LÝ THUYẾT và DẠNG bài tập SÓNG cơ

LÝ THUYẾT và DẠNG bài tập SÓNG cơ LÝ THUYẾT và DẠNG bài tập SÓNG cơ LÝ THUYẾT và DẠNG bài tập SÓNG cơ LÝ THUYẾT và DẠNG bài tập SÓNG cơ LÝ THUYẾT và DẠNG bài tập SÓNG cơ LÝ THUYẾT và DẠNG bài tập SÓNG cơ LÝ THUYẾT và DẠNG bài tập SÓNG cơ LÝ THUYẾT và DẠNG bài tập SÓNG cơ LÝ THUYẾT và DẠNG bài tập SÓNG cơ LÝ THUYẾT và DẠNG bài tập SÓNG cơ

LÝ THUYẾT VÀ DẠNG BÀI TẬP SĨNG CƠ

LÝ THUYẾT

1 Sóng cơ học: Sóng cơ là những dao động lan truyền trong môi trường

♦ Sóng ngang : là sóng trong đó các phần tử của môi trường dao động theo

phương vuông góc với phương truyền sóng.

Truyền được trong chất rắn , bề mặt chất lỏng, khơng truyền được

trong chân khơng.

♦ Sóng dọc : là sóng trong đó các phân tử của môi trường dao động theo

phương trùng với phương truyền sóng.

Truyền được trong chất rắn ,trong lịng chất lỏng, khí , khơng

truyền được trong chân khơng

2 Bước sóng : λ (m) :

 Khoảng cách giữa hai điểm trên phương truyền sóng gần nhau nhất

và dao động cùng pha với nhau gọi là bước sóng λ

 Là quãng đường mà sóng truyền được trong một chu kì T.

 là quãng đường mà pha của dao động truyền sau một chu kì dao động

 Cơng th ứ c :

. v

v T f

3 vận tốc của sóng : là tốc độ lan truyền dao động :

T

4 Ph ươ ng trình sĩng :Nếu phương trình sóng tại nguồn 0 là u0 = asin(ωt + ϕ) thì phương trình sóng tại M trên phương truyền sóng là :

cos

M

x

v

hoặc

M

x

λ

Hoặc:

cos 2

M

t x

T

π

λ

5 Biên độ, chu kỳ, tần số của sĩng là biên độ, chu kỳ, tần số của phần tử của

mơi trường cĩ sĩng truyền qua

6 Năng lượng sĩng: là năng lượng dao động của các phần tử của mơi trường

cĩ sĩng truyền qua

• Quá trình truyền sĩng là quá trình truyền pha dao động

• Quá trình truyền sĩng là quá trình truyền năng lượng

BÀI TẬP

DẠNG 1: PHƯƠNG TRÌNH SĨNG

Phương pháp:

1 Nếu pt sĩng tại O là 0

os

u = Ac ωt

thì pt sĩng tại M do O truyền tới, với OM

= x hoặc OM = d :

cos

M

x

v

hoặc

M

x

λ

hoặc

cos 2

M

t x

T

π

λ

2 Nếu pt sĩng tại O là 0

os

u =Ac ωt

thì pt sĩng tại N nằm trước O ( Sĩng tới

N trước khi tới O) ,

với ON = x hoặc ON = d :

cos

N

x

v

hoặc

N

x

λ

Câu 157.Một sĩng ngang truyền trên một sợi dây rất dài cĩ phương trình: u =

Acos(5 πt+ 2 πx

), trong đĩ t tính bằng s Tần số của sĩng là

Câu 158: Một sĩng âmcĩ tần số 200 Hz lan truyền trong mơi trường nướcvới vận

tốc1500m/s.Bước sĩng của sĩng này trong mơi trườngnước là

C©u 159: Cho một sóng ngang có phương trình sóng là u = 8cos

) 50

x 1 , 0

t (

2 π −

cm,trong đó x tính bằng cm, t tính bằng giây Bước sóng là

A

m 1 , 0

= λ

B λ=50cm C λ=8mm D λ=1m

C©u 160: Cho một sóng ngang có phương trình sóng là u = 9cos(6π πt− x)

cm,trong đó x tính bằng m, t tính bằng giây Vận tốc truyền sĩng là:

A v=10m/s B v=6 /m s C v=6cm s/ D v=50cm/s

C©u 161: Cho một sóng ngang có phương trình sóng là u = 10cos

0, 2 30

cm,trong đó

x tính bằng cm, t tính bằng giây Bước sóng là

A λ =3m B λ =30cm C λ=8mm D λ=1m

Câu 162: Tại điểm M cách tâm sóng một khoảng x có phương trình dao động uM

= 4cos(

) x 2 t 200

λ

π

− π

cm Tần số của sóng là

A f = 200 Hz B f = 100 Hz C f = 10 Hz D f = 1Hz

Câu 163: Một nguồn sĩng cơ học dao động điều hịa theo phương trình u c= os(5 t+π π 3)

khoảng cách

giữa hai điểm gần nhau nhất trên phương truyền sĩng mà dao động cùng pha nhau là 1m Vận tốc truyền

sĩng là:

5m/s

Câu 164: Một sóng cơ học lan truyền một phương truyền sóng với vận tốc 4 m/s,

với chu kỳ dao động là 1,6 s Phương trình sóng của một điểm O trên phương

truyền đó là:u0 =acosωt (cm) Phương trình

sóng tại một điểm M cách O 1,6 m là:

a

s(1, 25 )

M

u =aco t

s(1, 6 )

M

u =aco t

cm

c

s(2 2)

M

u =aco π πt−

s(1, 25 2)

M

u =aco π πt−

cm

Câu 165 : Một sĩng ngang lan truyền trên một dây đàn hồi rất dài, đầu O của sợi

dây dao động theo phương trình u = 3,6cos(πt)cm, vận tốc sĩng bằng 1m/s

Phương trình dao động của một điểm M trên dây cách O một đoạn 2m là

A uM = 3,6cos(πt)cm B UM = 3,6cos(πt – 2)cm.

C uM = 3,6cosπ(t – 2)cm D UM = 3,6cos(πt + 2π)cm

Câu 166 : Một sóng cơ học lan truyền trên một phương truyền sóng với vận tốc

40cm/s Phương trình sóng của một điểm O trên phương truyền sóng đó là: u0 = 2.cos 2π

t (cm) Phương trình sóng tại một điểm M nằm trước O và cách O một

đoạn 10cm là :

A uM = 2.cos(2π

t +

) 2

π

(cm) B uM = 2.cos(2π

t

-) 2

π

(cm)

C uM = 2.cos(2π

t +

) 4

π

(cm) D uM = 2.cos(2π

t

-) 4

π

(cm

Câu 167 : Một dây đàn hồi nằm ngang có điểm đầu A dao động theo phương

thẳng đứng với biên độ a = 5 cm và chu kỳ 2s Chọn gốc thời gian là lúc A qua VTCB theo chiều dương ( t = 0, u = 0, u’ > 0 ) Viết phương trình dao động của A ?

A uA = 5.cos(π

t

-) 2

π

(cm) B uM = 5.cos(π

t +

) 2

π

(cm)

C uM = 5.cos(π

t +

) 4

π

(cm) D uM = 5.cos(π

t

-) 4

π

(cm

Câu 168 – Dao động tại nguồn O có dạng u 3cos10 t(cm)= π

và vận tốc truyền pha dao động là 1m/s Phương trình dao động tại điểm M cách O một đoạn 5 cm có dạng:

A

π

2

π

2

;

C.u 3cos10 t (cm) = π

Câu 169.Phương trình truyền sóng trên dây dài là u =4cos(2π −t 0,5πx)

cm trong đó t tính bằng s, x tính bằng cm Một điểm trên dây có x = 6

5

cm vào lúc t = 3

1

s có li

độ là

A 0,98 cm B 2,45 cm C 3,50 cm D 2,83 cm

Câu 170.Một sóng ngang có biểu thức u =0,3cos(314t−5x) cm trong đó t tính bằng

s, x tính bằng m, vận tốc dao động cực đại của một phần tử vật chất khi có sóng đi qua là

A 94,2 cm/s B 0,3 cm/s C 0,6 cm/s D 1,5 cm/s

DẠNG 2: XÁC ĐỊNH BƯỚC SÓNG, VẬN TỐC, CHU KỲ, TẦN SỐ Phương pháp:

Vận dụng công thức sau:

v T f

+ Khoảng cách giữa 2 gợn sóng liên tiếp là 1λ

+ Khoảng cách giữa n gợn sóng liên tiếp là (n-1)λ

+ Khoảng cách giữa 2 dao động ngược pha gần nhau nhất là 2

λ

+ Khoảng cách giữa 2 dao động vuông pha gần nhau nhất là 4

λ

Câu 171.Trên mặt nước có sóng truyền qua ta thấy một chiếc lá nhỏ nhô lên cao 5

lần trong thời gian 6s Chu kì của sóng là

A 6

5

Câu 172 Một người ngồi ở biển thấy khoảng cách giữa ba ngọn sóng liên tiếp là

15 m và người đó đếm được 10 ngọn sóng đi qua trước mặt mình trong thời gian

27 s Tốc độ truyền sóng biển là:

A 2,78 m/s B 2,5 m/s C 0,4 m/s D 0,28 m/s

Câu 173: sóng cơ có tần số 50 Hz truyền trong môi trường với vận tốc 160 m/s Ở

cùng một thời điểm, hai điểm gần nhau nhất trên một phương truyền sóng có dao động cùng pha với nhau, cách nhau

Câu 174:

Mộtsóngtruyềntrongmộtmôitrườngvớivậntốc110m/svàcóbướcsóng0,25m.Tầnsố của sóng đólà

Câu 175: Trên một sợi dây dài 0,9 m cĩ sĩng dừng.Kể cả hai nút ở hai đầu dây thì

trên dây cĩ 10 nút sĩng.Biết tần số của sĩng truyền trên dây là 200Hz Sĩng truyền trên dây cĩ tốc độ là

Câu 176: Một sĩng cơ cĩ tần số 50 Hz truyền trong mơi trường với vận tốc 160

m/s.Ở cùng một thời điểm, hai điểm gần nhau nhất trên một phương truyền sĩng cĩ dao động cùng pha với nhau, cách nhau:

Câu 177: Một sĩng cơ truyền trong một mơi trường với tần số 10Hz, tốc độ

truyền sĩng là 80cm/s Khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên một phương truyền sĩng dao động cùng pha nhau là:

Câu 178: một sóng âm lan truyền trong không khí với vận tốc 350 m/s ,có bước

sóng 70 cm.tần số sóng

là:

Câu 179: một sóng truyền trên mặt biển bước sóng λ =3m khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên cùng một phương truyền sóng dao động cùng pha nhau, và ngược pha nhau là:

a 1,5m ; 3m b.3m ; 1,5m c 3m ; 2m d.2m ; 3m

Câu 180: Mét sãng lan truyỊn víi vËn tèc 200 m/s cã bíc sãng lµ 4 m TÇn sè vµ

chu k× cđa sãng lµ:

A 50 Hz; 0,02 s B 0,050 Hz; 200 s 800 Hz; 0,125 s D 5

Hz; 0,2 s

Câu 181: một người quan sát thấy một cánh hoa trên mặt hồ nước, thấy nó nhô

lên cao 10 lần trong khoảng thời gian 36 s.Khoảng cách giữa hai đỉnh sĩng kế tiếp trên một phương truyền sĩng là 12 m Tính vận tốc truyền sĩng ?

Câu 182: Đặt mũi nhọn S (gắn vào đầu của một thanh thép nằm ngang) chạm mặt nước

Khi lá thép dao

động với tần số f = 120Hz, tạo trên mặt nước một sĩng, biết rằng khoảng cách giữa 9 gợn lồi liên tiếp là

4cm Vận tốc truyền sĩng trên mặt nước là:

A V = 120cm/s B V = 40cm/s C V = 100cm/s D V = 60cm/s

Câu 183: Mũi nhọn của âm thoa chạm nhẹ vào mặt nước yên lặng, âm thoa dao động với

tần số f = 440Hz

Khoảng cách giữa hai gợn sĩng liên tiếp là 2mm Vận tốc truyền sĩng là:

A V = 0,88m/s B V = 8,8m/s C V = 22m/s D V = 2,2m/s

Câu 184: Một sĩng cơ học phát ra từ một nguồn O lan truyền trên mặt nước với vận tốc

v = 400cm/s

Người ta thấy 2 điểm gần nhau nhất trên mặt nước cùng nằm trên đường thẳng qua O cách nhau 80cm

luơn luơn dao động ngược pha Tần số của sĩng là:

A f = 2,5Hz B f = 0,4Hz C f = 10Hz D f = 5Hz

Câu 185: Trong thời gian 12 s một người quan sát thấy 6 ngọn sĩng đi qua trước mặt

mình Vận tốc

truyền sĩng là 2m/s Bước sĩng cĩ giá trị:

Câu 186: một người quan sát một chiếc phao trên mặt biển, thấy nó nhô lên cao

10 lần trong khoảng

thời gian 27 s Tính chu kỳ của sóng biển ?

Câu 187 : Khoảng cách giữa hai bụng liên tiếp của sĩng nước trên mặt hồ bằng

9m Sĩng lan truyền với vận tốc bằng bao nhiêu, nếu trong thời gian 1 phút sĩng

đập vào bờ 6 lần ?

A 0,8m/s B 2/3m/s C 3/2m/s D 0,9m/s

Câu 188 : Tại một điểm O trên mặt chất lỏng yên tĩnh cĩ một nguồn dao động điều

hịa theo phương thẳng đứng với tần số f Khi đĩ trên mặt chất lỏng hình thành hệ

thống sĩng trịn đồng tâm O Tại hai điểm cách nhau 10 cm trên một phương

truyền sĩng luơn dao động ngược pha nhau Biết Vlỏng = 100 cm/s và tần số của

nguồn dao động trong khoảng từ 20Hz đến 30 Hz Tần số dao động của nguồn là?

Câu 189 : Một sợi dây đàn hồi , mảnh dài , cĩ đầu O dao động theo phương vuơng

gĩc với dây với tần số của nguồn dao động trong khoảng từ 40Hz đến 53 Hz V =

5 m/s Tìm tần số f để điểm M trên dây cách O một đoạn 20cm dao động cùng pha

với O ?

DẠNG 3: TÍNH ĐỘ LỆCH PHA GIỮA HAI ĐIỂM TRÊN PHƯƠNG

TRUYỀN SĨNG

Phương pháp:

Phương trỡnh súng tại 2 điểm M và N cú khoảng cỏch OM = d 1 ; ON =

d 2 là:

1

M

d

λ

;

2

N

d

λ

Độ lệch pha giữa 2 điểm M và N là:

2 d

λ

∆ =

với 2 1

d =d −d

: là khoảng cỏch giữa 2

điểm

M và N

1 Nếu hai dao động cựng pha thỡ :

2k

∆ =

( k∈Z )

2 Nếu hai dao động ngược pha thỡ :

(2k 1)

( k∈Z)

3 Nếu hai dao động vuụng pha thỡ :

(2 1)

2

ϕ

( k∈Z) Cõu 190: Một súng cú tần số 100Hz cú tốc độ lan truyền 330m/s Hai điểm gần nhất trờn

súng cỏch

nhau một khoảng là 1,65 m Độ lệch pha giữa chỳng là:

A π

π

D 2

π

Cõu 191: Một súng cú tần số 500Hz cú tốc độ lan truyền 350m/s Hai điểm gần nhất trờn

súng phải cỏch

nhau một khoảng là bao nhiờu để giữa chỳng cú độ lệch pha bằng 3

rad

π

A 0,117m B 0,476m C 0,233m D 4,285m

Cõu 192: Một sóng cơ học lan truyền từ M đến N với bớc sóng λ = 120 cm Tìm

khoảng cách d = MN biết sóng tại N trễ pha hơn sóng tại M là 3

π

Cõu 193 : Một súng cơ học cú bước súng 10m Khoảng cỏch giữa hai điểm gần

nhau nhất trờn phương truyền súng dao động lệch pha nhau 900 bằng:

LOẠI 7 : GIAO THOA SểNG

LÝ THUYẾT

- Khoảng cách giữa 2 điểm gần nhau nhất dao động cực đại ( hoặc cực tiểu)

là: 2

λ

- Khoảng cách gữa 2 gợn lồi ( hoặc 2 điểm đứng yên khơng dao động) trong

giao thoa sĩng là: 2

λ

- Khoảng cách giữa n điểm dao động cực đại ( hoặc cực tiểu) là: (n-1)2

λ

( với

n = 2,3.,4….)

1 Đ i ề u ki ệ n giao thoa : Hai nguồn sĩng phải là hai nguồn kết hợp kết hợp :

 Hai nguồn dao động cùng tần số , có độ lệch pha không đổi theo thời gian gọi là 2 nguồn

kết hợp

 Sóng mà do 2 nguồn kết hợp phát ra gọi là 2 sóng kết hợp.

2 Hiện tượng giao thoa : là hiện tượng hai sóng kết hợp khi gặp nhau thì có

những điểm ở đó chúng luôn tăng cường lẫn nhau , Có những điểm ở đó chúng luôn triệt tiêu lẫn nhau.

 Cực đại giao thoa nằm tại các điểm có hiệu đường đi của hai sóng tới đó bằng một số nguyên lần bước sóng: d2− =d1 kλ;

(k= ± ± 0, 1, 2, )

 Cực tiểu giao thoa nằm tại các điểm có hiệu đường đi của hai sóng

tới đó bằng một số nửa nguyên lần bước sóng :

( )

2 1

1

2 1 ;

d − =d k+ λ = k+ λ

  (k = 0, 1, 2, ± ± )

3 Phương trình sĩng tổng hợp :

M

Biên độ của sĩng tổng hợp:

( 2 1)

λ

4.Sự lệch pha giữa hai dao động thành phần

•

2k

∆ =

⇒ A Max = 2a : hai sĩng thành phần dao động cùng pha,

do đĩ biên độ tổng hợp cực đại

• ∆ = ϕ (2k+ 1)π

⇒ A min = 0 : hai sĩng thành phần dao động ngược pha ,do

đĩ biên độ tổng hợp cực tiểu

•

(2 1)

2

ϕ

⇒ =A a 2 : Hai sĩng thành phần dao động vuơng pha nhau.