0,5sinωt (cm) Viết phương trình dao động của điểm A (coi biên độ dao động không thay đổi)
2 Vẽ dạng của dây ở các thời điểm t1 = 1,5s và t2 = 5s (Giả sử a = const).Vẽ hình của sợi dây vào lúc 2s sau khi A bắt đầu chuyển động Bỏ qua ma sát, biết rằng sợi dây dài hơn 4m
3 Phương trình dao động tại nguồn 0 trên mặt chất lỏng có dạng : 4 os
3
t
u= c π
cm
a Tìm vận tốc truyền sóng trên dây Biết λ =240cm
b Viết phương trình dao động tại M trên mặt chất lỏng cách 0 một đoạn 360 cm Coi biên độ sóng không đổi
c Tìm độ lệch pha của hai sóng tại hai điểm cách nhau 210 cm trên cùng một phương trình sóng
4 Phương trình dao động tại nguồn 0 trên mặt chất lỏng có dạng : 4 os
3
t
u= c π
cm
a Tìm vận tốc truyền sóng trên dây Biết λ =240cm
b Viết phương trình dao động tại M trên mặt chất lỏng cách 0 một đoạn 360 cm Coi biên độ sóng không đổi
c Tìm độ lệch pha của hai sóng tại hai điểm cách nhau 210 cm trên cùng một phương truyền sóng
5 Một mũi nhọn 0 dao động với f = 50 (Hz) chạm nhẹ vào mặt nước tạo ra sóng có biên độ a
= 6 mm Người ta quan sát thấy khoảng cách giữa 9 gợn lồi liên tiếp bằng 6,4 m
a Tìm vận tốc truyền sóng trên mặt nước
b Biết pha ban đầu tại nguồn O bằng không Viết phương trình dao động tại M
c Tính độ lệch pha giữa 2 điểm trên cùng một phương truyền sóng cách nhau một khoảng 20 cm
6 Một sợi dây đàn hồi ,mảnh rất dài , có đầu 0 dao động với tần số f thay đổi được trong
khoảng từ 40Hz đến 53 Hz theo phương vuông góc sợi dây Sóng tạo thành lan truyền trên dây với vận tốc v = 5 m/s
a Cho f = 40 Hz Tính chu kì và bước sóng của sóng trên dây
b Tính tần số f để điểm M cách 0 một khoảng 20 cm luôn dao động cùng pha với O
7 Tâm sóng dao động theo phương trình : uA = cos
2
5π
t (cm) Vận tốc truyền pha của sóng là 100m/s dọc theo một dây đàn hồi Xét điểm M cách tâm sóng 20m Hãy xác định các đại lượng sau đây của dao động tại M vào thời điêm 1s sau khi sóng bắt đầu truyền từ tâm:
a Độ dịch chuyển từ vị trí cân bằng (coi biên độ không đổi)
b Vận tốc dao động
c Gia tốc dao động
8 Xét sóng truyền trên dây rất dài lần lượt từ M đến 0 đến N với v = 20 m/s Biết phương
trình dao động tại 0 là : os(2 )
6
o
u =ac πft−π
cm Độ lệch pha giữa hai điểm cùng một
Trang 4phương truyền sóng cách nhau một khoảng d = 6 cm là
3
2π
ϕ =
∆ rad Tính f và viết phương trình dao động tại M,N Biết ON = OM = 0,5 (m)
9 Một dây đàn hồi dài có đầu A dao động với f và biên độ a = 4 cm , vận tốc truyền sóng
trên dây v = 4 m/ s Xét điểm M trên dây cách A là 28 cm thì M lệch pha so với A là
z k
=
2 ) 1 2
b Viết phương trình dao động tại M Biết phương trình dao động tại A : u o =4cosωt
cm
Bài 5: Cho một sóng ngang có phương trình sóng là u = 5cosπ(
2 1 0
x
t − ) (mm) Trong đó x tính bằng cm, t tính bằng giây Vị trí của phần tử sóng M cách gốc toạ độ 3 m ở thời điểm t = 2 s có li
độ là bao nhiêu ?
BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM CHƯƠNG II: SÓNG CƠ & SÓNG ÂM
Chủ đề 1: sóng cơ & sự truyền sóng cơ
DẠNG 1: TÌM CÁC ĐẠI LƯỢNG ĐẶC TRƯNG CỦA SÓNG Câu 1: Một người ngồi ở bờ biển thấy có 5 ngọn sóng nước đi qua trước mặt mình trong thời gian 10(s).
Chu kì dao động của sóng biển là :
A 2 (s) B 2,5 (s) C 3 (s) D 4 (s)
Câu 2: Tại 1 điểm O trên mặt nước yên tĩnh có 1 nguồn D Đ ĐH theo phương thẳng đứng với tần số f =
2(Hz) Từ điểm O có những gợn sóng tròn lan rộng ra xung quanh Khoảng cách giữa 2 gợn sóng liên tiếp là 20(cm) Vận tốc truyền sóng trên mặt nước là :
A 20 (cm / s) B 40 (cm / s) C 80 (cm / s) D 120 (cm /s)
Câu 3: Sóng truyền tại mặt chất lỏng với vận tốc truyền sóng 0,9m/s, khoảng cách giữa hai gợn sóng liên
tiếp là 2cm Tần số của sóng là:
Câu 4: Một người quan sát 1 chiếc phao nổi trên mặt biển , thấy nó nhô lên cao 6 lần trong 15 giây Coi
sóng biển là sóng ngang Chu kì dao động của sóng biển là :
A T = 2,5 (s) B T = 3 (s) C T = 5 (s) D T = 6(s)
Câu 5: Nguồn phát sóng S trên mặt nước tạo dao động với f = 100(Hz) Biết khoảng cách giữa 7 sóng
gợn lồi ( bụng sóng ) liên tiếp là 3 (cm) Vận tốc truyền sóng trên mặt nước là :
A 25(cm / s) B 50(cm / s) C 100(cm / s) D 150 (cm / s)
DẠNG 2: VIẾT PHƯƠNG TRÌNH SÓNG TẠI 1 ĐIỂM Câu 6: Sóng lan truyền từ nguồn O dọc theo 1 đường thẳng với biên độ không đổi Ở thời điểm t = 0 ,
điểm O đi qua vị trí cân bằng theo chiều (+) Một điểm cách nguồn 1 khoảng bằng 1/4 bước sóng có li
độ 5(cm) ở thời điểm bằng 1/2 chu kì Biên độ của sóng là
A 10(cm) B 5 3 (cm) C 5 2 (cm) D 5(cm)
Câu 7: Một sóng cơ học lan truyền dọc theo 1 đường thẳng có phương truyền sóng tại nguồn O là :
0
2
2
t
T
π −π
(cm) Một điểm M cách nguồn bằng 1/3 bước sóng ở thời điểm t = 1/2 chu kì có độ dịch chuyển u M = 2(cm) Biên độ sóng A là :
A 4(cm) B 2 (cm) C 4
3 (cm) D 2 3 (cm)
Câu 8: Một sóng cơ học lan truyền trong 1 môi trường vật chất tại 1 điểm cách nguồn x(m) có phương
trình sóng : u = 4 cos (
3
π
t - 2
3
π x) (cm) Vận tốc trong môi trường đó có giá trị :
A 0,5(m / s) B 1 (m / s) C 1,5 (m / s) D 2(m / s)
Câu 9: Đầu O của một sợi dây đàn hồi dao động với phương trình u = 2 sin2πt (cm) tạo ra một sóng ngang trên dây có vận tốc v= 20 cm/s Một điểm M trên dây cách O một khoảng 2,5 cm dao động với phương trình:
Trang 5A uM = 2 cos(2πt +
2
π ) (cm) B uM = 2 cos(2πt - 3
4
π ) (cm)
C uM = 2 cos(2πt +π) (cm) D uM = 2 cos2πt (cm)
Câu 10: Một sóng cơ học lan truyền trên 1 phương truyền sóng với vận tốc 40 (cm / s) Phương trình
sóng của 1 điểm O trên phương truyền đó là : u o = 2 cos(2 π
t-2
π ) (cm) Phương trình sóng tại 1 điểm M
nằm trước O và cách O 1 đoạn 10(cm) là :
A u M = 2 cos (2 πt ) (cm) B u M = 2 cos (2 πt -
2
π ) (cm)
C u M = 2 cos (2 πt +
4
π ) (cm) D u M = 2 cos (2 π t -
4
π ) (cm)
Câu 11: Sóng truyền từ điểm M đến điểm O rồi đến điểm N trên cùng 1 phương truyền sóng với vận tốc
v = 20(m / s) Cho biết tại O dao động có phương trình u o = 4 cos ( 2 πf t -
6
π ) (cm) và tại 2 điểm gần nhau nhất
cách nhau 6(m) trên cùng phương truyền sóng thì dao động lệch pha nhau 2
3
π (rad) Cho ON = 0,5(m) Phương trình sóng tại N là :
A u N = 4cos (20
9
π
t - 2 9
π ) (cm) B u N = 4cos (20
9
π
t + 2
9
π ) (cm)
C u N = 4cos (40
9
π
t - 2
9
π ) (cm) D u N = 4cos (40
9
π
t + 2
9
π ) (cm)
Câu 12: Một sóng cơ học truyền dọc theo trục Ox có phương trình u = 28cos(20x - 2000t) (cm), trong đó
x là toạ độ được tính bằng mét (m), t là thời gian được tính bằng giây (s) Vận tốc của sóng là
DẠNG 3: ĐỘ LỆCH PHA GIỮA 2 ĐIỂM TRÊN PHƯƠNG TRUYỀN SÓNG
Câu 13: Trên mặt một chất lỏng, tại O có một nguồn sóng cơ dao động có tần số f = 30Hz Vận tốc
truyền sóng là một giá trị nào đó trong khoảng từ 1,6m/s đến 2,9m/s Biết tại điểm M cách O một khoảng 10cm sóng tại đó luôn dao động ngược pha với dao động tại O Giá trị của vận tốc đó là:
A 2m/s B 3m/s C 2,4m/s D 1,6m/s
Câu 14: Một sóng truyền trên mặt biển có bước sóng 2m Khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên
cùng một phương truyền sóng dao động lệch pha nhau 0,25π là:
A 0,25m B 0,75m C 2m D 1m
Câu 15: Sóng truyền từ A đến M với bước sóng λ= 30 (cm) Biết M cách A một khoảng 15(cm) Sóng tại M có tính chất nào sau đây so với sóng tại A ?
A Cùng pha với sóng tại A C Trễ pha hơn sóng tại A một lượng là 3
2
π
B Ngược pha với sóng tại A D Lệch pha 1 lượng
2
π
Câu 16: Sóng truyền từ M đến N dọc theo phương truyền sóng Hai điểm cách nhau d Độ lệch pha giữa
sóng tại N so với sóng ở M là:
A ϕ 2 d π
λ
−
∆ = B ϕ 2 d π
λ
∆ = C ϕ 2 πλ
π
∆ = D ϕ π d
λ
−
∆ =
Câu 17: Sóng truyền từ M đến N dọc theo phương truyền sóng với bước sóng λ = 120cm Tìm khoảng cách d = MN biết rằng sóng tại N trể pha hơn sóng tại M là
3
π
A 15cm B 24cm C 30cm D.20cm
Câu 18: Hình vẽ là dạng sóng trên mặt nước tại một thời điểm Tìm kết luận sai ?
B C D
E
F
A
Trang 6
A Các điểm A và C dao động cùng pha
B Các điểm B và D dao động ngược pha
C Các điểm B và C dao động vuông pha
D Các điểm B và F dao động cùng pha
Chủ đề 1: sóng cơ & sự truyền sóng cơ (tt)
Câu 1: Sóng cơ học:
A là những dao động đàn hồi lan truyền trong môi trường vật chất theo thời gian
B chỉ truyền đi theo phương ngang còn phương dao động là thẳng đứng
C là sự truyền đi của các phần tử vật chất dao động trong môi trường vật chất
D Cả 3 phát biểu trên đều đúng
Câu 2: Khi sóng truyền đi từ môi trường này sang môi trường khác, đại lượng nào sao đây là không thay
đổi ?
A Bước sóng B Vận tốc truyền sóng C Biên độ dao động D Tần số dao động
Câu 3: Bước sóng là:
A khoảng cách giữa 2 điểm trên cùng một phương truyền sóng và đang dao động cùng pha
B quãng đường mà sóng truyền được trong một chu kỳ
C khoảng cách giữa hai gợn sóng D Cả 3 định nghĩa trên đều đúng
Câu 4: Chọn câu đúng
A Dao động của một điểm bất kỳ trên phương truyền sóng sẽ có biên độ cực đại khi nó cùng pha dao động với nguồn
B Biên độ sóng tại một điểm là biên độ dao động của phần tử vật chất tại điểm đó khi có sóng truyền qua
C Tần số dao động của các phần tử vật chất có sóng truyền qua sẽ giảm dần theo thời gian do ma sát
D Sự truyền sóng là sự truyền pha dao động vì các phần tử vật chất khi có sóng truyền qua sẽ dao động cùng pha với nguồn
Câu 5: Sóng cơ học truyền đi được trong môi trường vật chất là do:
A Giữa các phần tử của môi trường vật chất tồn tại những lực liên kết đàn hồi
B Nguồn sóng luôn dao động cùng tần số f với các điểm kế cận nó
C Các phần tử vật chất luôn ở gần nhau D Cả 3 ý trên
Câu 6: Sóng truyền trên mặt nước là:
Câu 7: Vận tốc truyền sóng phụ thuộc vào:
A Năng lượng sóng B Tần số dđ sóng C Môi trường truyền D Bước sóng
Câu 8: Hai điểm M1, M2 nằm trên cùng một phương truyền sóng, cách nhau một khoảng d Sóng truyền theo chiều từ M1 đến M2 Độ lệch pha của sóng ở M2 so với sóng ở M1 là Δφ có giá trị nào kể sau ?
A Δφ = 2 dπ
λ B Δφ = – 2 dπλ C Δφ = 2πλ d D Δφ = – 2
d
πλ
Câu 9: Phát biểu nào sau đây là đúng khi nói về sóng cơ học ?
A Sóng cơ học là sự lan truyền của các phần tử vật chất theo thời gian
B Sóng cơ học là sự lan truyền của dao động theo thời gian trong một môi trường vật chất
C Sóng cơ học là sự lan truyền của vật chất trong không gian
D Sóng cơ học là sự lan truyền của biên độ dao động theo thời gian trong một môi trường vật chất
Câu 10: Điều nào sau đây là đúng khi nói về bước sóng của sóng cơ học ?
A Là quãng đường truyền của sóng trong thời gian một chu kỳ
B Là khoảng cách ngắn nhất giữa hai điểm có dao động cùng pha ở trên cùng một phương truyền sóng
C Là đại lượng đặc trưng cho phương truyền của sóng D Cả A và B
Câu 11: Điều nào sau đây là đúng khi nói về năng lượng của sóng cơ học ?
A Trong khi sóng truyền đi thì năng lượng vẫn không truyền đi vì nó là đại lượng bảo toàn
Trang 7B Qúa trình truyền sóng là quá trình truyền năng lượng.
C Khi sóng truyền từ một nguồn điểm trên mặt phẳng, năng lượng sóng giảm tỉ lệ với bình phương quãng đường truyền sóng
D Khi sóng truyền từ một nguồn điểm trong không gian, năng lượng sóng giảm tỉ lệ với quãng đường truyền sóng
Câu 12: Kết luận nào sau đây là sai khi nói về tính chất của sự truyền sóng trong môi trường vật chất ?
A Sóng truyền đi với vận tốc hữu hạn
B Sóng truyền đi không mang theo vật chất của môi trường
C Quá trình truyền sóng cũng là quá trình truyền năng lượng
D Sóng càng mạnh thì truyền đi càng nhanh
Câu 13: Xét một sóng cơ học truyền trên một sợi dây đàn hồi dài vô hạn, khoảng cách giữa hai gợn sóng
kề nhau là:
2
λ C λ D Giá trị khác.
Câu 14: Âm là một dạng sóng (dọc) cơ học lan truyền được trong các môi trường rắn, lỏng, khí Cho biết
vận tốc truyền âm trong không khí là 340 m/s và khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên cùng phương truyền âm ngược pha nhau là 0,85 m Tần số âm là:
A 85 Hz B 170 Hz C 200 Hz D 510 Hz
Câu 15: Sóng âm (có thể gây ra cảm giác âm trong tai người) được định nghĩa là những sóng dọc cơ học
có tần số từ 16 Hz → 20.000 Hz Cho biết vận tốc truyền âm trong không khí là 340 m/s Âm phát ra từ nguồn có tần số 680 Hz Xét 2 điểm cách nguồn âm những khoảng 6,1 m và 6,35 m trên cùng một phương truyền, độ lệch pha của sóng âm tại hai điểm đó là:
A Δφ = π B Δφ = 2π C Δφ = 2π D Δφ =
4
π
Câu16: Khi tần số dao động của ngoại lực bằng tần số dao động riêng của hệ dao động thì :
A Biên độ dao động không đổi B Biên độ dao động tăng
C Năng lượng dao động không đổi D Biên độ dao động đạt cực đại
Câu 17: Chọn câu sai :
A Sóng ngang là sóng có phương dao động trùng với phương truyền sóng
B Sóng dọc là sóng có phương dao động trùng với phương truyền sóng
C Sóng âm thanh là một sóng cơ học dọc
D Sóng trên mặt nước là một sóng ngang
Câu 18: Khi một sóng cơ học truyền đi từ không khí vào nước thì đại lượng nào sau đây không đổi
A Vận tốc B.Bước sóng C.Tần số D năng lượng
Câu 19: Sóng ngang :
A chỉ truyền được trong chất rắn
B truyền được trong chất rắn và trên bề mặt chất lỏng
C truyền được trong chất rắn, chất lỏng và chất khí
D truyền được trong chất rắn, chất lỏng ,chất khí và chân không
Câu 20: Sóng cơ là gì ?
A Sự truyền chuyển động cơ trong không khí
B Những dao động cơ học lan truyền trong môi trường vật chất
C Chuyển động tương đối của vật này so với vật khác
D Sự co giản tuần hoàn giữa các phần tử của môi trườn
Câu 21: Chọn câu đúng Sóng cơ học là:
A sự lan truyền dao động của vật chất theo thời gian
B những dao động cơ học lan truyền trong một môi trường vật chất theo thời gian
C sự lan toả vật chất trong không gian
D sự lan truyền biên độ dao động của các phân tử vật chất theo thời gian
Câu 22: Bước sóng λ là:
A Quãng đường sóng truyền được trong một chu kỳ dao động của sóng
B Khoảng cách giữa hai điểm trên phương truyền sóng gần nhau nhất và dao động cùng pha với nhau
C Là quãng đường sóng truyền được trong 1 đơn vị thời gian
D Câu A và B đúng
Trang 8Câu 23: Chọn câu đúng:
A Năng lượng của sóng không phụ thuộc tần số của sóng
B Công thức tính bước sóng: λ = v.f
C Vận tốc truyền sóng không phụ thuộc môi trường
D Quá trình truyền sóng là quá trình truyền pha của dao động
Câu 24: Một sóng cơ học lan truyền trong môi trường đàn hồi với tốc độ v, khi đó bước sóng được tính
theo công thức:
A λ=
2
v
f
Câu 25: Chọn phát biểu đúng:
A Tần số sóng thay đổi khi sóng truyền từ môi trường này sang môi trường khác
B Tần số sóng được xác định bởi nguồn phát sóng
C Tần số sóng là tích số của bước sóng và chu kì dao động của sóng
D Tần số sóng trong mọi môi trường đều không phụ thuộc vào chu kì dao động của sóng
Câu 26: Khoảng cách giửa hai điểm gần nhất trên phương truyền sóng dao động cùng pha bằng
A λ/4 B λ C λ/2 D 2λ
Câu 27: Một sóng ngang truyền trên sợi dây đàn hồi rất dài với tốc độ sóng v = 0,4m/s, chu kỳ dao động
T = 10s Khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên dây dao động ngược pha nhau là
A 2m B 0,5m C 1m D 1,5m
Câu 28: Khoảng cách giửa hai điểm gần nhất trên phương truyền sóng dao động ngược pha bằng
ĐÁPÁN:1A,2D,3B,4B,5D,6B,7C,8A,9B,10D,11B,12D,13C,14C,15A,16D,17A,18C,19B,20B,21B,2 2D, 23D,24D,25B,26B,27A,28B
Trang 9§8 GIAO THOA SÓNG
I HIỆN TƯỢNG GIAO THOA CỦA HAI SÓNG MẶT NƯỚC:
1 Thí nghiệm:
- Dùng một cần rung P ở đầu có gắn hai mũi nhọn đặt chạm trên mặt
nước
- Khi cho thanh P dao động, hai mũi nhọn S1, S2 tạo ra trên mặt nước hai hệ sóng lan truyền theo những đường tròn đồng tâm, mở rộng dần và đan trộn lẫn nhau
- Khi hình ảnh sóng đã ổn định, trên mặt nước có một nhóm đường cong tại đó biên độ dao động cực
đại, xen kẽ giữa chúng là một nhóm đường cong tại đó mặt nước không dao động Những đường này đứng yên tại chỗ
2 Giải thích:
Ở trong miền hai sóng gặp nhau, có những điểm dao động rất mạnh là do hai sóng gặp nhau và tăng cường lẫn nhau; có những điểm đứng yên là do hai sóng gặp nhau và triệt tiêu lẫn nhau
3 Định nghĩa hiện tượng giao thoa:
Hiện tượng hai sóng kết hợp, khi đến gặp nhau tại những điểm xác định, luôn luôn hoặc tăng cường nhau, hoặc làm yếu nhau gọi là hiện tượng giao thoa sóng
II CỰC ĐẠI VÀ CỰC TIỂU GIAO THOA:
1 Dao động tại một điểm trong vùng giao thoa:
- Xét hai nguồn S1 và S2 dao động cùng tần số, cùng pha và có phương trình:
u1 = u2 = Acosωt = Acos2 t
T
π
- Xét phần tử tạiđiểm M trên mặt nước cách S1 đoạn S1M = d1 và cách S2 một đoạn S2M = d2 (Coi biên độ sóng của các sóng truyền tới M là bằng nhau và bằng biên độ của nguồn)
- Sóng do S1 và S2 truyền đến M là :
u1M = Acos2π( t d1
T − λ )
u2M = Acos2π( t d2
T − λ )
a) Độ lệch pha giữa hai sóng tại M:
∆ϕ = 2π
λ (d1 – d2)
b) Phương trình sóng tổng hợp tại M (phương trình giao thoa sóng)
Dao động của phần tử sóng tại M là tổng hợp của hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số:
uM = u1M + u2M = Acos2π( t d1
T − λ )+ Acos2π( 2
d t
T − λ )
uM = 2Acos
2
ϕ
∆ cos2π( 1 2
2
t
+
Vậy: Dao động của phần tử tại M là dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số (cùng chu kỳ) với hai nguồn và có biên độ sóng tổng hợp là :
A M = 2A cos
2
ϕ
∆
2 Vị thí cực đại và cực tiểu giao thoa:
a) Vị trí các cực đại giao thoa:
Những điểm cực đại giao thoa là những điểm dao động với biên độ cực đại, ứng với:
cos
2
ϕ
∆
= ±1 ⇔
2
ϕ
∆ = kπ hay: d1 – d2 = kλ ( k = 0, ±1, ±2,…)
Vậy: Những điểm dao động với có biên độ cực đại là những điểm mà hiệu đường đi của hai sóng từ
hai nguồn đến điểm đó bằng một số nguyên lần bước sóng Qũy tích những điểm này là những đường hypebol có hai tiêu điểm là S 1 và S 2 (gọi là những vân giao thoa cực đại) Kể cả đường trung trực của S 1 S 2
b) Vị trí các cực tiểu giao thoa:
2 M
Trang 10Những điểm cực tiểu giao thoa là những điểm kh6ng dao động (đứng yên), ứng với:
cos
2
ϕ
∆
= 0 ⇔
2
ϕ
∆ = (k + 1
2)π hay: d1 – d2 = (k + 1
2)λ ( k = 0, ±1, ±2,…)
Vậy: Những điểm không dao động (đứng yên) là những điểm mà hiệu đường đi của hai sóng từ hai
nguồn đến điểm đó bằng một số nữa nguyên lần bước sóng Qũy tích những điểm này là những đường hypebol có hai tiêu điểm là S 1 và S 2 (gọi là những vân giao thoa cực tiểu).
c) Chú ý:
- Khoảng cách giữa 2 cực đại (hoặc 2 cực tiểu) liên tiếp là
2 λ
- Khoảng cách giữa n cực đại (hoặc n cực tiểu) là (n-1)
2 λ
- Khoảng cách giữa 1 cực đại và 1 cực tiểu liên tiếp là
4
λ
3 Nguồn kết hợp – sóng kết hợp:
- 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 tạo ra gọi là hai sóng kết hợp.
5 Điều kiện để có hiện tượng giao thoa sóng:
Để có hiện tượng giao thoa sóng (có các vân giao thoa ổn định), thì hai sóng phải là 2 sóng kết hợp:
- Dao động cùng phương, cùng tần số (cùng chu kỳ)
- Có độ lệch pha không đổi theo thời gian.
B CÁC DẠNG BÀI TẬP
Dạng 1: Tính độ lệch pha, biên độ dao động tổng hợp tại một điểm trong vùng giao thoa
Bài 1:
Tại hai điểm S1, S2 trên mặt nước có hai nguồn dao động dao động với phương trình:
u =u = A πt (cm) M là một điểm trên mặt nước cách S1, S2 lần lượt d1 = 10 cm và d2 = 7,5 cm Tốc độ truyền sóng trên mặt nước là 20 cm/s Tính độ lệch pha của hai dao động khi truyền đến điểm M
ĐS:
4
π (rad)
Bài 2:
Tại hai điểm S1, S2 trên mặt nước người ta tạo ra hai dao động dao điều hòa giống nhau với phương trình:
1 2 2cos100
u =u = πt (cm), bước sóng là 12 cm M là một điểm trên mặt nước cách S1, S2 lần lượt d1 = 14
cm và d2 = 16 cm Tính biên độ sóng tổng hợp tại M
ĐS: 2 3 (cm)
Bài 3:
Tại hai điểm S1, S2 trên mặt nước có hai nguồn dao động dao động điều hòa theo phương thẳng đứng,
cùng tần số f = 10 Hz và cùng pha Tốc độ truyền sóng trên mặt nước là 25 cm/s M là một điểm trên mặt
nước cách S1, S2 lần lượt d1 = 11 cm và d2 = 12 cm Tính độ lệch pha của hai dao động khi truyền đến điểm M
ĐS: 0,8π(rad)
Bài 4:
Tại hai điểm O1, O2 trên mặt nước có hai nguồn dao động dao động theo phương thẳng đứng với phương trình: u1=u2 =2cos10πt (cm) Tốc độ truyền sóng trên mặt chất lỏng là 30 cm/s Hiệu khoảng cách từ hai nguồn O1, O2 đến điểm M trên mặt chất lỏng là 2 cm Cho rằng biên độ sóng không đổi trong quá trình truyền sóng Tính biên độ sóng tổng hợp tại điểm M
ĐS: 2 (cm)
Dạng 2: Viết phương trình dao động tổng hợp của hai sóng kết hợp
