Bài 14. Sóng cơ. Phương trình sóng

* Nêu được ý nghĩa của các đại lượng đặc trưng cho sóng cơ biên độ, chu kì, tần số, bước sóng, vận tốc truyền sóng * Lập được phương trình sóng và nêu được ý nghĩa của các đại lượng tr

x = vt

Ti ết t 23 : SĨNG CƠ PHƯƠNG TRÌNH SĨNG

* Nêu được định nghĩa sóng Phân biệt được sóng dọc và sóng ngang.

* Giải thích được nguyên nhân tạo thành sóng.

* Nêu được ý nghĩa của các đại lượng đặc trưng cho

sóng cơ (biên độ, chu kì, tần số, bước sóng, vận tốc

truyền sóng)

* Lập được phương trình sóng và nêu được ý nghĩa của các đại lượng trong phương trình.

Ti ết t 23 : SĨNG CƠ PHƯƠNG TRÌNH SĨNG

1 Hiện tượng sóng :

* Sóng cơ học là những dao động cơ học lan truyền trong một môi trường vật chất liên tục.

* Có 2 loại : sóng ngang và sóng dọc

- Sóng ngang : là sóng mà các phần tử của sóng dao động theo phương vuông góc với phương truyền sóng.

- Sóng dọc : là sóng mà các phần tử của sóng dao

động theo phương trùng với phương truyền sóng.

* Giải thích sự tạo thành sóng cơ học :

Sóng cơ học được tạo thành nhờ lực liên kết đàn hồi giữa các phần tử của môi trường truyền dao động đi, và các phần tử càng ở xa tâm dao động cùng trễ pha hơn.

III NỘI DUNG :

I Hiện tượng sóng

1) Quan sát thí nghiệm:

a Quan sát:

Khi quan sát sóng trên mặt nước ta thấy:

 Các phần tử trên mặt nước khi có sóng truyền qua dao động xung quanh vị trí cân bằng

 Các gợn sóng chạy tục trên mặt nước

 Hình cắt mặt nước tại mỗi thời điểm là một đường hình sin

SÓNG CƠ PHƯƠNG TRÌNH SÓNG

I Hiện tượng sóng

1) Quan sát thí nghiệm:

b Khái niệm sóng cơ học:

 Sóng cơ học là những dao động cơ học, lan truyền trong một môi liên tục.

 Sóng ngang: Sóng ngang là sóng, mà phương dao động

của các phần tử trong môi trường vuông góc với phương truyền sóng

 Sóng dọc: Sóng dọc là sóng, mà phương dao động của

các phần tử trong môi trường cùng phương với phương

truyền sóng

SÓNG CƠ PHƯƠNG TRÌNH SÓNG

Ti ết t 23 : SĨNG CƠ PHƯƠNG TRÌNH SĨNG

1 Hiện tượng sóng :

* Sóng cơ học là những dao động cơ học lan truyền trong một môi trường vật chất liên tục.

* Có 2 loại : sóng ngang và sóng dọc

- Sóng ngang : là sóng mà các phần tử của sóng dao động theo phương vuông góc với phương truyền sóng.

- Sóng dọc : là sóng mà các phần tử của sóng dao động theo phương trùng với phương truyền sóng.

* Giải thích sự tạo thành sóng cơ học :

Sóng cơ học được tạo thành nhờ lực liên kết đàn hồi giữa các phần tử của môi trường truyền dao động đi, và các phần tử càng ở

xa tâm dao động càøng trễ pha hơn.

Sóng cơ

I Giải thích hiện tượng sóng

T 4

T 2

3T 4

I II III IV V

O

T

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

SÓNG CƠ PHƯƠNG TRÌNH SÓNG

4 T 2

3T 4

I II III IV

 Tại t = 0 các phần tử đều đứng yên,

riêng phần tử 0 bắt đầu dao động

điều hoà với chu kì T theo phương

thẳng đứng và đi lên.

 Trong khoảng t = 0 ÷ T/4 , phần tử

1 đi từ VTCB lên đến vị trí cao nhất,

do liên kết đàn hồi nên kéo phần tử 1

chuyển động theo nhưng chậm pha

hơn phần tử 0 một ít Phần tử 1

chuyển động lại kéo phần tử 2

chuyển động theo nhưng chậm pha

hơn phần tử 1 một ít cứ như thế tạo

ra sự lan truyền sóng

Các vùng nén và dãn của các vòng

lò xo truyền đi trên trục lò xo (hv)

Giải thích hiện tượng sóng

SÓNG CƠ PHƯƠNG TRÌNH SÓNG

I Hiện tượng sóng

c Giải thích sự tạo thành sóng cơ học:

 Sóng cơ học được tạo thành nhờ lực liên kết đàn hồi giữa các phần tử của môi trường truyền dao động đi, các phần tử càng xa tâm dao động càng trễ pha hơn.

 Môi trường nào có lực đàn hồi xuất hiện khi bị biến dạng lệch thì truyền sóng ngang

 Môi trường nào có lực đàn hồi xuất hiện khi bị nén hay kéo lệch thì truyền sóng dọc và sóng ngang

SÓNG CƠ PHƯƠNG TRÌNH SÓNG

2 Những đại lượng đặc trưng của chuyển động sóng.

a Chu kỳ, tần số sóng :

Tất cả các phần tử của sóng đều dao động với cùng chu kỳ và tần số, gọi là chu kỳ và tần số của sóng

b Biên độ sóng :

Biên độ sóng tại mỗi điểm trong không gian là biên độ dao động của phần tử môi trường tại điểm đó

Trong thực tế, càng ra xa tâm dao động thì biên độ sóng càng nhỏ vì lực cản, sự lan tỏa năng

lượng càng rộng hơn

Ti ết t 23 : SĨNG CƠ PHƯƠNG TRÌNH SĨNG

2 Những đại lượng đặc trưng của chuyển động sóng.

c Bước sóng () : Bước sóng là khoảng cách

giữa hai điểm gần nhau nhất trên phương truyền

sóng có dao động cùng pha Hay bước sóng là

quảng đường sóng truyền được trong một chu kỳ

 = v.T = v/f

d Vận tốc truyền sóng : v =f = /T: Vận tốc T: Vận tốc

truyền sóng là vận tốc truyền pha dao động

Khi sóng truyền đi, các phần tử của sóng vẫn dao động tại chỗ

e Năng lượng sóng : Quá trình truyền sóng là

quá trình truyền năng lượng

Ti ết t 23 : SĨNG CƠ PHƯƠNG TRÌNH SĨNG

Là quãng đường mà sĩng truyền được trong một chu kỳ h ay là khoảng cách giữa hai điểm trên phương truyền sóng gần nhau nhất và dao động cùng pha với nhau

2)Các đặc trưng của sĩng hình sin

e) Năng lượng của sóng

 Năng lượng sóng là năng lượng dao động của các phần tử môi trường có sóng truyền qua

II Các đặc trưng của một sĩng hình sin:

I.Sĩng cơ

SĨNG CƠ PHƯƠNG TRÌNH SĨNG

 Sóng làm cho các phần tử dao động tức là đã truyền cho chúng năng lượng Quá trình truyền sóng là quá trình truyền năng lượng

II Các đặc trưng của một sĩng hình sin:

I.Sĩng cơ

SĨNG CƠ PHƯƠNG TRÌNH SĨNG

3 Phương trình sóng :

a Lập phương trình :

* Xét trường hợp sóng ngang truyền dọc theo một đường thẳng Ox Bỏ qua mọi lực cản

* Chọn : - Trục tọa độ Ox là đường truyền sóng

- Gốc tọa độ O là điểm bắt đầu truyền dao động

- Chiều dương là chiều truyền sóng

- Gốc thời gian t = 0 là lúc bắt đầu truyền dao động

Gọi : + M là một điểm bất kỳ trên đường truyền sóng

+ v là vận tốc truyền sóng

+ Thời gian sóng truyền từ O đến M : t = x/v

Ti ết t 23 : SĨNG CƠ PHƯƠNG TRÌNH SĨNG

x = vt

Thời gian sóng truyền từ O đến M là t0= x/v

Pha dao động ở M vào thời điểm t chính là pha dao động của O vào thời điểm t–t0 Do đó:

uM(t) =Acos(t–t0) =Acos(t – x/v) = Acos (t –2x/)

Phương trình sĩng

Phương trình của sĩng hình sin truyền theo trục ox là:

uM là li độ tại điểm M có tọa độ x vào thời điểm t

)

x - T

t ( 2 cos A

) v

x - t ( cos A

SĨNG CƠ PHƯƠNG TRÌNH SĨNG

x - T

t ( 2 cos A

) v

x - t(

cos A

 Tính tuần hoàn theo thời gian:

Dao động của P cách tâm O một đoạn d có phương trình:

d



uM(t) = Acos (t –2 )

SÓNG CƠ PHƯƠNG TRÌNH SÓNG

b Một số tính chất sóng được suy ra từ phương trình sóng:

, tức là các điểm nằm trên sợi

dây cách nhau bằng số nguyên là

bước sóng thì dao động cùng pha.

SÓNG CƠ PHƯƠNG TRÌNH SÓNG

1 Chọn câu phát biểu đúng

A Sóng ngang có phương dao động

trùng với phương truyền sóng

B Sóng dọc có phương dao động

vuông góc với phương truyền sóng

C Sóng cơ học truyền được trong

chân không

D Sóng trên mặt nước là sóng ngang

10

SÓNG CƠ PHƯƠNG TRÌNH SÓNG

2 Chọn câu phát biểu đúng

A.Chất rắn và chất lỏng truyền được cả sóng ngang và sóng dọc

B.Chỉ có chất khí mới truyền được sóng dọc

C.Sự truyền sóng cũng làm vật chất truyền theo

D.Vận tốc truyền sóng ngang lớn hơn vận tốc truyền sóng dọc

SÓNG CƠ PHƯƠNG TRÌNH SÓNG

3 Điều nào sau đây là đúng khi nói về sóng cơ

4 Quãng đường mà sóng truyền đi được trong một chu kỳ dao động của sóng gọi là

5 Những điểm nằm trên phương truyền sóng

và cách nhau bằng một số nguyên lần bước

sóng thì

A dao động cùng pha với nhau

B dao động ngược pha nhau

C có pha vuông góc

D dao động lệch pha nhau

10

SÓNG CƠ PHƯƠNG TRÌNH SÓNG

6 Những điểm nằm trên phương truyền sóng

và cách nhau bằng một số lẻ nửa bước sóng thì

A dao động cùng pha với nhau

B dao động ngược pha nhau

C có pha vuông góc

D dao động lệch pha nhau

SÓNG CƠ PHƯƠNG TRÌNH SÓNG

7 Để phân loại sóng ngang và sóng dọc

người ta căn cứ vào :

SÓNG CƠ PHƯƠNG TRÌNH SÓNG

SÓNG CƠ PHƯƠNG TRÌNH SÓNG

II SÓNG DỪNG

3) Quan sát hiện tượng (sóng chạy)

= A cos( t 2 x ) )

t , x (

II SÓNG DỪNG

3) Quan sát hiện tượng (so sánh)

B A

Sóng tới Sóng phản xạ

II SÓNG DỪNG

3) Quan sát hiện tượng (sóng dừng)

A

Sóng tới Sóng phản xạ

II SÓNG DỪNG

3) Quan sát hiện tượng (sóng dừng)

B

A

A

Sóng tới Sóng phản xạ

II SÓNG DỪNG

3) Quan sát hiện tượng (sóng dừng)

A

Sóng tới Sóng phản xạ

II SÓNG DỪNG

3) Quan sát hiện tượng (sóng dừng)