Bài giảng lý 12 - SÓNG CƠ HỌC pot

SÓNG CƠ HỌC

I / MỤC TIÊU :
 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.
II / CHUẨN BỊ :
 Chậu nước có đường kính 50cm.
 Lò xo để làm TN sóng ngang và sóng dọc.
 Hình vẽ phóng to các phần tử của sóng ngang ở các thời điểm khác
nhau.





III / GỢI Ý VỀ TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY  HỌC :

Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên
Hoạt động 1 :
HS : Trên mặt nước xuất hiện những
vòng tròn đồng tâm lồi. Lõm xen kẽ
lan rộng dần tạo thành sóng nước.

HS : Khi cột A dao động lên, xuống,
dao động đó được truyền cho các
phần tử nước từ gần ra xa.
HS : Hình sin .

HS : Dao động lên xuống tại chổ, còn
các đỉnh sóng chuyển động theo
phương nằm ngang ngày càng ra xa
tâm dao động.
Hoạt động 2 :
HS : Quan sát và nêu nhận xét.
HS : Sóng ngang : là sóng mà các
phần tử của sóng dao động theo

GV : Ném một viên đá xuống mặt
nước.

GV : Quan sát và nêu nhận xét.

GV : Tạo sóng nước trong một thiết
bị bằng kính, hình hộp chữ nhật.

GV : Mặt cắt của nước có dạng hình
gì ?

GV : Các hạt mạt cưa nổi trên mặt
nước dao động như thế nào ?

GV : GV biểu diễn TN sóg trên mặt
nước.
phương vuông góc với phương truyền
sóng.


HS : Quan sát và nêu nhận xét.

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

Hoạt động 3 :
HS : 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.

HS : Mặt nước, sợi dây đàn hồi, tấm
kim loại mỏng.

HS : Không khí, chất lỏng, dây lò xo
GV : Hãy nêu nhận xét chuyển động
của mỗi phần tử của môi trường ?
GV : Hãy nêu nhận xét chuyển động
lan truyền của sóng.

GV : GV biểu diễn TN sóng trên
dây lò xo
GV : Hãy nêu nhận xét chuyển động
của mỗi phần tử của môi trường ?
GV : Hãy nêu nhận xét chuyển động
lan truyền của sóng.

GV : Cho học sinh quan sát mô hình
biểu diễn vị trí của các phần tử của
sóng ngang ở những thời điểm liên

tiếp.
GV : Nêu nhận xét.

GV : Khi nào một môi trường
truyền sóng ngang ? Cho ví dụ ?
bị nén dãn.
Hoạt động 4 :
HS : Nêu định nghĩa chu kỳ và tần
số.
HS : Nêu định nghĩa biên độ.

HS : Bước sóng là khoảng cách giữa
hai điểm gần nhau nhất trên phương
truyền sóng có dao động cùng pha.

HS : Hay bước sóng là quảng đường
sóng truyền được trong một chu kỳ.




HS : v =
.
f
T
l
l
=

 Vận tốc truyền sóng là vận tốc

truyền pha dao động.

GV : Khi nào một môi trường
truyền sóng dọc ? Cho ví dụ ?

GV : Chu kỳ sóng là gì ?
GV : Tần số sóng là gì ?
GV : Biên độ sóng là gì ?
GV : Phân tích hình vẽ 21.4 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.
GV : Tất cả những điểm cách nhau
một bước sóng đều cách vị trí cân
bằng một khoảng bằng nhau (Cùng
li độ) và chuyển động về cùng một
phía, nghĩa là dao động cùng pha.
Nêu định nghĩa.

GV : Cần nhấn mạnh ( dựa trên
 Trong khi sóng truyền đi, các
phần tử của sóng vẫn dao động
tại chỗ.
Hoạt động 5 :
HS : u
0
( t ) = A sin
T


2
t
HS : u
M
( t ) = A sin















x
T
t
2


HS : Học sinh phải nắm vững tại sao
trong dao điều hòa ta sử dụng hàm
cos trong khi đó bên sóng ta phải sử
dụng hàm sin.

Hoạt động 6 :
HS : u
P
= A sin 







v
d
t


HS : u ( x +  ) = u ( x )
phân tích hình 21.3 ) 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.

GV : Hướng dẫn học sinh viết
phương trình sóng tại O ?
GV : Hướng dẫn học sinh viết

phương trình sóng tại M ?
GV : 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.

GV : Hướng dẫn học sinh viết công

thức 21.4
GV : Nhận xét tính tuần hoàn theo
thời gian.
GV : Hướng dẫn học sinh viết công
thức 21.6
GV : Nhận xét tính tuần hoàn theo
không gian.


IV / NỘI DUNG :
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.
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.
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

:( )
:( / )
:( )
m
v m s
f Hz
l
ì
ï

ï
ï
ï
í
ï
ï
ï
ï
î

d. Vận tốc truyền sóng :
v =
.
f
T
l
l
=
 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 :
 Quá trình truyền sóng là quá trình truyền năng lượng.
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.

 Gs phương trình sóng tại O : u
0
( t ) = A sin
T

2
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 ) = A sin
T

2








v
x

t
u
M
( t ) = A sin















x
T
t
2

b. Một số tính chất của sóng suy ra từ phương trình sóng :
 Tính tuần hoàn theo thời gian.
Xét điểm M xác định, trạng thái dao động của M ở các thời điểm t, t +
T, t + 2T, hoàn toàn giống nhau.
 Tính tuần hoàn theo không gian
Xét điểm M có li độ x.

Trên đường truyền sóng, những điểm cách nhau một khoảng bằng một
bước sóng thì có cùng li độ. (cùng trạng thái dao động).
V / CỦNG CỐ VÀ DẶN DÒ :
Trả lời câu hỏi 1, 2, 3 và các bài tập 1, 2, 3
Xem bài 23