Đang tải... (xem toàn văn)
LUYỆN GIẢI BÀI TẬP VẬT LÝ 12SÓNG CƠ HỌC LUYỆN GIẢI BÀI TẬP VẬT LÝ 12SÓNG CƠ HỌC LUYỆN GIẢI BÀI TẬP VẬT LÝ 12SÓNG CƠ HỌC LUYỆN GIẢI BÀI TẬP VẬT LÝ 12SÓNG CƠ HỌC LUYỆN GIẢI BÀI TẬP VẬT LÝ 12SÓNG CƠ HỌC LUYỆN GIẢI BÀI TẬP VẬT LÝ 12SÓNG CƠ HỌC LUYỆN GIẢI BÀI TẬP VẬT LÝ 12SÓNG CƠ HỌC LUYỆN GIẢI BÀI TẬP VẬT LÝ 12SÓNG CƠ HỌC LUYỆN GIẢI BÀI TẬP VẬT LÝ 12SÓNG CƠ HỌC v
Luyện giải bài tập vật lý 12 – Sóng cơ và sóng âm. Trương Văn Thanh Trường THPT Trần Quốc Tuấn – Quảng Yên – Quảng Ninh. ĐT: 0974.810.957 1 A C B I D G H F E J Phương truyền sóng λ 2λ 2 λ 2 3 λ PHẦN HAI: SÓNG CƠ VÀ SÓNG ÂM A. TÓM TẮT LÝ THUYẾT: I. SÓNG CƠ VÀ SỰ TRUYỀN SÓNG CƠ : 1.Sóng cơ- Định nghĩa- phân loại + Sóng cơ là những dao động lan truyền trong môi trường . + Khi sóng cơ truyền đi chỉ có pha dao động của các phần tử vật chất lan truyền còn các phần tử vật chất thì dao động xung quanh vị trí cân bằng cố định. + Sóng ngang là sóng trong đó các phần tử của môi trường dao động theo phương vuông góc với phương truyền sóng. Ví dụ: sóng trên mặt nước, sóng trên sợi dây cao su. + Sóng dọc là sóng trong đó các phần tử của môi trường dao động theo phương trùng với phương truyền sóng. Ví dụ: sóng âm, sóng trên một lò xo. 2.Các đặc trưng của một sóng hình sin + Biên độ của sóng A: là biên độ dao động của một phần tử của môi trường có sóng truyền qua. + Chu kỳ sóng T: là chu kỳ dao động của một phần tử của môi trường sóng truyền qua. + Tần số f: là đại lượng nghịch đảo của chu kỳ sóng : f = T 1 + Tốc độ truyền sóng v : là tốc độ lan truyền dao động trong môi trường . + Bước sóng λ: là quảng đường mà sóng truyền được trong một chu kỳ. λ = vT = f v . +Bước sóng λ cũng là khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên phương truyền sóng dao động cùng pha. +Khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên phương truyền sóng mà dao động ngược pha là λ 2 . +Khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên phương truyền sóng mà dao động vuông pha là λ 4 . +Khoảng cách giữa hai điểm bất kỳ trên phương truyền sóng mà dao động cùng pha là: kλ. +Khoảng cách giữa hai điểm bất kỳ trên phương truyền sóng mà dao động ngược pha là: (2k+1) λ 2 . +Lưu ý: Giữa n đỉnh (ngọn) sóng có (n - 1) bước sóng. Luyện giải bài tập vật lý 12 – Sóng cơ và sóng âm. Trương Văn Thanh Trường THPT Trần Quốc Tuấn – Quảng Yên – Quảng Ninh. ĐT: 0974.810.957 2 3. Phương trình sóng: a. Tại nguồn O: u O =A o cos(ωt) b. Tại M trên phương truyền sóng: u M =A M cosω(t- ∆t) Nếu bỏ qua mất mát năng lượng trong quá trình truyền sóng thì biên độ sóng tại O và M bằng nhau: A o = A M = A. Thì: u M =Acosω(t - v x ) =Acos 2π( λ x T t − ) Với t ≥x/v c. Tổng quát: Tại điểm O: u O = Acos(ωt + ϕ). d. Tại điểm M cách O một đoạn x trên phương truyền sóng. * Sóng truyền theo chiều dương của trục Ox thì: u M = A M cos(ωt + ϕ - x v ω ) = A M cos(ωt + ϕ - 2 x π λ ) t ≥ x/v * Sóng truyền theo chiều âm của trục Ox thì: u M = A M cos(ωt + ϕ + x v ω ) = A M cos(ωt + ϕ + 2 x π λ ) -Tại một điểm M xác định trong môi trường sóng: x =const; u M là hàm điều hòa theo t với chu kỳ T. -Tại một thời điểm xác định t= const ; u M là hàm biến thiên điều hòa theo không gian x với chu kỳ λ. e. Độ lệch pha giữa hai điểm cách nguồn một khoảng x M , x N: 2 N M N M MN x x x x v ϕ ω π λ − − ∆ = = +Nếu 2 điểm M và N dao động cùng pha thì: 2 2 2 N M MN N M x x k k x x k ϕ π π π λ λ − ∆ = <=> = <=> − = . ( k ∈ Z ) +Nếu 2 điểm M và N dao động ngược pha thì: (2 1) 2 (2 1) (2 1) 2 N M MN N M x x k k x x k λ ϕ π π π λ − ∆ = + <=> = + <=> − = + . ( k ∈ Z ) +Nếu 2 điểm M và N dao động vuông pha thì: (2 1) 2 (2 1) (2 1) 2 2 4 N M MN N M x x k k x x k π π λ ϕ π λ − ∆ = + <=> = + <=> − = + . ( k ∈ Z ) -Nếu 2 điểm M và N nằm trên một phương truyền sóng và cách nhau một khoảng x O M x v sóng u x Luyện giải bài tập vật lý 12 – Sóng cơ và sóng âm. Trương Văn Thanh Trường THPT Trần Quốc Tuấn – Quảng Yên – Quảng Ninh. ĐT: 0974.810.957 3 thì: 2 x x v ϕ ω π λ ∆ = = (Nếu 2 điểm M và N trên phương truyền sóng và cách nhau một khoảng d thì : ∆ϕ = 2πd λ ) - Vậy 2 điểm M và N trên phương truyền sóng sẽ: + dao động cùng pha khi: d = kλ + dao động ngược pha khi:d = (2k + 1) λ 2 + dao động vuông pha khi: d = (2k + 1) λ 4 với k = 0, ±1, ±2 Lưu ý: Đơn vị của x, x 1 , x 2 ,d, λ và v phải tương ứng với nhau. f. Trong hiện tượng truyền sóng trên sợi dây, dây được kích thích dao động bởi nam châm điện với tần số dòng điện là f thì tần số dao động của dây là 2f. II. GIAO THOA SÓNG 1. Điều kiện để có giao thoa: Hai sóng là hai sóng kết hợp tức là hai sóng cùng tần số và có độ lệch pha không đổi theo thời gian (hoặc hai sóng cùng pha). 2. Lý thuyết giao thoa: Giao thoa của hai sóng phát ra từ hai nguồn sóng kết hợp S 1 , S 2 cách nhau một khoảng l: +Phương trình sóng tại 2 nguồn :(Điểm M cách hai nguồn lần lượt d 1 , d 2 ) 1 1 Acos(2 ) u ft π ϕ = + và 2 2 Acos(2 ) u ft π ϕ = + +Phương trình sóng tại M do hai sóng từ hai nguồn truyền tới: 1 1 1 Acos(2 2 ) M d u ft π π ϕ λ = − + và 2 2 2 Acos(2 2 ) M d u ft π π ϕ λ = − + +Phương trình giao thoa sóng tại M: u M = u 1M + u 2M 1 2 1 2 1 2 2 os os 2 2 2 M d d d d u Ac c ft ϕ ϕ ϕ π π π λ λ − + + ∆ = + − + +Biên độ dao động tại M: 1 2 2 os 2 M d d A A c ϕ π λ − ∆ = + với 2 1 ∆ = − ϕ ϕ ϕ 2.1.Tìm số điểm dao động cực đại, số điểm dao động cực tiểu giữa hai nguồn: Cách 1 : * Số cực đại: (k Z) 2 2 ∆ ∆ − + < < + + ∈ l l k ϕ ϕ λ π λ π * Số cực tiểu: ( 1 1 2 2 2 2 k Z) ∆ ∆ − − + < <+ − ∈ + l l k ϕ ϕ λ π λ π M S 1 S 2 d 1 d 2 O N M x d 1 d 2 d Luyện giải bài tập vật lý 12 – Sóng cơ và sóng âm. Trương Văn Thanh Trường THPT Trần Quốc Tuấn – Quảng Yên – Quảng Ninh. ĐT: 0974.810.957 4 Cách 2: Ta lấy: S 1 S 2 /λ = n, p (n nguyên dương, p phần thập phân sau dấu phảy) Số cực đại luôn là: 2n +1( chỉ đối với hai nguồn cùng pha) Số cực tiểu là:+Trường hợp 1: Nếu p<5 thì số cực tiểu là 2n. +Trường hợp 2: Nếu p ≥ 5 thì số cức tiểu là 2n+2. Nếu hai nguồn dao động ngược pha thì làm ngược lại. 2.2. Hai nguồn dao động cùng pha ( 1 2 0 ϕ ϕ ϕ ∆ = − = hoặc 2k π ) + Độ lệch pha của hai sóng thành phần tại M: ( ) 12 2 dd −=∆ λ π ϕ + Biên độ sóng tổng hợp: A M =2.A. ( ) 12 cos dd −⋅ λ π A max = 2.A khi:+ Hai sóng thành phần tại M cùng pha ↔ ∆ϕ=2.k.π (k∈Z) + Hiệu đường đi d = d 2 – d 1 = k.λ A min = 0 khi: + Hai sóng thành phần tại M ngược pha nhau ↔ ∆ϕ=(2.k+1)π (k∈Z) + Hiệu đường đi d=d 2 – d 1 =(k + 2 1 ).λ + Để xác định điểm M dao động với A max hay A min ta xét tỉ số λ 12 dd − -Nếu = − λ 12 dd k = số nguyên thì M dao động với A max và M nằm trên cực đại giao thoa thứ k - Nếu = − λ 12 dd k + 2 1 thì tại M là cực tiểu giao thoa thứ (k+1) + Khoảng cách giữa hai đỉnh liên tiếp của hai hypecbol cùng loại (giữa hai cực đại (hai cực tiểu) giao thoa): λ/2. + Số đường dao động với A max và A min : Số đường dao động với A max (luôn là số lẻ) là số giá trị của k thỏa mãn điều kiện (không tính hai nguồn): * Số Cực đại: l l k λ λ − < < và k∈Z. Vị trí của các điểm cực đại giao thoa xác định bởi: 2 2 . 1 AB kd += λ (thay các giá trị tìm được của k vào) Số đường dao động với A min (luôn là số chẵn) là số giá trị của k thỏa mãn điều kiện (không tính hai nguồn): * Số Cực tiểu: 1 1 2 2 l l k λ λ − − < < − và k∈ Z. Hay 0, 5 (k Z) − < + < + ∈ l l k λ λ Vị trí của các điểm cực tiểu giao thoa xác định bởi: 4 2 2 . 1 λ λ ++= AB kd (thay các giá trị của k vào). A B k=1 k=2 k= -1 k= - 2 k=0 k=0 k=1 k= -1 k= - 2 M d 1 d 2 S 1 S 2 k = 0 -1 -2 1 Hình ảnh giao thoa sóng 2 Luyện giải bài tập vật lý 12 – Sóng cơ và sóng âm. Trương Văn Thanh Trường THPT Trần Quốc Tuấn – Quảng Yên – Quảng Ninh. ĐT: 0974.810.957 5 → Số cực đại giao thoa bằng số cực tiểu giao thoa + 1. 2.3. Hai nguồn dao động ngược pha :( 1 2 ϕ ϕ ϕ π ∆ = − = ) * Điểm dao động cực đại: d 1 – d 2 = (2k+1) 2 λ (k∈Z) Số đường hoặc số điểm dao động cực đại (không tính hai nguồn): 1 1 2 2 l l k λ λ − − < < − Hay 0, 5 (k Z) − < + < + ∈ l l k λ λ * Điểm dao động cực tiểu (không dao động):d 1 – d 2 = kλ (k∈Z) Số đường hoặc số điểm dao động cực tiểu (không tính hai nguồn): (k Z) − < < + ∈ l l k λ λ 2.4. Hai nguồn dao động vuông pha: ∆ϕ =(2k+1) π /2 ( Số Cực đại= Số Cực tiểu) + Phương trình hai nguồn kết hợp: tAu A .cos. ω = ; π ω = + . co s( . ) 2 B u A t . + Phương trình sóng tổng hợp tại M: ( ) ( ) 2 1 1 2 2. .cos cos . 4 4 u A d d t d d π π π π ω λ λ = − − − + + + Độ lệch pha của hai sóng thành phần tại M: ( ) 2 1 2 2 d d π π φ λ ∆ = − − + Biên độ sóng tổng hợp: A M = ( ) π π λ = − − 2 1 2. . cos 4 u A d d * Số Cực đại: 1 1 (k Z) 4 4 − + < < + + ∈ l l k λ λ * Số Cực tiểu: 1 1 (k Z) 4 4 − − < < + − ∈ l l k λ λ Hay 0, 25 (k Z) − < + < + ∈ l l k λ λ Nhận xét: số điểm cực đại và cực tiểu trên đoạn AB là bằng nhau nên có thể dùng 1 công thức là đủ => Số giá trị nguyên của k thoả mãn các biểu thức trên là số đường cần tìm. 2.5.Tìm số điểm dao động cực đại, dao động cực tiểu giữa hai điểm M N: Các công thức tổng quát : a. Độ lệch pha của hai sóng từ hai nguồn đến M là: 2 1 1 2 2 ( ) ∆ = − = − + ∆ π ϕ ϕ ϕ ϕ λ M M M d d (1) với 2 1 ∆ = − ϕ ϕ ϕ b. Hiệu đường đi của sóng từ hai nguồn đến M là: 1 2 ( ) ( ) 2 − = ∆ − ∆ λ ϕ ϕ π M d d (2) - Chú ý: + 2 1 ∆ = − ϕ ϕ ϕ là độ lệch pha của hai sóng thành phần của nguồn 2 so với nguồn 1 + 2 1 ∆ = − ϕ ϕ ϕ M M M là độ lệch pha của hai sóng thành phần tại M của nguồn 2 so với M S 1 S 2 d 1 M d 2 N C d 1 N d 2 Luyện giải bài tập vật lý 12 – Sóng cơ và sóng âm. Trương Văn Thanh Trường THPT Trần Quốc Tuấn – Quảng Yên – Quảng Ninh. ĐT: 0974.810.957 6 nguồn 1 do sóng từ nguồn 2 và nguồn 1 truyền đến c. Số điểm (đường) dao động cực đại, cực tiểu giữa hai điểm M, N thỏa mãn : ∆d M ≤ 1 2 ( ) ( ) 2 − = ∆ −∆ λ ϕ ϕ π M d d ≤ ∆d N (3) ( Hai điểm M, N cách hai nguồn lần lượt là d 1M , d 2M , d 1N , d 2N . ) Ta đặt ∆d M = d 1M - d 2M ; ∆d N = d 1N - d 2N , giả sử: ∆d M < ∆d N Với số giá trị nguyên của k thỏa mãn biểu thức trên là số điểm (đường) cần tìm giữa hai điểm M và N. Chú ý: Trong công thức (3) Nếu M hoặc N trùng với nguồn thì không dùng dấu BẰNG (chỉ dùng dấu < ) Vì nguồn là điểm đặc biệt không phải là điểm cực đại hoặc cực tiểu! d.Tìm số đường dao động cực đại và không dao động giữa hai điểm M, N bất kỳ Hai điểm M, N cách hai nguồn lần lượt là d 1M , d 2M , d 1N , d 2N . Đặt ∆d M = d 1M - d 2M ; ∆d N = d 1N - d 2N và giả sử ∆d M < ∆d N . + Hai nguồn dao động cùng pha: * Cực đại: ∆d M < kλ < ∆d N * Cực tiểu: ∆d M < (k+0,5)λ < ∆d N + Hai nguồn dao động ngược pha: * Cực đại: ∆d M < (k+0,5)λ < ∆d N * Cực tiểu: ∆d M < kλ < ∆d N Số giá trị nguyên của k thoả mãn các biểu thức trên là số đường cần tìm. III. SÓNG DỪNG - Định Nghĩa: Sóng dừng là sóng có các nút(điểm luôn đứng yên) và các bụng (biên độ dao động cực đại) cố định trong không gian - Nguyên nhân: Sóng dừng là kết quả của sự giao thoa giữa sóng tới và sóng phản xạ, khi sóng tới và sóng phản xạ truyền theo cùng một phương. 1. Một số chú ý * Đầu cố định hoặc đầu dao động nhỏ là nút sóng. Đầu tự do là bụng sóng * Hai điểm đối xứng với nhau qua nút sóng luôn dao động ngược pha. * Hai điểm đối xứng với nhau qua bụng sóng luôn dao động cùng pha. * Các điểm trên dây đều dao động với biên độ không đổi ⇒ năng lượng không truyền đi * Bề rông 1 bụng là 4A, A là biên độ sóng tới hoặc sóng phản xạ. * Khoảng thời gian giữa hai lần sợi dây căng ngang (các phần tử đi qua VTCB) là nửa chu kỳ. 2. Điều kiện để có sóng dừng trên sợi dây dài l: * Hai đầu là nút sóng: * ( ) 2 l k k N λ = ∈ Số bụng sóng = số bó sóng = k ; Số nút sóng = k + 1 Một đầu là nút sóng còn một đầu là bụng sóng: (2 1) ( ) 4 l k k N λ = + ∈ Số bó (bụng) sóng nguyên = k; Số bụng sóng = số nút sóng = k + 1 2 λ 2 λ k 2 λ Q P Luyện giải bài tập vật lý 12 – Sóng cơ và sóng âm. Trương Văn Thanh Trường THPT Trần Quốc Tuấn – Quảng Yên – Quảng Ninh. ĐT: 0974.810.957 7 3 Đặc điểm của sóng dừng: -Khoảng cách giữa 2 nút hoặc 2 bụng liền kề là 2 λ . -Khoảng cách giữa nút và bụng liền kề là 4 λ . -Khoảng cách giữa hai nút (bụng, múi) sóng bất kỳ là : k. 2 λ -Tốc độ truyền sóng: v = λf = T λ . 4. Phương trình sóng dừng trên sợi dây (đầu P cố định hoặc dao động nhỏ là nút sóng) * Đầu Q cố định (nút sóng): Phương trình sóng tới và sóng phản xạ tại Q: os2 B u Ac ft π = và ' os2 os(2 ) B u Ac ft Ac ft π π π = − = − Phương trình sóng tới và sóng phản xạ tại M cách Q một khoảng d là: os(2 2 ) M d u Ac ft π π λ = + và ' os(2 2 ) M d u Ac ft π π π λ = − − Phương trình sóng dừng tại M: ' M M M u u u = + 2 os(2 ) os(2 ) 2 sin(2 ) os(2 ) 2 2 2 M d d u Ac c ft A c ft π π π π π π π λ λ = + − = + Biên độ dao động của phần tử tại M: 2 os(2 ) 2 sin(2 ) 2 M d d A A c A π π π λ λ = + = * Đầu Q tự do (bụng sóng): Phương trình sóng tới và sóng phản xạ tại Q: ' os2 B B u u Ac ft π = = Phương trình sóng tới và sóng phản xạ tại M cách Q một khoảng d là: os(2 2 ) M d u Ac ft π π λ = + và ' os(2 2 ) M d u Ac ft π π λ = − Phương trình sóng dừng tại M: ' M M M u u u = + ; 2 os(2 ) os(2 ) M d u Ac c ft π π λ = Biên độ dao động của phần tử tại M: 2 cos(2 ) M d A A π λ = Lưu ý: * Với x là khoảng cách từ M đến đầu nút sóng thì biên độ: 2 sin(2 ) M x A A π λ = * Với x là khoảng cách từ M đến đầu bụng sóng thì biên độ: 2 cos(2 ) M x A A π λ = IV. SÓNG ÂM 1. Sóng âm: Sóng âm là những sóng cơ truyền trong môi trường khí, lỏng, rắn.Tần số của sóng âm là tần số âm. +Âm nghe được có tần số từ 16Hz đến 20000Hz và gây ra cảm giác âm trong tai con người. +Hạ âm : Những sóng cơ học tần số nhỏ hơn 16Hz gọi là sóng hạ âm, tai người không nghe được +siêu âm :Những sóng cơ học tần số lớn hơn 20000Hz gọi là sóng siêu âm , tai người không nghe được. 4 λ 2 λ 2 λ k 2 λ Q P Luyện giải bài tập vật lý 12 – Sóng cơ và sóng âm. Trương Văn Thanh Trường THPT Trần Quốc Tuấn – Quảng Yên – Quảng Ninh. ĐT: 0974.810.957 8 2. Các đặc tính vật lý của âm a.Tần số âm: Tần số của của sóng âm cũng là tần số âm . b.+ Cường độ âm: W P I= = tS S Cường độ âm tại 1 điểm cách nguồn một đoạn R: 2 P I= 4 R π Với W (J), P (W) là năng lượng, công suất phát âm của nguồn.S (m 2 ) là diện tích mặt vuông góc với phương truyền âm (với sóng cầu thì S là diện tích mặt cầu S=4πR 2 ) + Mức cường độ âm: 0 I L (B ) = lg I => 0 I 1 0 I L = Hoặc 0 I L(dB) =10.lg I => 2 1 2 1 2 2 2 1 0 0 1 1 I I I I L - L = lg lg lg 10 I I I I L L − − = <=> = Với I 0 = 10 -12 W/m 2 gọi là cường độ âm chuẩn ở f = 1000Hz Đơn vị của mức cường độ âm là Ben (B), thường dùng đềxiben (dB): 1B = 10dB. c.Âm cơ bản và hoạ âm : Sóng âm do một nhạc cụ phát ra là tổng hợp của nhiều sóng âm phát ra cùng một lúc. Các sóng này có tần số là f, 2f, 3f, ….Âm có tần số f là hoạ âm cơ bản, các âm có tần số 2f, 3f, … là các hoạ âm thứ 2, thứ 3, …. Tập hợp các hoạ âm tạo thành phổ của nhạc âm nói trên -Đồ thị dao động âm : của cùng một nhạc âm do các nhạc cụ khác nhau phát ra thì hoàn toàn khác nhau. 3. Các nguồn âm thường gặp: +Dây đàn: Tần số do đàn phát ra (hai đầu dây cố định ⇒ hai đầu là nút sóng) ( k N*) 2 v f k l = ∈ . Ứng với k = 1 ⇒ âm phát ra âm cơ bản có tần số 1 2 v f l = k = 2,3,4… có các hoạ âm bậc 2 (tần số 2f 1 ), bậc 3 (tần số 3f 1 )… +Ống sáo: Tần số do ống sáo phát ra (một đầu bịt kín (nút sóng), một đầu để hở (bụng sóng) ⇒ ( một đầu là nút sóng, một đầu là bụng sóng) (2 1) ( k N) 4 v f k l = + ∈ . Ứng với k = 0 ⇒ âm phát ra âm cơ bản có tần số 1 4 v f l = k = 1,2,3… có các hoạ âm bậc 3 (tần số 3f 1 ), bậc 5 (tần số 5f 1 )… B. CÁC DẠNG BÀI TẬP Bài 1: SÓNG CƠ VÀ SỰ TRUYỀN SÓNG CƠ Dạng 1: Truyền sóng a. Khoảng cách giữa các điểm dao động cùng pha, ngược pha +Bước sóng λ cũng là khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên phương truyền sóng dao động cùng pha. +Khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên phương truyền sóng mà dao động ngược pha là λ 2 . +Khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên phương truyền sóng mà dao động vuông pha là λ 4 . +Khoảng cách giữa hai điểm bất kỳ trên phương truyền sóng mà dao động cùng pha là: k λ . +Khoảng cách giữa hai điểm bất kỳ trên phương truyền sóng mà dao động ngược pha là: Luyện giải bài tập vật lý 12 – Sóng cơ và sóng âm. Trương Văn Thanh Trường THPT Trần Quốc Tuấn – Quảng Yên – Quảng Ninh. ĐT: 0974.810.957 9 (2k+1) λ 2 . +Lưu ý: Giữa n đỉnh (ngọn) sóng có (n - 1) bước sóng. Câu 1: Trong một môi trường đàn hồi có một sóng cơ có tần số 10 Hz, tốc độ truyền sóng là 40 cm/s. Hai điểm M và N trên phương truyền sóng dao động cùng pha nhau, giữa chúng chỉ có hai điểm khác dao động ngược pha với M. Khoảng cách MN là A. 8,75 cm B. 10,50 cm C. 8,00 cm D. 12,25 cm Hướng dẫn 40 4 cm/s 10 v f λ = = = . Giữa hai điểm M, N dao động cùng pha nhau chỉ có 2 điểm dao động ngược pha với M nên MN = 2.λ = 8 cm Câu 2: Một sóng âm có tần số 850 Hz truyền trong không khí. Hai điểm trên phương truyền âm dao động ngược pha, cách nhau 0,6 m và giữa chúng chỉ có một điểm dao động cùng pha với một trong hai điểm nói trên thì tốc độ truyền âm trong không khí là A. 204 m/s B. 255 m/s C. 340 m/s D. 1020 m/s Hướng dẫn Giữa hai điểm dao động ngược pha chỉ có một điểm dao động cùng pha với một trong hai điểm đó => khoảng cách giữa hai điểm đó là 1,5.λ => 1,5.λ = 0,6 => λ = 0,4 (m) => v = λ.f = 0,4.850 = 340 m/s. Câu 3: Trong môi trường đàn hồi có một sóng cơ có tần số 10 Hz, tốc độ truyền sóng là 40 cm/s. Hai điểm M và N trên phương truyền sóng dao động cùng pha nhau, giữa chúng có hai điểm E và F. Biết rằng, khi E và F có tốc độ dao động cực đại thì tại M tốc đọ dao động cực tiểu. Khoảng cách MN là A. 4,0 cm B. 6,0 cm C. 8,0 cm D. 4,5 cm Hướng dẫn Khi E hoặc F có tốc độ cực đại thì M có tốc độ cực tiểu => E và F đi qua VTCB, M và N cùng pha nhau và E; F thuộc MN => MN = λ = v/f = 4 cm b. Lan truyền sóng Câu 4: Một sóng cơ học ngang lan truyền trên sợi dây đàn hồi rất dài với tốc độ 40 cm/s. Khoảng cách hai điểm gần nhất trên dây dao động cùng pha là 10 cm. Khoảng thời gian hai lần liên tiếp sợi dây duỗi thẳng là A. 4 s B. 0,0625 s C. 0,25 s D. 0,125 s Hướng dẫn 10 1 0,25 s 40 4 T v λ = = = = => khoảng thời gian hai lần liên tiếp sợi dây duỗi thẳng là 0,125 s 2 T = Câu 5: Một sóng cơ học có tần số 50 Hz truyền qua hai điểm M và N trên phương truyền sóng cách nhau gần nhất 0,45 m sao cho khi M qua vị trí cân bằng thì N có vận tốc dao động bằng 0. Tốc độ truyền sóng là A. 90 m/s B. 45 m/s C. 22,5 m/s D. 6 m/s Hướng dẫn Khi M qua VTCB ( v Mmax ) thì N có tốc độ dao động bằng 0 ( vị trí biên) => khoảng cách MN = λ/4 => λ = 4.MN = 1,8 (m) => v = λ.f = 1,8.50 = 90 m/s. + Chú ý: Nếu đề bài cho khoảng cách giữa hai điểm M và N dao động trên phương truyền sóng và yêu cầu ta tìm số điểm dao động với vận tốc cực đại trong khoảng M; N thì ta làm theo cách Luyện giải bài tập vật lý 12 – Sóng cơ và sóng âm. Trương Văn Thanh Trường THPT Trần Quốc Tuấn – Quảng Yên – Quảng Ninh. ĐT: 0974.810.957 10 sau: - Nếu M và N dao động cùng pha: Số điểm có V max = 2. số bước sóng - Nếu M và N dao động ngược pha: Số điểm có V max = số lần (λ/2) Câu 6: Một sóng cơ học lan truyền trên sợi dây đàn hồi rất dài với tốc độ 40 cm/s, tần số 50 Hz. Người ta quan sát thấy có 3 đỉnh sóng và 2 hõm sóng ứng với đoạn MN trên phương truyền sóng. Số điểm có tốc độ dao động cực đại trong khoảng MN là A. 2 B. 3 C. 4 D. 5 Hướng dẫn 3 đỉnh sóng và 2 hõm sóng ứng với đoạn MN => M,N dao động cùng pha nhau => MN = 2.λ => số điểm có tốc độ cực đại trong khoảng MN là: 2.2 = 4 điểm. Câu 7: Một sóng cơ học lan truyền trên sợi dây đàn hồi rất dài với tốc độ 40 cm/s, tần số 50 Hz. Hai điểm M và N trên phương truyền sóng cách nhau 2,8 cm. Số điểm có tốc độ dao động cực đại trong khoảng MN là A. 3 B. 4 C. 5 D. 7 Hướng dẫn 3 3 max 8.10 m 4.10 m = 0,4 cm. 2 MN = 2,8 cm = 7.0,4 = 7. , N ng−îc pha nh au nªn:Sè ®iÓm cã v sè lÇn 7 2 2 v f M λ λ λ λ − − = = ⇒ = ⇒ = = + Chú ý: Nếu đề bài cho khoảng cách giữa hai điểm M và N dao động trên phương truyền sóng và yêu cầu ta tìm số điểm dao động với vận tốc cực tiểu trong khoảng M, N thì ta làm như sau: - Nếu M cùng pha với N: Số điểm V min = ( 2n + 3) => ứng với ( n + 1).λ ( n nguyên dương) - Nếu M và N ngược pha nhau: Số điểm V min = 2.k => ứng với ( ) * 2 1 . ; k = 1+n ; n N; k N 2 n λ + ∈ ∈ Câu 8: Một sóng cơ học ngang lan truyền trên sợi dây đàn hồi rất dài với tốc độ 40 cm/s, tần số 50 Hz. Hai điểm M và N trên phương truyền sóng cách nhau 2,4 cm. Số điểm dao động với tốc độ cực tiểu trong khoảng MN là A. 4 B. 6 C. 7 D. 2 Hướng dẫn ( ) ( ) ( ) ( ) 3 min min 8.10 m = 0,8 cm MN = 2, 4 = 3. 0,8 = 3. Ta cã: Sè ®iÓm v 2 3 øng víi 1 2 1 2 Sè ®iÓm v 2.2 3 7 v f n n n λ λ λ λ − = = ⇒ = + ⇒ + = + ⇒ = ⇒ = + = Câu 9: Một sóng cơ học ngang lan truyền trên sợi dây đàn hồi rất dài với tốc độ 40 cm/s, tần số 50 Hz. Hai điểm M và N trên phương truyền sóng cách nhau 2,8 cm. Số điểm dao động với tốc độ cực tiểu trong khoảng MN là A. 5 B. 6 C. 7 D. 8 Hướng dẫn [...]...Luyn gii bi tp vt lý 12 Súng c v súng õm = Trng Vn Thanh v = 8.103 m = 0,8 cm = 0,4 cm 2 f MN = 2,8 = 7.0,4 = 7 2 = ( 2.3 + 1) 2 M; N ngợc pha nhau Ta có: Số điểm v min 2.k ứng với ( 2 n + 1) ; k = 1 + n 2 n =... súng trờn mt nc l A 25 cm/s B 50 cm/s C 100 cm/s D 150 cm/s Hng dn S 3 = = 0,5 cm = n 1 7 1 v = f = 0,5.100 = 50 cm/s Trng THPT Trn Quc Tun Qung Yờn Qung Ninh T: 0974.810.957 11 Luyn gii bi tp vt lý 12 Súng c v súng õm Trng Vn Thanh d Quóng ng truyn súng Cõu 14: Mt ngun phỏt súng dao ng theo phng trỡnh u = asin20t cm, vi t tớnh bng giõy Trong khong thi gian 2 giõy, súng ny truyn i c quóng ng bng... xuụi chiu thỡ tn s va chm l 2 Hz Bit tc ca súng bộ hn tc ca thuyn Tc ca súng l A 6 m/s B 4 m/s C 2 m/s D 5 m/s Hng dn 12 Trng THPT Trn Quc Tun Qung Yờn Qung Ninh T: 0974.810.957 Luyn gii bi tp vt lý 12 Súng c v súng õm Trng Vn Thanh S 4 = = 2 cm n 1 3 1 vs + vt vs + vt fn = 4 = 2 vs = 2 m/s v t = 6 m/s f = vs vt 2 = vt vs x 2 = g Hin tng trựng lp t Tc = T n Hiện tợng trùng... súng ú l A 1,0 m/s B 2,0 m/s C 1,5 m/s D 6,0 m/s Hng dn = 2 d = 3 1 2 = = 3 m v = .f = = 3 4 = 6 m/s 3 2 2 2 Trng THPT Trn Quc Tun Qung Yờn Qung Ninh T: 0974.810.957 13 Luyn gii bi tp vt lý 12 Súng c v súng õm Trng Vn Thanh Cõu 24: Mt ngun súng dao ng ti O theo phng trỡnh u = 3.cost, u tớnh bng cm, t tớnh bng giõy Khong cỏch gia hai im gn nhau nht trờn cựng mt phng truyn súng dao ng lch... 14 2 d = ( n + 0,5) 0,4 2 d f = ( n + 0,5) f = v 2.1,2 1 6 6 = ; mà 3 T 10 0,1 n 1,5 n = 1 T = = 4s f n + 0,5 1,5 Trng THPT Trn Quc Tun Qung Yờn Qung Ninh T: 0974.810.957 Luyn gii bi tp vt lý 12 Súng c v súng õm Trng Vn Thanh Dng 3: Phng trỡnh súng a.Ti ngun O: uO =Aocos(t) b.Ti M trờn phng truyn súng: uM=AMcos(t- t) Nu b qua mt mỏt nng lng trong quỏ trỡnh truyn súng thỡ biờn súng ti O... 2/3) cm C uM = 5.cos( 6t /6) cm Hng dn 2 =2 m 6 2 d 2 uO = 5cos 6 t + + = 5cos 6 t + 6 3 = v.T = v 2 = 6 Trng THPT Trn Quc Tun Qung Yờn Qung Ninh T: 0974.810.957 15 Luyn gii bi tp vt lý 12 Súng c v súng õm Trng Vn Thanh b Cho phng trỡnh súng Cõu 30: Súng truyn vi tc 5 m/s gia hai im O v M nm trờn cựng mt phng truyn súng Bit phng trỡnh súng ti O l: u = 5cos( 5t /6) cm v phng trỡnh... Ti thi im t1 li ca M l 3 cm thỡ li ti im M sau thi im t1 mt khong 1/6 giõy ch cú th l giỏ tr no trong cỏc giỏ tr sau: 16 Trng THPT Trn Quc Tun Qung Yờn Qung Ninh T: 0974.810.957 Luyn gii bi tp vt lý 12 Súng c v súng õm A 2,5 cm B 3 cm C 2 cm Hng dn Trng Vn Thanh D 3 cm 3 2 3 1 ut1 = 2 cos ( t1 + ) ; cos ( t1 + ) = 1 = 4 2 1 u( t 1+1/6 ) = 2sin t1 + + = 2sin t1 + + 6 6 ... O cú li 5 cm thỡ li ti M l A 5 cm B 2,5 cm C + 5 cm D + 2,5 cm Hng dn Ta cú: 2 d = 2 d f d. 0,25.100 = = = 5 v v 5 Trng THPT Trn Quc Tun Qung Yờn Qung Ninh T: 0974.810.957 17 Luyn gii bi tp vt lý 12 Súng c v súng õm Vit li phng trỡnh Trng Vn Thanh u0 = A cos 100 t = 5 cm u M = A cos 100 t 5 = 5 cm 2 2 + Vn tc dao ng ti hai im uM = a cos t vM = u = a.sin t M 2 d 2 d ... thỡ phn t vt cht ti N cú: A li 23 cm v ang gim B li 2 cm v ang tng C li 23 cm v ang tng D li - 23 cm v ang tng Hng dn 18 Trng THPT Trn Quc Tun Qung Yờn Qung Ninh T: 0974.810.957 Luyn gii bi tp vt lý 12 Súng c v súng õm Trng Vn Thanh = 2 f = 2 2 = 4 rad/s 2 d 2 2 = 8 =2 Ta cú: uM = a cos t = 2 cos t = 0,5 t = + k.2 3 vM = u = a sin t > 0 M 2 d uN = a cos t = 2 3 cm =... /2) cm Mt im M cỏch ngun O bng 1/6 bc súng thi im t = 0,5/ cú li 3 cm Biờn súng A l A 3 cm B 23 cm C 2 cm D 4 cm Hng dn Trng THPT Trn Quc Tun Qung Yờn Qung Ninh T: 0974.810.957 19 Luyn gii bi tp vt lý 12 Súng c v súng õm 2 d 0,5 5 uM = A cos t uM (0,5 / ) = A cos 2 6 Trng Vn Thanh = 3 cm A = 2 3 cm + Da vo phng trỡnh súng xỏc nh cỏc i lng = ? f = ? 2 u = a cos t x