Chuyên đề giao động sóng pptx

I- Xác định các đại lượng trong phương trình dao động của sóng
- Chú ý: u và a phải cùng đơn vị; x (hoặc d) và λ phải cùng đơn vị.
1/ Xác định các đại lượng trong phương trình dao động sóng cho trước:
- Ví d ụ 1 : Tại điểm M cách tâm sóng một khoảng x có phương trình dao động u
M
=
4cos(200Πt – )(cm). Xác định tần số của sóng.
* Hư ớ ng d ẫ n :
- Ví d ụ 2 : Cho một sóng ngang có phương trình sóng là u = 8cos2π( – )(mm),
trong đó x tính bằng cm, t tính bằng giây. Tính chu kì của sóng và bước sóng.
* Hư ớ ng d ẫ n :
- Ví d ụ 3 : Tìm vận tốc sóng biểu thị bởi phương trình: u = 20cos(20x – 2000t)(u tính
bằng cm, x tính bằng m, t tính bằng giây).
* Hư ớ ng d ẫ n :
2/ Viết phương trình dao động sóng
- Ví d ụ : Sóng phát từ nguồn S có phương trình u
S
= 4sin(2πt)(cm). Vận tốc truyền sóng
3(m/s). Viết phương trình sóng tại M cách S 12cm theo phương truyền sóng.
* Hư ớ ng d ẫ n :
u
M
= asin(ωt – ω )
u
M
= 4sin(2πt – 0,08π)(cm)
II- Xác định li độ, vận tốc của một điểm M trên phương truyền sóng tại
một thời điểm t
XÂY DỰNG LÝ THUYẾT GIAO THOA CỦA HAI SÓNG KẾT HỢP CÙNG
BIÊN ĐỘ – CÙNG TẦN SỐ (NGƯỢC PHA VÀ VUÔNG PHA)
I- Giao thoa với hai nguồn dao động cùng biên độ, cùng tần số, ngược pha

– Xét điểm M cách A và B các đoạn d
1
, d
2
(AB << d
1
, d
2
để có thể coi biên độ các sóng
truyền tới M là bằng nhau). Sóng từ A và B truyền đến M với vận tốc v.
1/ Biên độ tổng hợp tại M
a/ Số đường dao động với biên độ cực đại giữa hai nguồn AB
b/ Số đường dao động với biên độ cực tiểu giữa hai nguồn AB
2/ Pha ban đầu tổng hợp tại M
3/ Phương trình tổng hợp tại M
II- Giao thoa với hai nguồn dao động cùng biên độ, cùng tần số, vuông pha
– Xét điểm M cách A và B các đoạn d
1
, d
2
(AB << d
1
, d
2
để có thể coi biên độ các sóng
truyền tới M là bằng nhau). Sóng từ A và B truyền đến M với vận tốc v.
1/ Biên độ tổng hợp tại M
a/ Số đường dao động với biên độ cực đại giữa hai nguồn AB
b/ Số đường dao động với biên độ cực tiểu giữa hai nguồn AB
2/ Pha ban đầu tổng hợp tại M

3/ Phương trình tổng hợp tại M
BẢNG TỔNG HỢP: BIÊN ĐỘ – PHA BAN ĐẦU – PHƯƠNG TRÌNH CỦA MỘT ĐIỂM
TRONG VÙNG GIAO THOA
BÀI TẬP LUYỆN TẬP
Bài t ậ p 1 : Trong thí nghiệm giao thoa sóng, người ta tạo ra trên mặt nước hai nguồn
sóng A, B cách nhau 10(cm) dao động với phương trình u
A
= u
B
= 5sin(20t)(cm). Vận tốc
truyền sóng 1(m/s). Phương trình dao động ở M trên mặt nước là trung điểm của AB?
ĐS: u
M
= 10sin(20t + π/2)(cm).
Bài t ậ p 2 : Trong thí nghiệm giao thoa sóng, người ta tạo ra trên mặt nước hai nguồn
sóng A, B dao động với phương trình u
A
= u
B
= 5sin(10t) (cm). Vận tốc truyền sóng
20(cm/s). Viết phương trình dao động ở M trên mặt nước cách A, B lần lượt là 7,2cm và
8,2cm.
ĐS: u
M
= 5 sin(10πt – 3,85π)(cm).
PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH ĐIỂM M NẰM TRÊN ĐƯỜNG CỰC ĐẠI HAY
CỰC TIỂU
BÀI T Ậ P LUY Ệ N T Ậ P
Bài t ậ p 1 : Trong một thí nghiệm về giao thoa sóng trên mặt nước, hai nguồn kết hợp
dao động với tần số f = 10Hz, vận tốc truyền sóng trên mặt nước v = 30cm/s. Biên độ

sóng tổng hợp tại điểm M cực đại hay cực tiểu nếu điểm M cách hai nguồn kết hợp các
đoạn d
1
= 31cm và d
2
= 25cm.
ĐS: cực đại thứ hai.
Bài t ậ p 2 : Người ta khảo sát hiện tượng giao thoa trên mặt nước tạo thành do hai nguồn
kết hợp A và B dao động với tần số 15Hz. Người ta thấy sóng có biên độ cực đại thứ
nhất kể từ đường trung trực của AB tại những điểm M có hiệu khoảng cách đến A và B
bằng 2cm. Tính vận tốc truyền sóng trên mặt nước.
ĐS: 30 cm/s.
Bài t ậ p 3 : Thực hiện giao thoa sóng với hai nguồn kết hợp là S
1
và S
2
trên mặt nước phát
ra hai sóng đồng bộ có cùng biên độ 0,5 cm, tần số f = 15 Hz, tốc độ truyền sóng v = 60
cm/s. Điểm M trên mặt nước cách S
1
một đoạn 20 cm và cách S
2
một đoạn 10 cm sẽ có
biên độ là bao nhiêu?
ĐS: 0(cm).
Bài t ậ p 4 : Thực hiện giao thoa sóng với hai nguồn kết hợp là S
1
và S
2
trên mặt nước phát

ra hai sóng đồng bộ có cùng biên độ 0,5 cm, bước sóng λ = 4 cm. Điểm M trên mặt
nước cách S
1
một đoạn 20 cm và cách S
2
một đoạn 12 cm sẽ có biên độ là bao nhiêu?
ĐS: 1(cm).
Bài t ậ p 5 : Trong thí nghiệm giao thoa sóng trên mặt nước, hai nguồn kết hợp A và B có
tần số 15Hz, tốc độ truyền sóng là 30cm/s. Tại điểm M cách A và B lần lượt là 31cm và
26cm là vân cực đại hay vân đứng yên thứ mấy?
ĐS: Đứng yên thứ 3.
Bài t ậ p 6 : Trong một thí nghiệm giao thoa trên mặt nước, hai nguồn kết hợp S
1
và S
2
dao
động với tần số f = 15Hz. Vận tốc truyền sóng trên mặt nước là 30cm/s. Tại một thời
điểm nào sau đây dao động sẽ có biên độ cực đại (d
1
và d
2
lần lượt là khoảng cách từ
điểm đang xét đến S
1
và S
2
).
ĐS: O (d
1
= 25cm và d

2
= 21cm).
Bài t ậ p 7 : Trong thí nghiệm giao thoa sóng, người ta tạo ra trên mặt nước hai nguồn
sóng A, B dao động với phương trình u
A
= u
B
= 5sin10t (cm). Vận tốc truyền sóng
20cm/s.
Điểm N trên mặt nước với AN – BN = -10cm nằm trên đường dao động cực đại hay
đứng yên thứ mấy kể từ đường trung trực?
ĐS: N nằm trên đường đứng yên thứ 3 kể từ đường trung trực của AB.
Bài t ậ p 8 : Trên mặt chất lỏng tại 2 nguồn kết hợp A, B dao động với chu kỳ 0,02s. Vận
tốc truyền sóng trên mặt chất lỏng là 15cm/s. Điểm M
1
cách A, B lần lượt những khoảng
d
1
= 12cm, d
2
= 14,4cm và M
2
cách A, B lần lượt những khoảng d
1
= 16,5cm, d
2
=
19,05cm. Xác định trạng thái dao động của các điểm M
1
, M

2
?
ĐS: M
1
dao động với biên độ cực đại và M
2
đứng yên không dao động.
Bài t ậ p 9 : Trong thí nghiệm về giao thoa sóng trên mặt nước, hai nguồn kết hợp A và B
dao động với tần số f = 20Hz. Tại điểm M cách A và B những khoảng cách d
1
= 16cm; d
2

= 20cm sóng có biên độ cực đại. Giữa M và đường trung trực của AB có 3 dãy cực đại
khác. Vận tốc truyền sóng trên mặt nước là bao nhiêu?
ĐS: 20(cm/s)
Bài t ậ p 10 : Cho hai nguồn sóng đồng bộ S
1
, S
2
trên mặt nước cách nhau 19,5 cm dao
động với tần số f = 20 Hz. Ta thấy hai điểm S
1
và S
2
gần như đứng yên và giữa chúng còn
12 điểm đứng yên không dao động. Tốc độ truyền sóng là bao nhiêu?
ĐS: 0,6(m/s)
PHƯƠNG PHÁP TÌM SỐ ĐƯỜNG CỰC ĐẠI – CỰC TIỂU
I- Phương pháp tìm số đường cực đại – cực tiểu giữa hai nguồn đồng bộ

(cùng pha)
1/ Công thức tính số đường cực đại
2/ Công thức tính số đường cực tiểu
II- Phương pháp tìm số đường cực đại – cực tiểu giữa hai nguồn ngược
pha
1/ Công thức tính số đường cực đại
2/ Công thức tính số đường cực tiểu
III- Phương pháp tìm số đường cực đại – cực tiểu giữa hai nguồn vuông
pha
1/ Công thức tính số đường cực đại
2/ Công thức tính số đường cực tiểu
BẢNG TỔNG HỢP CÁC CÔNG THỨC TÍNH SỐ ĐƯỜNG CỰC ĐẠI – CỰC TIỂU
Bài t ậ p 1 : Cho hai nguồn sóng đồng bộ S
1
và S
2
cách nhau 12 cm trên mặt nước phát hai
sóng kết hợp có cùng tần số f = 40(Hz). Tốc độ truyền sóng trong môi trường là v = 0,8
m/s. Bao nhiêu đường giao thoa cực đại xuất hiện trong khoảng giữa S
1
và S
2
? Bao nhiêu
đường hyperbol xuất hiện trong khoảng S
1
S
2
?
ĐS: 11 đường cực đại; 10 hyperbol cực đại.
Bài t ậ p 2 : Hai nguồn phát sóng âm S

1
, S
2
cách nhau 2m, phát ra âm có cùng tần số f =
420(Hz), cùng biên độ a và cùng pha. Vận tốc truyền âm trong không khí là v =
336(m/s). Số điểm trên đoạn S
1
S
2
tại đó nhận được âm thanh với biên độ cực tiểu là bao
nhiêu điểm?
ĐS: 4 điểm.
Bài t ậ p 3 : Trong thí nghiệm về giao thoa sóng trên mặt chất lỏng, hai nguồn kết hợp
S
1
S
2
cách nhau 10(cm), dao động với bước sóng λ = 2cm. Tìm số điểm dao động cực đại,
số điểm cực tiểu quan sát được trên mặt chất lỏng.
ĐS: 9 điểm cực đại, 10 điểm cực tiểu.
Bài t ậ p 4 : (ĐH Nông Nghiệp 2001) Hai nguồn sóng cơ O
1
và O
2
cách nhau 20cm dao
động theo phương trình x
1
= x
2
= 4sin(40t)(cm), lan truyền trong một môi trường với

vận tốc v = 1,2(m/s). Xét các điểm trên đoạn thẳng nối O
1
với O
2
.
a/Có bao nhiêu điểm không dao động?
b/Tính khoảng cách từ các điểm đó đến O
1
.
ĐS: a/ 6 điểm. b/ 0,03k + 0,115m (với k = 0, ± 1, ± 2, ± 3, .).
Bài t ậ p 5 : Hai mũi nhọn S
1
, S
2
cách nhau một khoảng a = 11,6cm, dao động với phương
trình:
u
1
= asin(100t)(cm)
u
2
= asin(100t + π)(cm)
Vận tốc truyền sóng trên mặt nước là 40(cm/s). Số các gợn lồi trên S
1
, S
2
là bao nhiêu
gợn?
ĐS: 28.
Bài t ậ p 6 :(TSĐH 2009) Ở bề mặt một chất lỏng có hai nguồn phát sóng kết hợp S

1
và S
2

cách nhau 20cm. Hai nguồn này dao động theo phương thẳng đứng có phương trình lần
lượt là u
1
= 5cos(40πt) (mm) và u
2
= 5cos(40πt + π)(mm). Tốc độ truyền sóng trên mặt
chất lỏng là 80(cm/s). Số điểm dao động với biên độ cực đại trên đoạn thẳng S
1
S
2
là bao
nhiêu?
ĐS: 10.
Bài t ậ p 7 :(Trích TSĐH 2004) Tại hai điểm S
1
và S
2
cách nhau 10(cm) trên mặt chất lỏng
có hai nguồn phát sóng dao động theo phương thẳng đứng với các phương trình: u
1
=
0,2sin(50t) (cm) và u
2
= 0,2sin(50t + π) (cm). Vận tốc truyền sóng trên mặt chất lỏng là v
= 0,5(m/s). Coi biên độ sóng không đổi. Tìm phương trình dao động tổng hợp tại điểm
M trên mặt chất lỏng cách các nguồn S

1
, S
2
những đoạn tương ứng là d
1
, d
2
. Xác định số
điểm có biên độ dao động cực đại trên đoạn thẳng S
1
S
2
.
ĐS: