Giáo án Vật Lý 12 nâng cao – Năm học 2008 – 2009 Trang 36 Ngày soạn : 25/8/2008 Tiết : 23&24 I. MỤC TIÊU : 1. Kiến thức: - 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. 2. Kỹ năng: - Quan sát và rút ra kết luận. - Viết được phương trình sóng. Vẽ đồ thị u theo t và u theo x . 3. Thái độ: II. CHUẨN BỊ : 1. Giáo viên : Các tranh vẽ 14.3; 14.4. Thiết bị tạo sóng nước trong hộp bằng kính H14.1 2. Học sinh : III. TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC: A. HOẠT ĐỘNG BAN ĐẦU 1. Ổn định tổ chức 2. Giới thiệu mục tiêu chương III: (5 / ) 3. Tạo tình huống học tập B. TIẾN TRÌNH BÀI HỌC TL Hoạt động của HS Hoạt động của GV Kiến thức HĐ 1: Hình thành các khái niệm sóng cơ. Giải thích sự tạo thành sóng cơ. 15 + Trên mặt nước xuất hiện những vòng tròn đồng tâm lồi, lõm xen kẽ lan rộng dần tạo thành sóng nước. + Khi cột A dao động lên, xuống, dao động đó được truyền cho các phần tử nước từ gần ra xa. + Hình sin . + Dao động lên xuống tại chổ, còn các đỉnh sóng (chỗ mặt nước lồi lên) chuyển động theo phương nằm ngang ngày càng ra xa tâm dao động. + Hs quan sát và nhận xét về phương dao động của phần tử và phương truyền sóng của sóng ngang và sóng dọc. + Vòng lò xo bị đánh dấu chỉ dao động tại một chỗ + Ném một viên đá xuống mặt nước. Quan sát và nêu nhận xét. + Thí nghiệm H 14.1 tạo sóng nước trong một thiết bị bằng kính, hình hộp chữ nhật. + Mặt cắt của nước có dạng hình gì? + Miếng xốp nhỏ C nổi trên mặt nước dao động như thế nào? + Nêu khái niệm sóng cơ. Phân biệt hai loại sóng ngang và sóng dọc và ví dụ minh hoạ + C1: Quan sát một lò xo khi có sóng dọc, ta thấy các vùng bị nén (hay dãn) truyền đi dọc lò xo. Trong khi đó, nếu quan sát một vòng lò xo bị đánh dấu, ta thấy nó chuyển động như thế nào? 1. Hiện tượng sóng: a) Khái niệm: Sóng cơ là dao động cơ lan truyền trong một môi trường. b) Có 2 loại: sóng ngang và sóng dọc - Sóng ngang: là sóng mà các phần tử của môi trường dao động theo phương vuông góc với phương truyền sóng. - Sóng dọc: là sóng mà các phần tử của môi trường dao động theo phương trùng với phương truyền sóng. Giáo viên: Dương văn Tính Tổ Vật Lý - Thể dục Trường PTTH Hùng Vương CHƯƠNG III SÓNG CƠ BÀI 14: SÓNG CƠ - PHƯƠNG TRÌNH SÓNG Giáo án Vật Lý 12 nâng cao – Năm học 2008 – 2009 Trang 37 + Sóng cơ 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. + Mặt nước, sợi dây đàn hồi, tấm kim loại mỏng. + Không khí, chất lỏng, dây lò xo bị nén dãn. + Cho học sinh quan sát mô hình biểu diễn vị trí của các phần tử của sóng ngang ở những thời điểm liên tiếp.H14.3.Trả lời C2? + Khi nào một môi trường truyền sóng ngang? Cho ví dụ ? + Khi nào một môi trường truyền sóng dọc? Cho ví dụ ? + Cho học sinh quan sát mô hình biểu diễn vị trí của các phần tử của sóng dọc ở những thời điểm khác nhau.H14.4. Trả lời C3? c) Giải thích sự tạo thành sóng cơ học: + Sóng cơ được tạo thành nhờ lực liên kết đàn hồi giữa các phần tử của môi trường truyền dao động. Phần tử càng ở xa tâm dao động càng trễ pha hơn. + Môi trường nào có lực đàn hồi xuất hiện khi có biến dạng lệch thì truyền sóng ngang. + Môi trường nào có lực đàn hồi xuất hiện khi có biến dạng nén, dãn thì truyền sóng dọc HĐ2: Tìm hiểu các đại lượng đặc trưng của sóng 25 + như nhau + T sóng = T phần tử = T nguồn + f sóng = f phần tử = f nguồn + A sóng = A phần tử Cơ năng W tỉ lệ thuận với biên độ. Do lực cản, sự lan toả năng lượng càng rộng hơn cơ năng càng giảm nên biên độ giảm. + Bước sóng là quãng đường sóng truyền được trong một chu kỳ. + Bước sóng là khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên phương truyền sóng có dao động cùng pha. + Nêu nhận xét chu kỳ và tần số của các phần tử so với chu kỳ và tần số của nguồn dao động? + Nêu định nghĩa Chu kỳ sóng và Tần số sóng? + Nêu định nghĩa biên độ sóng và nhận xét biên độ sóng ở các điểm càng xa tâm dao động thì như thế nào?. C4: Hãy chỉ ra một số nguyên nhân làm cho biênđộ sóng giảm khi xa tâm dao động? + Phân tích hình vẽ 14.3& 14.4 SGK có thể nhận thấy sau một chu kì dao động, sóng truyền đi được một khoảng không đổi gọi là bước sóng. Nêu định nghĩa. + C5: Hãy chỉ ra trên H14.3 và 14.4 SGKnhững điểm dao động cùng pha và so sánh khoảng cách giữa chúng? + Cần nhấn mạnh (dựa trên phân tích hình 14.3) rằng các phần tử của môi trường không chuyển động theo sóng, chỉ có dao động được truyền đi. Bởi vậy khi nói vận tốc sóng là nói vận tốc truyền sóng hay nói chặt chẽ hơn là vận tốc truyền pha dao động. 2. Những đại lượng đặc trưng của chuyển động sóng. a. Chu kỳ, tần số sóng: Tất cả các phần tử của môi trường đều dao động với cùng chu kỳ và tần số của nguồn dao động 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 giảm. c. Bước sóng ( λ ) : Bước sóng là quãng đường sóng truyền được trong một chu kỳ. Hay bước sóng là khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên phương truyền sóng mà dao động tại 2 điểm đó là cùng pha. λ = v.T = v f :(m) v :(m / s) f : (Hz) λ      d. Vận tốc truyền sóng : v = .f T λ = λ Vận tốc truyền sóng là vận tốc truyền pha dao động. Trong khi sóng truyền đi, các phần tử của sóng vẫn dao động tại chỗ. e. Năng lượng sóng : Giáo viên: Dương văn Tính Tổ Vật Lý - Thể dục Trường PTTH Hùng Vương Giáo án Vật Lý 12 nâng cao – Năm học 2008 – 2009 Trang 38 Quá trình truyền sóng là quá trình truyền năng lượng. HĐ3: Thiết lập phương trình sóng 20 Phương trình sóng ở M - Thời gian sóng truyền từ O đến M: t = x v - Pha dao động ở điểm M ở thời điểm t chính là pha dao động của O ở thời điểm t - x v - Vậy: u M (t) = Acos 2 T π x t v   −  ÷   + Trạng thái dao động của P ở các thời điểm t, t + T, t + 2T, . hoàn toàn giống nhau. + Trên đường truyền sóng, những điểm cách nhau một khoảng bằng một bước sóng thì có cùng li độ. (cùng trạng thái dao động). u ( x + λ ) = u ( x ) Chọn : - Trục tọa độ Ox là đường truyền sóng. - Gốc tọa độ O là điểm sóng đi qua lúc bắt đầu quan sát (t=0). - Chiều dương là chiều truyền sóng. Viết phương trình sóng tại O. + Hướng dẫn học sinh viết phương trình sóng tại M ? - Thời gian truyền sóng từ O đến M? - Pha dao động ở điểm M ở thời điểm t chính là pha dao động của O ở thời điểm nào? + Lưu ý HS rằng phương trình này có hai biến số x và t, u là một hàm số sin của cả x và t, có nghĩa là li độ u của sóng vừa tuần hoàn theo thời gian, vừa tuần hoàn theo không gian. + Nhận xét tính tuần hoàn theo thời gian. Xét một phần tử sóng tại điểm P trên đường truyền sóng có toạ độ x = d. Viết phương trình sóng tại P?Nhận xét + Nhận xét tính tuần hoàn theo không gian. Xét vị trí của tất cả các phần tử sóng tại một thời điểm xác định t o . Viết lại công thức phương trình sóng? Nhận xét 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. Giả sử phương trình sóng tại O u 0 ( t ) = Acos 2 T π t 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 Phương trình sóng tại M. u M (t) = Acos 2 T π x t v   −  ÷   = Acos t x 2 T     π −  ÷   λ     = Acos 2 2 x t T π π   −  ÷ λ   . Nếu sóng truyền ngược chiều với chiều dương của trục Ox u M (t) = Acos 2 2 x t T π π   +  ÷ λ   b. Một số tính chất của sóng suy ra từ phương trình sóng : + Tính tuần hoàn theo thời gian. u p = Acos 2 2 d t T π π   −  ÷ λ   + Tính tuần hoàn theo không gian u(x,t o ) = Acos 0 2 t 2 x T π π   −  ÷ λ   HĐ4 : Vận dụng tính các đại lượng đặc trưng. Viết phương trình sóng 15 Tốc độ truyền sóng? Bước sóng? Phương trình sóng? 4. Ví dụ: SGK C.- HOẠT ĐỘNG KẾT THÚC TIẾT HỌC 4. Củng cố kiến thức: (10 / ) - Sóng dọc và sóng ngang khác nhau ở chỗ nào? - Viết phương trình sóng. Viết phương trình sóng thể hiện tính tuần hoàn theo thời gian và phương trình sóng thể hiện tính tuần hoàn theo không gian. Bài tập về nhà: Các bài tập 1- 4/ 78 SGK IV: RÚT KINH NGHIỆM Giáo viên: Dương văn Tính Tổ Vật Lý - Thể dục Trường PTTH Hùng Vương Giáo án Vật Lý 12 nâng cao – Năm học 2008 – 2009 Trang 39 Ngày soạn : 27/8/2008 Tiết : 25 I. MỤC TIÊU : 1. Kiến thức: - Bố trí được thí nghiệm để tạo ra sóng dừng trên dây. - Nhận biết được hiện tượng sóng dừng. Giải thích được sự tạo thành sóng dừng. - Nêu được điều kiện để có sóng dừng trên dây đàn hồi. 2. Kỹ năng: - Vận dụng hiện tượng sóng dừng để tính vận tốc truyền sóng trên dây đàn hồi. - Giải thích các hiện tượng thực tế có liên quan đến bài học 3. Thái độ: II. CHUẨN BỊ : 1. Giáo viên : - Một dây lò xo mềm đường kính vòng lò xo khoảng 5cm, có thể kéo dãn dài 2m. - Một cần rung có tần số ổn định. - Một sợi dây chun tiết diện đều, đường kính khoảng 1mm, dài 1m, một đầu buộc một quả nặng 20g vắt qua một ròng rọc. 2. Học sinh : - Ôn viết phương trình sóng III. TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC: A. HOẠT ĐỘNG BAN ĐẦU 1. Ổn định tổ chức (2 / ) 2. Kiểm tra bài cũ: (5 / ) 1. Sóng dọc và sóng ngang khác nhau ở chỗ nào? 2. Viết phương trình sóng. Viết phương trình sóng thể hiện tính tuần hoàn theo thời gian và phương trình sóng thể hiện tính tuần hoàn theo không gian. 3. Tạo tình huống học tập B. TIẾN TRÌNH BÀI HỌC TL Hoạt động của HS Hoạt động của GV Kiến thức HĐ 1: Nhận biết hiện tượng phản xạ sóng. Đặc điểm của sóng phản xạ 8 Quan sát thí nghiệm. + Chiều biến dạng của lò xo và chiều chuyển động của sóng sau khi gặp đầu cố định ngược chiều so với chiều biến dạng của lò xo và chiều chuyển động của sóng trước khi gặp đầu cố định + Tiếp nhận thông tin. - Ta cầm đầu A của lò xo đưa lên đưa xuống gây ra một biến dạng trên lò xo. Quan sát sóng truyền trên một lò xo đàn hồi. + C1: So sánh chiều biến dạng của lò xo, chiều chuyển động của sóng trước và sau khi gặp đầu cố định? - Nếu cho đầu A thực hiện một dao động điều hòa theo phương vuông góc với lò xo thì sóng truyền đến B gọi là sóng tới. Sau đó, dao động được truyền ngược lại tạo thành sóng phản xạ. - Nêu đặc điểm của sóng phản xạ rút ra từ thực nghiệm 1. Sự phản xạ sóng. + Sóng đang truyền trong một môi trường mà gặp vật cản thì bị phản xạ. + Đặc điểm của sóng phản xạ: - Cùng tần số và bước sóng với sóng tới. - Nếu vật cản cố định (đầu phản xạ cố định) thì sóng phản xạ ngược pha với sóng tới (đổi chiều). HĐ2: Nhận biết hình ảnh sóng dừng và các khái niệm nút, bụng. Giải thích 15 Quan sát thí nghiệm. Mô tả hiện tượng GV trình bày thí nghiệm tạo ra sóng dừng. Hình 15.2 hoặc Hình 2. Sóng dừng a) Định nghĩa: Sóng dừng là Giáo viên: Dương văn Tính Tổ Vật Lý - Thể dục Trường PTTH Hùng Vương BÀI 15: PHẢN XẠ SÓNG – SÓNG DỪNG Giáo án Vật Lý 12 nâng cao – Năm học 2008 – 2009 Trang 40 Đến một lúc nào đó ta không còn phân biệt được sóng tới, sóng phản xạ nữa. Lúc đó trên lò xo xuất hiện những điểm đứng yên xen kẻ với những điểm dao động với biên độ khá lớn, lớn hơn biên độ của đầu A + Khoảng cách giữa hai nút liên tiếp = khoảng cách giữa hai bụng liên tiếp. + u M = Acos( 2 d 2 ft π π + λ ) + u / B = - Acos 2 ftπ = Acos( 2 ft π − π ) + u / M = Acos( 2 d 2 ft π π − π − λ ) + M sẽ dao động điều hòa với u = u M + u / M 2 d u 2Acos cos 2 ft- 2 2 π π π     = + π  ÷  ÷ λ     + a= 2 d 2Acos 2 π π   +  ÷ λ   A phụ thuộc khoảng cách từ m đến đầu cố định của dây d d = k . 2 λ thì a = 0, M là nút d = 22 1 λ       +k thì a =2A, M là bụng 15.3. Tăng dần tần số dao động của đầu A. Mô tả hiện tượng quan sát được trên sợi dây? + Từ đó nêu khái niệm sóng dừng, nút, bụng. + C2: Quan sát thí nghiệm và so sánh khoảng cách giữa hai nút, hai bụng liên tiếp. Hướng dẫn HS lập phương trình cho sóng tới và sóng phản xạ tại M cách B một khoảng d? Giả sử vào thời điểm t sóng tới đến B có phương trình : u B = Acos 2 ftπ + Phương trình sóng tới ở M? + Phương trình sóng phản xạ ở B? + Phương trình sóng phản xạ ở M? + C3: Nếu phần tử tại M đồng thời nhận được 2 dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số thì chuyển động của phần tử ở M chuyển động như thế nào? + Biên độ của dao động M phụ thuộc vào yếu tố nào? + C4: Biên độ của M có giá trị như thế nào trong các trường hợp: a) Hai dao động thành phần cùng pha? b) Hai dao động thành phần ngược pha? sóng có các nút và bụng cố định trong không gian. - Những điểm đứng yên gọi là nút. - Những điểm dao động với biên độ cực đại gọi là bụng. - Những nút và bụng xen kẽ, cách đều nhau. b) Giải thích sự tạo thành sóng dừng:(xem sách) + Sóng tới và sóng phản xạ, nếu truyền theo cùng một phương có thể giao thoa với nhau và tạo thành sóng dừng. HĐ 3: Điều kiện để có sóng dừng 10 + Hai nút. + Một nửa bước sóng. + Một số nguyên lần nửa bước sóng.  = n . 2 λ + Đối với sợi dây có hai đầu cố định hay một đầu dây cố định và một đầu dây dao động với biên độ nhỏ thì khi có sóng dừng hai đầu dây là nút hay bụng ? + Khoảng cách giữa hai nút liên tiếp bằng bao nhiêu ? + Chiều dài của dây bằng bao nhiêu ? Viết biểu thức ? 3. Điều kiện để có sóng dừng: a. Đối với dây có 2 đầu cố định hay một đầu cố định, một đầu dao động với biên độ nhỏ. + Hai đầu dây là 2 nút. + Khoảng cách giữa 2 nút hay 2 bụng liên tiếp là 2 λ + Chiều dài dây bằng một số nguyên lần nửa bước sóng.  = n . 2 λ {n = 1, 2, . ) Giáo viên: Dương văn Tính Tổ Vật Lý - Thể dục Trường PTTH Hùng Vương Giáo án Vật Lý 12 nâng cao – Năm học 2008 – 2009 Trang 41 + Bụng sóng. + 4 λ + Một số bán nguyên nửa bước sóng.  =       + 2 1 n 2 λ + Nêu ứng dụng. + Giải bài tập ví dụ. + Đối với sợi dây có một đầu tự do thì khi có sóng dừng đầu tự do của dây là nút hay bụng ? + Khoảng cách giữa nút và bụng liên tiếp? + Chiều dài của dây bằng bao nhiêu ? Viết biểu thức ? + Hướng dẫn HS vận dụng kiến thức về hiện tượng sóng dừng để đo vận tốc truyền sóng trên dây. - Trên dây có n bó sóng. - Số bụng = n - Số nút = n + 1 b. Đối với dây có một đầu tự do + Đầu tự do là bụng sóng. + Khoảng cách giữa nút và bụng liên tiếp là 4 λ + Chiều dài dây bằng một số lẻ lần một phần tư bước sóng.  = m. 4 λ với m=1,3,5… Hay chiều dài dây bằng một nửa số bán nguyên nửa bước sóng.  = 1 n 2   +  ÷   2 λ (n = 0, 1, 2, ) - n số bó nguyên - Trên dây có: n + 2 1 bó sóng - Số bụng = số nút = n + 1 + Ứng dụng: Có thể ứng dụng hiện tượng sóng dừng để đo vận tốc truyền sóng trên dây. C.- HOẠT ĐỘNG KẾT THÚC TIẾT HỌC 4. Củng cố kiến thức: (5 / ) 1. Điều kiện để có sóng dừng. Bài tập số 3/83 Bài tập về nhà: 1 đến 4/83 trong SGK. IV: RÚT KINH NGHIỆM ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… Ngày soạn: 27/8/2008 Giáo viên: Dương văn Tính Tổ Vật Lý - Thể dục Trường PTTH Hùng Vương BÀI TẬP VỀ SÓNG CƠ: PHƯƠNG TRÌNH SÓNG, SÓNG DỪNG Giáo án Vật Lý 12 nâng cao – Năm học 2008 – 2009 Trang 42 Tiết thứ: 26 I. MỤC TIÊU: 1. Kiến thức: - Hệ thống kiến thức về các đại lượng đặc trưng của sóng, phương trình sóng. - Sóng dừng và điều kiện để có sóng dừng 2. Kĩ năng: - Viết được phương trình sóng. Nhận biết các đại lượng đặc trưng của sóng - Giải được các bài tập về sóng dừng trên sợi dây. - Xác định được bước sóng hoặc tốc độ truyền sóng bằng phương pháp sóng dừng. 3. Thái độ: - Tình cảm: có hứng thú với bộ môn. II. CHUẨN BỊ: 1. Chuẩn bị của thầy: Hệ thống bài tập. Phiếu học tập 2. Chuẩn bị của trò: Làm bài tập III. TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC: A. HOẠT ĐỘNG BAN ĐẦU 1. Ổn định tổ chức (2 / ) 2. Kiểm tra bài cũ (8 / ) 1. Giả sử phương trình sóng tại O u 0 ( t ) = Acos 2 T π t. Viết phương trình sóng tại điểm M cách O một đoạn d. Biết vận tốc truyền sóng là v. 2. Phát biểu điều kiện để có sóng dừng trên sợi dây đàn hồi trong hai trường hợp: a) Dây có hai đầu cố định. b) Dây có một đầu cố định, một đầu tự do. 3. Tạo tình huống học tập B. TIẾN TRÌNH BÀI HỌC TL Hoạt động của HS Hoạt động của GV Kiến thức HĐ 1: Hệ thống kiến thức 10 Dùng phiếu học tập để hệ thống kiến thức 1) Thế nào là sóng cơ. Phân loại. 2) Viết phương trình sóng cho biết li độ của mỗi phần tử sóng theo thời gian và toạ độ của điểm đó. 3) Dựa vào phương trình sóng hãy nêu ý nghĩa của các đại lượng đặc trưng của sóng: biên độ sóng, chu kỳ sóng, tần số sóng, bước sóng, tốc độ truyền sóng. 4) Khoảng cách giữa hai nút liên tiếp hoặc hai bụng liên tiếp? 5) Điều kiện chiều dài của sợi dây để có sóng dừng trên sợi dây đàn hồi trong hai trường hợp: a) Dây có hai đầu cố định. b) Dây có một đầu cố định, một đầu tự do. 1. Phương trình sóng u = Acos 2 2 x t T π π   +  ÷ λ   2. Tốc độ truyền sóng: v = v.f T λ = 3. Khoảng cách giữa hai nút liên tiếp hoặc hai bụng liên tiếp 2 λ 4. Điều kiện để có sóng dừng trên sợi dây đàn hồi a) Dây có hai đầu cố định:  = n . 2 λ (n = 1, 2, . ) b) Dây có một đầu cố định, một đầu tự do.  = 1 n 2   +  ÷   2 λ (n = 0, 1, 2, ) HĐ2:Nhận biết các đại lượng đặc trưng trong phương trình sóng Giáo viên: Dương văn Tính Tổ Vật Lý - Thể dục Trường PTTH Hùng Vương Giáo án Vật Lý 12 nâng cao – Năm học 2008 – 2009 Trang 43 10 Học sinh giải u = Acos 2 2 x t T π π   +  ÷ λ   u = 6cos(4 π t + 0,02 π x) A= 6cm 2π λ =0,02 π 2 T π = 4π Học sinh tóm tắt đề: v =2m/s d = 40cm f? u M = Acos M 2 x 2 t T π π   +  ÷ λ   u N = Acos N 2 x 2 t T π π   +  ÷ λ   ∆ϕ = N M 2 (x x )π − λ = 2 dπ λ Bài 1 (Bài 4 SGK/78) Cho u = 6cos(4 π t + 0,02 π x) Trong đó x và u tính bằng (cm), t tính bằng (s). Hãy xác định A, λ, f, v và độ dời u tại x = 16,6cm lúc t = 4s. + Hãy viết phương trình sóng và nhận biết các đại lượng đặc trưng của sóng trong biểu thức? + Đối chiếu với phương trình đã cho xác định A, λ, T +Tính li độ tại x=16,6cm lúc t=4s Bài 2: Một sóng cơ học có tốc độ truyền sóng 2m/s. Người ta thấy hai điểm M, N gần nhau nhất trên cùng phương truyền sóng dao động ngược pha nhau cách nhau là 40cm. Tính t ần số của sóng đó. Hướng dẫn hs giải + Phương trình sóng tại M và N? + Biểu thức độ lệch pha của 2 dao động tại M và N + Tính λ suy ra f. Bài 1 Biên độ sóng: A= 6cm Bước sóng: 2π λ =0,02 π ⇒ 2 0,02 λ = = 100cm Tần số: 2 T π = 4π ⇒ T = 0,5s ⇒ f = 1 1 T 0,5 = = 2Hz Tốc độ truyền sóng: v = λ.f = 100.2= 200cm/s Li độ u tại x=16,6cm lúc t =4s: u = 6cos(4 π .4 + 0,02 π .16,6) = 6cos(0,332 π ) ≈ 3cm Bài 2: ∆ϕ = 2 dπ λ = π ⇒ λ = 2d = 80cm v = λ.f v f⇒ = λ = 2,5Hz HĐ2: Giải toán cơ bản về sóng dừng 5 Hs tóm tắt đề: Sợi dây hai đầu cố định f = 600Hz, v = 400m/s 4 bụng a) λ ? b) l ? + Công thức liên hệ giữa v, λ, T? Tính λ? + Điều kiện để có sóng dừng trên dây đần hồi hai đầu cố định và số bụng trên dây? Bài 3 a) Bước sóng λ = v.T = v f = 400 2 600 3 = Hz b) Chiều dài của dây;  = n . 2 λ . Số bụng là n. Vậy  = 4 . 2 λ =2. 2 3 ≈ 1,33m C.- HOẠT ĐỘNG KẾT THÚC TIẾT HỌC Củng cố kiến thức: (10 / ) Bài tập số 2 SGK/103: Hướng đẫn hs giải Một người quan sát một chiếc phao trên mặt biển thấy nó nhô lên cao 10 lần trong 18s, khoảng cách giữa hai ngọn sóng kề nhau là 2m. Tốc độ truyền sóng trên mặt biển là A. v = 1m/s. B. v = 2m/s. C. v = 4m/s. D. v = 8m/s. Bài tập về nhà IV: RÚT KINH NGHIỆM ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… Ngày soạn : 27/8/2008 Giáo viên: Dương văn Tính Tổ Vật Lý - Thể dục Trường PTTH Hùng Vương BÀI 16: GIAO THOA SÓNG. Giáo án Vật Lý 12 nâng cao – Năm học 2008 – 2009 Trang 44 Tiết : 27 I. MỤC TIÊU : 1. Kiến thức: - Áp dụng phương trình sóng và kết quả của việc tìm sóng tổng hợp của hai sóng ngang cùng tần số để dự đoán sự tạo thành vân giao thoa. - Bố trí được thí nghiệm kiểm tra với sóng nước. - Xác định điều kiện để có vân giao thoa. 2. Kỹ năng: - Vận dụng kiến thức để giải thích một số hiện tượng thực tế có liên quan đến bài học - Giải các bài toán cơ bản về giao thoa sóng 3. Thái độ: II. CHUẨN BỊ : 1. Giáo viên : - Thiết bị tạo vân giao thoa sóng nước đơn giản cho các nhóm HS. - Thiết bị tạo vân giao thoa sóng nước với nguồn dao động có tần số thay đổi được, dùng cho GV. 2. Học sinh : Ôn tổng hợp dao động; phương trình sóng III. TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC: A. HOẠT ĐỘNG BAN ĐẦU 1. Ổn định tổ chức (2 / ) 2. Kiểm tra bài cũ: (5 / ) 1. Đặc điểm của sóng phản xạ. 2. Điều kiện để có sóng dừng. 3. Tạo tình huống học tập: B. TIẾN TRÌNH BÀI HỌC TL Hoạt động của HS Hoạt động của GV Kiến thức HĐ 1: Sự giao thoa của hai sóng 3 10 Thảo luận nhoám trả lời theo phiếu học tập số 1 + Sóng tại M do u 1 truyền tới u 1M = Acos2π 1 d t T   −  ÷ λ   + Sóng tại M do u 2 truyền tới u 2M = Acos2π 2 d t T   −  ÷ λ   + Biên độ dao động tại M phụ thuộc vào biên độ u 1M , u 2M và pha ban đầu hay độ lệch pha giữa u 1M và u 2M + ∆ϕ = ϕ 1 - ϕ 2 = 2π 2 1 d d   −  ÷ λ λ   ∆ϕ = λ π 2 (d 2 − d 1 ) Xét trường hợp 2 nguồn dao động S 1 và S 2 có cùng tần số, cùng pha. Xét điểm M trên mặt nước cách S 1 một đoạn S 1 M = d 1 và cách S 2 một đoạn S 2 M = d 2 + Giả sử biên độ sóng không thay đổi trong quá trình truyền sóng. Hãy viết phương trình sóng tại M do sóng từ nguồn S 1 , S 2 truyền tới? + Dao động tại M là tổng hợp của 2 dao động u 1M và u 2M có biên độ phụ thuộc vào yếu tố nào? + Độ lệch pha của hai dao động thành phần tại M? + Từ (1) &(2) hãy tìm công thức xác định vị trí M (hiệu đường đi) dao động với biên độ cực đại, dao 1. Sự giao thoa của hai sóng trên mặt nước a) Dự đoán hiện tượng: + Giả sử các nguồn S 1 và S 2 dao động theo phương trình: u 1 = u 2 = Acosωt = Acos T π 2 t + Sóng tại M do u 1 truyền tới u 1M = Acos2π 1 d t T   −  ÷ λ   + Sóng tại M do u 2 truyền tới u 2M = Acos2π 2 d t T   −  ÷ λ   + Dao động tại M là tổng hợp của 2 dao động u 1M và u 2M u 2M = u 1M + u 2M có biên độ: 2 2 2 M 1 2 1 2 A A A 2A A cos= + + ∆ϕ (1) + Tại M hai dao động có độ lệch pha: Giáo viên: Dương văn Tính Tổ Vật Lý - Thể dục Trường PTTH Hùng Vương Giáo án Vật Lý 12 nâng cao – Năm học 2008 – 2009 Trang 45 10 10 + Thảo luận nhóm trả lời + Quan sát và mô tả hiện tượng. động biên độ cực tiểu + Quỹ tích những điểm dao động với biên độ cực đại là họ các đường hyperbol. Xen kẽ với chúng là họ các đường hyperbol của những điểm dao động với biên độ cực tiểu. + Các đường hyperbol tạo thành khi có sự giao thoa của hai sóng như trên gọi là vân giao thoa. + Mô tả thí nghiệm hình 16.3 ∆ϕ = ϕ 1 - ϕ 2 = 2π 2 1 d d   −  ÷ λ λ   ∆ϕ = λ π 2 (d 2 − d 1 ) (2) - Nếu u 1M và u 2M cùng pha : ∆ϕ = 2kπ thì biên độ dao động tại M đạt cực đại. (d 2 – d 1 ) = kλ (3) - Nếu u 1M và u 2M ngược pha : ∆ϕ = (2k + 1)π thì biên độ dao động tại M đạt cực tiểu. (d 2 – d 1 ) = 1 k 2   + λ  ÷   (4) b) Thí nghiệm kiểm tra: Thí nghiệm H 16.3 Quan sát mặt nước ta thấy trên đó xuất hiện các đường hyperbol đúng như dự đoán. HĐ2: Xác định điều kiện để có giao thoa & ứng dụng của giao thoa + Muốn có hiện tượng giao thoa thì độ lệch pha ∆ϕ phải là một hằng số, khi đó vị trí các vân giao thoa cố định trên mặt nước. + Nếu độ lệch pha ∆ϕ thay đổi thì vị trí các vân cực đại và cực tiểu thay đổi, khi đó ta sẽ không quan sát được giao thoa. + Nêu điều kiện để có hiện tượng giao thoa? + Gv nêu các khái niệm nguồn kết hợp, sóng kết hợp, sự giao thoa Gv Tổng quát lên để có điều kiện về giao thoa. + Giao thoa là hiện tượng đặc 2. Điều kiện để có hiện tượng giao thoa Nguồn kết hợp: là hai nguồn dao động có cùng tần số, cùng phương và có độ lệch pha không đổi theo thời gian. Sóng kết hợp: Hai sóng do hai nguồn kết hợp tạo thành gọi là hai sóng kết hợp. + Điều kiện để có hiện tượng giao thoa là hai sóng phải là hai sóng kết hợp, tức được tạo ra từ hai nguồn dao động có cùng tần số, cùng phương và có độ lệch pha không đổi theo thời gian. Kết luận: Hiện tượng giao thoa sóng : Hiện tượng hai sóng kết hợp, khi gặp nhau tại những điểm xác định, luôn luôn hoặc tăng cường nhau, hoặc làm yếu nhau được gọi là sự giao thoa sóng. 3. Ứng dụng: SGK Giáo viên: Dương văn Tính Tổ Vật Lý - Thể dục Trường PTTH Hùng Vương S 2 S 1 P S 1 S 2 - 2 - 1 0 1 2 Các gợn cực đại ) Các gợn cực tiểu -2 -1 0 1… [...]... hoàn phức tạp có tần số bằng tần số âm cơ bản b) Ống sáo: (xem sách) + Âm nghe nhỏ Khi cán của + Biểu diễn thí nghiệm H 17.11 5 Hộp cộng hưởng âm thoa chạm vào vỏ thì âm Nhận xét ta nghe âm như thế nào Hộp cộng hưởng là một hộp vẫn giữ độ cao nhưng nghe to khi dùng vồ cao su gõ vào một nhánh âm thoa và sau đó cho cán rỗng (bầu đàn, thân kèn, sáo) hơn của âm thoa chạm vào vỏ của hộ tùy thuộc vào hình... PTTH Hùng Vương Giáo án Vật Lý 12 nâng cao – Năm học 2008 – 2009 Trang 51 I MỤC TIÊU : 1 Kiến thức: - Nhận biết được hiệu ứng Đốp−ple - Giải thích nguyên nhân của hiệu ứng Đốp−ple - Nêu được một số ứng dụng của hiện tượng cộng hưởng âm và hiệu ứng Đốp−ple 2 Kỹ năng: - Vận dụng công thức tính tần số âm khi nguồn âm chuyển động, máy thu đứng yên và ngược lại 3 Thái độ: II CHUẨN BỊ : 1 Giáo viên : -... PTTH Hùng Vương Giáo án Vật Lý 12 nâng cao – Năm học 2008 – 2009 Trang 53 I MỤC TIÊU : 1 Kiến thức: - Hệ thống kiến thức về giao thoa sóng, sóng âm, hiệu ứng Đốp-le 2 Kỹ năng: - Viết được phương trình sóng Giải được các bài tập về giao thoa của hai sóng - Giải được các bài tập đơn giản về hiệu ứng Đốp-ple 3 Thái độ: tư duy khoa học II CHUẨN BỊ : 1 Giáo viên : Hệ... khí trong ống khi âm nghe thấy có cường độ lớn nhất 3 Thái độ: Tính cẩn thận, tỉ mỉ II CHUẨN BỊ : 1 Giáo viên : - Chuẩn bị và kiểm tra chất lượng các dụng cụ của hai phương án thí nghiệm trong bài thực hành - Tiến hành trước các thí nghiệm trong bài thực hành 2 Học sinh : III TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC: A HOẠT ĐỘNG BAN ĐẦU 1 Ổn định tổ chức 2 Kiểm tra bài cũ: 3 Tạo tình huống học tập:... kéo căng bằng một lực không 2 đổi, chỉ xảy ra với sóng dừng - Trên dây có n bó sóng - Số bụng = n + Xem sách và nghe giảng 15 Giáo viên: Dương văn Tính Tổ Vật Lý - Thể dục Trường PTTH Hùng Vương Giáo án Vật Lý 12 nâng cao – Năm học 2008 – 2009 Trang 50 - Số nút = n + 1 v n.v +Công thức liên hệ bước sóng và có tần số f = λ = 2 vận tốc truyền sóng? + v = f λ + Ứng với n = 1: λ v âm cơ bản + Như vậy.. .Giáo án Vật Lý 12 nâng cao – Năm học 2008 – 2009 + Xem sách Trang 46 Giao thoa là hiện tượng đặc trưng của sóng Nhận biết quá trình sóng nhờ hiện tượng giao thoa 4 Sự nhiễu xạ của sóng: (đọc thêm) Hiện tượng... được quá trình sóng, nhưng nếu ta phát hiện được hiện tượng giao thoa thì ta có thể kết luận quá trình đó là quá trình sóng BÀI 17: SÓNG ÂM NGUỒN NHẠC ÂM Tổ Vật Lý - Thể dục Trường PTTH Hùng Vương Giáo án Vật Lý 12 nâng cao – Năm học 2008 – 2009 Trang 47 I MỤC TIÊU: 1 Kiến thức: - Nêu được nguồn gốc của âm và cảm giác về âm - Nêu được mối quan hệ giữa các cảm giác về âm và những đặc điểm của sóng... bước sóng III TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC: A HOẠT ĐỘNG BAN ĐẦU 1 Ổn định tổ chức (2/) 2 Kiểm tra bài cũ: (5/) 1 Viết công thức tính vận tốc truyền sóng Nêu các đặc tính sinh lý của âm Độ cao của âm phụ thuộc vào yếu tố nào 3 Tạo tình huống học tập: B TIẾN TRÌNH BÀI HỌC TL Hoạt động của HS Hoạt động của GV Kiến thức HĐ 1: Nhận biết được hiện tượng hiệu ứng Đốp-le - Quan sát thí nghiệm - Giáo viên... ) qua tai người là: f'= = f (1) λ v (v + v n ) (v + v n ) f'= = f Tương tự nếu người quan sát λ V chuyển động ra xa nguồn âm Giáo viên: Dương văn Tính Tổ Vật Lý - Thể dục Trường PTTH Hùng Vương Giáo án Vật Lý 12 nâng cao – Năm học 2008 – 2009 10 Đó cũng chính là tần số âm + Công thức tương tự đối với nghe được người quan sát di chuyển ra xa nguồn âm? (v − v n ) (v − v n ) = f + f'= λ v + Tần số... khi đó tốc độ truyền sóng vẫn là v tần số của nguồn âm + Tần số của âm mà người quan + Sóng âm, sóng siêu âm, sóng sát cảm nhận được khi nguồn âm tiến ra xa người đó được xác định vô tuyến điện, sóng ánh sáng như thế nào ? + Súng bắn tốc độ của cảnh sát giao thông, đo vận tốc tàu - Hiệu ứng Đốp−ple xảy ra với ngầm bằng sóng siêu âm, phát những sóng nào ? hiện vận tốc di chuyển của các - GV giới thiệu . Tổ Vật Lý - Thể dục Trường PTTH Hùng Vương CHƯƠNG III SÓNG CƠ BÀI 14: SÓNG CƠ - PHƯƠNG TRÌNH SÓNG Giáo án Vật Lý 12 nâng cao – Năm học 2008 – 2009 Trang. Thể dục Trường PTTH Hùng Vương Giáo án Vật Lý 12 nâng cao – Năm học 2008 – 2009 Trang 41 + Bụng sóng. + 4 λ + Một số bán nguyên nửa bước sóng.  =  