Chuyên đề Giao Thoa Sóng Cơ Luyện thi đại học môn Vật lý

Thực hiện giao thoa trên mặt chất lỏng với hai nguồn S1 và S2 giống nhau, cách nhau 130cm.. Tại 2 điểm A,B cách nhau 40cm trên mặt chất lỏng có 2 nguồn sóng kết hợp dao động c ng pha với

* Số cực đại giữa S1, S 2

1 2 1 2

k

* Số cực tiểu giữa S 1 , S 2:

k

* Số cực đại giữa S1, S 2

1 2 1 2

S S S S k

* Số cực tiểu giữa S 1 , S 2:

1 2 1 1 2 1

k

Nếu tính cả hai nguồn S 1 và S2 thì bất đẳng thức lấy thêm dấu ‘=’

* Số cực đại giữa S1, S 2

1 2 1 1 2 1

k

* Số cực tiểu giữa S 1 , S 2:

1 2 1 2

S S S S k

Nếu tính cả hai nguồn S 1 và S2 thì bất đẳng thức lấy thêm dấu ‘=’

GIAO THOA SÓNG CƠ

 Xây dựng phương trình dao động tổng hợp

 Hai nguồn dao động cùng pha ( 1  2)

- Biên độ dao động tổng hợp tại điểm M :

2 1

M







Điều kiện để tại M là cực đại : d2d1k

Điều kiện để tại M là cực tiểu:

2 1

1 2

d  d k 

 

Số điểm dao động với biên độ cực đại trong khoảng giữa hai

điểm M, N:cách hai nguồn lần lượt là d1M, d2M, d1N, d2N

Đặt dM = d1M - d2M ; dN = d1N - d2N và giả sử dM <

dN

+ Cực đại: dM < k < dN

+ Cực tiểu: dM < (k+0,5) < dN

* đường trung trực đi qua trung điểm S1S2 là cực đại

- Biên độ dao động tổng hợp tại điểm M:

2 1

2

M





- Điều kiện để tại M là cực đại : 2 1 2 1

2

d d k 

- Điều kiện để tại M là cực tiểu: d2 d1 k

- Số điểm dao động với biên độ cực đại trong khoảng MN với

khoảng cách từ hai điểm đó đến nguồn lần lượt là d1M, d2M, d1N,

d2N

 Cực đại: dM < (k+0,5) < dN

 Cực tiểu: dM < k < dN

- Phương trình sóng tại hai nguồn

1 Acos( 1)

u   t

- Phương trình sóng tại M do 2 sóng từ hai nguồn truyền tới:

1



2



- phương trình dao thoa sóng tại M: u M = u 1M + u 2M

M

- Biên độ dao động tại M: 2 os 1 2

2

M

d d



với     1 2

BÀI TẬP VẬN DỤNG

Câu 1 Thực hiện giao thoa trên mặt chất lỏng với hai nguồn S1 và S2 giống nhau, cách nhau 130cm Phương trình dao động tại S1 và S2 đều là u = 2cos40t cm Vận tốc truyền sóng trên mặt chất lỏng là 8m/s Biên độ sóng không đổi Số điểm cực đại trên đoạn S1S2 là bao nhiêu?

Câu 2 Trên mặt thoáng c a một chất lỏng có hai nguồn kết hợp dao động c ng pha uS1 = uS2 =acost mm s , bước sóng c a m i nguồn là  Biết S1S2 = 4 mm Trên đoạn S1S2 có bao nhiêu điểm dao động với biên độ

b ng a 2 ?

Câu 3 Tại 2 điểm A,B cách nhau 40cm trên mặt chất lỏng có 2 nguồn sóng kết hợp dao động c ng pha với bước sóng là 2cm M là điểm thuộc đường trung trực c a AB Tìm số điểm đứng yên trên MB

Câu 4 Trong thí nghiệm giao thoa sóng nước, khoảng cách giữa hai nguồn S1S2 là L = 30 cm, hai nguồn c ng pha

và có cùng tần số f = 50 Hz, vận tốc truyền sóng trên mặt nước là v = 100 cm/s Số điểm có biên độ cực đại quan sát được trên đường tròn tâm I I là trung điểm c a S1S2) bán kính 5,5 cm là:

Câu 5 Trên mặt chất lỏng có 2 nguồn sóng S1, S2 giống hệt nhau và đặt cách nhau 1 đoạn 13cm, bước sóng do 2 nguồn gây ra trên mặt chất lỏng là  = 4cm Gọi O là trung điểm c a S1S2 Trên mặt chất lỏng xét đường tròn tâm O bán kính R = 4cm có bao nhiêu điểm cực đại giao thoa n m trên đường tròn?

Câu 6 Tại mặt nước n m ngang, có hai nguồn kết hợp A và B dao động theo phương thẳng đứng với phương trình lần lượt là u1 = a1sin(40t + /6) cm, u2 = a2sin(40t + /2 cm Hai nguồn đó tác động lên mặt nước tại hai điểm A và B cách nhau 18cm Biết vận tốc truyền sóng trên mặt nước v = 120cm/s Gọi C và D là hai điểm thuộc mặt nước sao cho ABCD là hình vuông Số điểm dao động với biên độ cực tiểu trên đoạn CD là:

Câu 7 Ở mặt thoáng c a một chất lỏng có hai nguồn sóng kết hợp A và B cách nhau 20cm, dao động theo phương thẳng đứng với phương trình uA = 2cos40t và uB = 2cos(40t + ) (uA và uB tính b ng mm, t tính b ng s Biết tốc độ truyền sóng trên mặt chất lỏng là 30 cm/s Xét hình vuông AMNB thuộc mặt thoáng chất lỏng Số điểm dao động với cực đại trên BM là:

Câu 8 Tại hai điểm A và B trên mặt nước cách nhau 8 cm có hai nguồn kết hợp dao đông với phương trình u1 = u2

=acos40t cm, tốc độ truyền sóng trên mặt nước là 20 cm/s Gọi c là điểm trên AB và cách A đoạn AC = 1cm Hỏi trên đường thẳng qua C và vuông góc với AB sẽ có bao nhiêu điểm là cực tiểu giao thoa?

Câu 9 Hai nguồn sóng kết hợp S1, S2 dao động c ng pha trên mặt nước với tần số 50 Hz, biết tốc độ truyền sóng

là 1 m/s khoảng cách giữa hai nguồn là 15 cm Trên đường thẳng đi qua S1 và vuông góc với S1S2 có bao nhiêu điểm dao động cực đại?

Câu 10 Tại hai điểm A, B trên mặt nước cách nhau 21cm có hai nguồn phát sóng kết hợp dao động theo phương vuông góc với mặt nước, phương trình dao động lần lượt là u1 = 2cos 40πt + π cm và u2 = 4cos 40πt + π/2

cm Tốc độ truyền sóng trên mặt nước là 40cm/s Gọi M, N là 2 điểm trên đoạn AB sao cho AM = MN = NB.Số điểm dao động với biên độ cực đại trên đoạn MN là:

Câu 11 Trong hiện tượng giao thoa sóng nước, tại hai điểm A, B cách nhau 10cm, người ta tạo ra hai nguồn dao động đồng bộ với tần số 40Hz Tốc độ truyền sóng trên mặt nước là 0,6m/s Xét trên đường thẳng đi qua B và vuông góc với AB, lấy điểm M sao cho ABM là tam giác vuông cân Tìm số điểm cực đại dao động trên BM

Câu 12 Trên mặt nước có hai nguồn sóng giống nhau A và B, hai nguồn c ng pha cách nhau một khoảng AB = 10

cm đang dao động vuông góc với mặt nước tạo ra sóng có bước sóng  = 0,5 cm C và D là hai điểm khác nhau trên mặt nước, CD vuông góc với AB tại M sao cho MA = 3 cm MC = MD = 6 cm Số điểm dao động cực đại trên CD là:

Câu 13 Ở mặt chất lỏng có hai nguồn sóng cơ A, B cách nhau 18,5cm, dao động theo phương thẳng đứng với phương trình là uA = uB = acos50t với t tính b ng s Tốc độ truyền sóng c a mặt chất lỏng là 50cm/s C là một điểm ở mặt chất lỏng tạo thành tam giác ABC vuông cân tại B Số điểm tại đó phần tử chất lỏng không dao động trên đoạn BC là:

Câu 14 Trên mặt nước tại hai điểm A và B có hai nguồn sóng kết hợp dao động c ng pha, lan truyền với bước sóng

 Biết AB = 11 Xác định số điểm dao động với biên độ cực đại và ngược pha với hai nguồn trên đoạn AB (không tính A, B)

Câu 15 Trên mặt nước có 2 nguồn sóng S1, S2 giống hệt nhau và đặt cách nhau 1 đoạn 12cm, bước sóng do 2 nguồn gây ra trên mặt nước là  = 1,6cm Gọi O là trung điểm c a S1S2 Trên đường trung trực c a S1S2 n m trên mặt nước lấy 1 điểm M cách O đoạn 8cm Hỏi trên OM có bao nhiêu điểm dao động ngược pha với nguồn sóng?

đang dao động vuông góc với mặt nước và tạo ra các sóng có c ng bước sóng  = 1,6cm Hai điểm C và D trên mặt nước cách đều hai nguồn sóng và cách trung điểm 0 c a đoạn AB một khoảng là 8 cm Số điểm trên đoạn

CD dao động c ng pha với nguồn là: