GIÁO ÁN VẬT LÝ LỚP 12 CƠ BẢN Gv Nguyễn Thị Tâm
Tiết 12 Bài 7 SÓNG CƠ VÀ SỰ TRUYỀN SÓNG CƠ
Ngày soạn : Ngày dạy
I. MỤC TIÊU
1. Kiến thức:
- Phát biểu được định nghĩa của sóng cơ.
- Phát biểu được định nghĩa các khái niệm liên quan với sóng: sóng dọc, sóng ngang, tốc độ truyền sóng,
tần số, chu kì, bước sóng, pha.
- Viết được phương trình sóng.
- Nêu được các đặc trưng của sóng là biên độ, chu kì hay tần số, bước sóng và năng lượng sóng.
- Giải được các bài tập đơn giản về sóng cơ.
- Tự làm được thí nghiệm về sự truyền sóng trên một sợi dây.
2. Kĩ năng:
3. Thái độ:
II. CHUẨN BỊ
1. Giáo viên: Các thí nghiệm mô tả về sóng ngang, sóng dọc và sự truyền của sóng.Một số hình vẽ hoặc
giáo án Powerpoint
***) Phiếu học tập:
Câu 1. Sóng cơ là gì?
A. Sự truyền chuyển động cơ trong không khí.
B. Những dao động cơ học lan truyền trong môi trường
C. Chuyển động tương đối của vật này so với vật khác.
D. Sự co dãn tuần hoàn giữa các phần tử môi trường.
Câu 2. Bước sóng là gì?
A. Là quãng đường mà mỗi phần tử của môi trường đi được trong 1 giây.
B. Là khoảng cách giữa hai phần tử của sóng dao động ngược pha.
C. Là khoảng cách giữa hai phần tử trên phương truyền sóng gần nhau nhất dao động cùng pha.
D. Là khoảng cách giữa hai vị trí xa nhau nhất của mỗi phần tử sóng.
Câu 3. Một sóng cơ có tần số 1000Hz truyền đi với tốc độ 330 m/s thì bước sóng của nó có giá trị nào sau
đây?
A. 330 000 m. B. 0,3 m
-1
. C. 0,33 m/s. D. 0,33 m.
Câu 4. Sóng ngang là sóng:
A. lan truyền theo phương nằm ngang.
B. trong đó các phần tử sóng dao động theo phương nằm ngang.
C. trong đó các phần tử sóng dao động theo phương vuông góc với phương truyền sóng.
D. trong đó các phần tử sóng dao động theo cùng một phương với phương truyền sóng.
Câu 5. Phương trình sóng có dạng nào trong các dạng dưới đây:
A. x = Asin(ωt + ϕ); B.
)
x
-t(sinAu
λ
ω=
;
C.
)
x
-
T
t
(2sinAu
λ
π=
; D.
)
T
t
(sinAu ϕω +=
.
Câu 6. Một sóng cơ học có tần số f lan truyền trong môi trường vật chất đàn hồi với vận tốc v, khi đó bước
sóng được tính theo công thức
A. λ = v.f; B. λ = v/f; C. λ = 2v.f; D. λ = 2v/f
Câu 7 Phát biểu nào sau đây về đại lượng đặc trưng của sóng cơ học là không đúng?
A. Chu kỳ của sóng chính bằng chu kỳ dao động của các phần tử dao động.
B. Tần số của sóng chính bằng tần số dao động của các phần tử dao động.
Trường THPT Bắc Bình Năm học 2008-2009
1
Dao dộng với
tần số f
Hình .1
O M
GIÁO ÁN VẬT LÝ LỚP 12 CƠ BẢN Gv Nguyễn Thị Tâm
C. Tốc độ của sóng chính bằng tốc độ dao động của các phần tử dao động.
D. Bước sóng là quãng đường sóng truyền đi được trong một chu kỳ.
Câu 8 Sóng cơ học lan truyền trong môi trường đàn hồi với tốc độ v không đổi, khi tăng tần số sóng lên 2
lần thì bước sóng
A. tăng 4 lần. B. tăng 2 lần. C. không đổi. D. giảm 2 lần.
Câu 9 Tốc độ truyền sóng phụ thuộc vào
A. năng lượng sóng. B. tần số dao động.
C. môi trường truyền sóng. D. bước sóng
Câu 10 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.
***) Đáp án phiếu học tập: 1(B); 2(C); 3(D); 4(C); 5(C); 6(B); 7(C); 8(B); 9(C); 10(A).
2. Học sinh: Ôn lại các bài về dao động điều hoà.
III. HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC
Hoạt động 1 ( phút): Kiểm tra bài cũ.:
Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung
Nêu câu hỏi Trả lời
HS khác góp ý nhận xét trả lời
1/ Định nghĩa dao động tuần hoàn
2/ Viết phương trình của dao động điều hoà
3/Chu kì, tần số, tần số góc của dao động điều
hoà
4/Vẽ đồ thị dao động điều hoàcho trường hợp
ϕ=0.
Hoạt động 2 ( phút): Tìm hiểu về sóng cơ
Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung
Đ vấn đề :Ném hòn đá xuống
mặt nước yên tĩnh , ta thấy có
những sóng nước hình tròn từ
chổ ném hòn đá lan toả ra
xung quanh trên mặt nước
.Thả nhẹ 1 miếng bấc trên mặt
nước ,nó chỉ dao động tại chổ
theo phương thẳng đứng chứ
không bị đẩy đi .
Bây giờ ta hãy quan sát TN
như hình vẽ và nêu nhận xét !
- Mô tả thí nghiệm và tiến
hành thí nghiệm.
- Khi O dao động ta trông thấy
gì trên mặt nước?
→ Điều đó chứng tỏ gì?
(Dao động lan truyền qua nước
HS quan sát kết quả thí
nghiệm.
- Những gợn sóng tròn đồng
tâm phát đi từ O.
→ Sóng truyền theo các
phương khác nhau với cùng
một tốc độ v.
- Dao động lên xuống theo
phương thẳng đứng.
- Theo phương nằm ngang.
- Tương tự, HS suy luận để trả
lời.
I. Sóng cơ
1. Thí nghiệm
a. Mũi S cao hơn mặt nước, cho cần rung
dao động → M vẫn bất động.
b. S vừa chạm vào mặt nước tại O, cho cần
rung dao động → M dao động.
Vậy, dao động từ O đã truyền qua nước tới
M.
2. Định nghĩa
- Sóng cơ là sự lan truyền của dao động
trong một môi trường.
3. Sóng ngang
- Là sóng cơ trong đó phương dao động
(của chất điểm ta đang xét) ⊥ với phương
truyền sóng.
4. Sóng dọc
- Là sóng cơ trong đó phương dao động //
(hoặc trùng) với phương truyền sóng.
Trường THPT Bắc Bình Năm học 2008-2009
2
M
S
O
GIÁO ÁN VẬT LÝ LỚP 12 CƠ BẢN Gv Nguyễn Thị Tâm
gọi là sóng, nước là môi trường
truyền sóng).
- Khi có sóng trên mặt nước,
O, M dao động như thế nào?
- Sóng truyền từ O đến M theo
phương nào?
→ Sóng ngang.
- Tương tự như thế nào là sóng
dọc?
(Sóng truyền trong nước
không phải là sóng ngang. Lí
thuyết cho thấy rằng các môi
trường lỏng và khí chỉ có thể
truyền được sóng dọc, chỉ môi
trường rắn mới truyền được cả
sóng dọc và sóng ngang. Sóng
nước là một trường hợp đặc
biệt, do có sức căng mặt ngoài
lớn, nên mặt nước tác dụng
như một màng cao su, và do đó
cũng truyền được sóng ngang).
Trả lời C1
( thấy các gợn sóng tròn đồng
tâm O , lan rộng ra .Nút chai
không bị đẩy ra xaO)
H Đ 3 Các đặc trưng của sóng hình sin. Sự truyền (pha) của sóng hình sin
Giáo viên treo hình vẽ và diễn giảng II. Các đặc trưng của sóng hình sin :
1.Sự truyền (pha) của sóng hình sin :
Dùng sợi dây mềm ,dài căng ngang PQ , đầu
P rung theo phương thẳng đứng (hình bên )
Có sóng cơ lan truyền từ p đến Q
Hình vẽ biểu diễn dây ở các thời điểm
t= 0 ;t = T/4; t =T/2; t = 3T/4…
sau thời gianT sóng truyền đi tới P1 mà :
1
PP vT= λ =
Dây có dạng hình sin
Giáo viên giải thích thêm nếu
có điều kiện :Quá trình truyền
sóng là quá trình truyền năng
lượng.Năng lượng của sóng tại
1 điểm tỉ lệ với bình phương
biên độ sóng tại điểm đó .Một
phần tử vật chất đang nằm
yên,khi có sóng truyền tới thì
sẽ dao động ,nghĩa là nhận năng
lượng từ sóng .Quá trình truyền
sóng là quá trình truyền năng
lượng.Càng truyền đi xa năng
lương càng giảm .W tỉ lệ với
A
2
Học sinh nêu nhận xét
Nêu các khái niệm :
Biên độ sóng
Chu kỳ và tần số của
sóng
Tốc độ truyền sóng
Bước sóng
Năng lượng sóng
Trả lời C2
(Nếu sóng truyền từ
Trường THPT Bắc Bình Năm học 2008-2009
V sóng
v
M
M
3
P
P
P
P
P
Q
T
4
T
2
3T
4
P1
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
11 12
λ
GIÁO ÁN VẬT LÝ LỚP 12 CƠ BẢN Gv Nguyễn Thị Tâm
trái sang phải thì M đi
lên )
Hoạt động 4 ( phút): Các đặc trưng của một sóng hình sin
Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung
- Làm thí nghiệm kết hợp với
hình vẽ 7.2 về sự truyền của
một biến dạng.
→ Có nhận xét gì thông qua
thí nghiệm và hình vẽ?
→ Tốc độ truyền biến dạng
được xác định như thế nào?
(Biến dạng của dây, gọi là một
xung sóng, truyền tương đối
chậm vì dây mềm và lực căng
dây nhỏ).
→ Biến dạng truyền trên dây
thuộc loại sóng gì đã biết?
- Y/c HS hoàn thành C2.
- Trong thí nghiệm 7.2 nếu cho
đầu A dao động điều hoà →
hình dạng sợi dây ở cá thời
điểm như hình vẽ 7.3 → có
nhận xét gì về sóng truyền trên
dây?
- Sau thời gian T, điểm A
1
bắt
đầu dao động giống như A,
dao động từ A
1
tiếp trục truyền
xa hơn.
- Xét hai điểm cách nhau một
khoảng λ, ta có nhận xét gì về
hai điểm này?
→ Cùng pha.
- Gọi M là điểm cách A một
khoảng là x, tốc độ sóng là v
→ thời gian để sóng truyền từ
A đến M?
- Biến dạng truyền nguyên vẹn
theo sợi dây.
- HS suy nghĩ và vận dụng
kiến thức để trả lời.
- Là sóng ngang.
- HS làm thí nghiệm theo C2.
- HS quan sát hình vẽ 7.3. Dây
có dạng đường hình sin, mà
các đỉnh không cố định nhưng
dịch chuyển theo phương
truyền sóng.
- Không đổi, chuyển động
cùng chiều, cùng v.
x
t
v
∆ =
u
M
= Acosω(t - ∆t)
2.Các đặc trưng của một sóng hình sin :
a/ Biên độ của sóng tại 1 điểm là biên độ
dao động của phần tử vật chất nơi sóng
truyền qua
b/Chu kỳ và tần số của sóng :là chu kỳ
( tần số )dao động của phần tử vật chất nơi
sóng truyền tới.
1
f
T
=
c/ Vận tốc truyền sóng v là tốc độ lan
truyền dao động trong môi trường
s là quãng đường sóng truyền trong t
giây thì :
Đối với mỗi môi trường thì v không đổi
d) Bước sóng λ: có 2 định nghĩa :
- Sau thời gian t = T, sóng truyền được một
đoạn:
λ = AA
1
= v.t
- Sóng truyền với tốc độ v, bằng tốc độ
truyền của biến dạng.
- Hai đỉnh liên tiếp cách nhau một khoảng
λ không đổi, λ gọi là bước sóng.
- Hai điểm cách nhau một khoảng λ thì dao
động cùng pha.
• Là khoảng cách giữa hai điểm gần
nhau nhất trên phương truyền sóng
và dao động cùng pha với nhau
• Là quãng đường sóng truyền trong 1
chu kỳ
v
vT
f
λ
= =
• e) Năng lượng của sóng :
Là năng lượng dao động của các phần
tử nơi sóng truyền qua
H Đ 4. Phương trình sóng
Hoạt động của thầy Hoạt động của trò Nội dung
+Tâm O phát sóng, dao động điều
hòa với phương trình: u
0
=
acos(ωt).
+Xét sóng truyền trên đường thẳng,
lấy trục Ox dọc theo đường truyền
sóng, gốc toạ độ O tại tâm phát
sóng. Gọi v là vận tốc truyền sóng,
và xem biên độ sóng là không đổi.
Ta viết pt dao động tại điểm M
Tính thời gian t
0
sóng truyền
từ O đến M và so sánh về
pha dao động của O và M
u
0
( t ) = A cos
T
π
2
t
u
M
( t ) = A cos
t x
2
T
π −
÷
λ
3. Phương trình sóng:
• Phương trình
dao động tại O:
u
0
(t) = acos(ωt).
• Thời gian
sóng truyền từ O đến M là
t
∆
=
x
v
với x
=OM Vậy pha dao động ở M vào thời
Trường THPT Bắc Bình Năm học 2008-2009
4
O
M
x =
vt
s
v
t
=
GIÁO ÁN VẬT LÝ LỚP 12 CƠ BẢN Gv Nguyễn Thị Tâm
cách O một khoảng là x.
.
Trả lời C3
( Hai điểm M và M1 dao
động cùng pha. Tương tự N
và N1)
điểm t chính là pha dao động của O
vào thời điểm t–t
0
. Do đó: u
M
(t)
=Acosω(t–
t
∆
) =Acosω(t –
x
v
)=
Acos (ωt –2π
x
λ
).
Vậy: u
M
(t) = Acos (ωt –2π
x
λ
) (1)
u
M
(t) = Acos
t x
2
T
π −
÷
λ
(2)
Hoạt động 5 ( phút): Củng cố
Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung
Nêu câu hỏi
Nhận xét ,bổ sung
Trả lời
HS khác góp ý nhận xét trả lời
Trả lời các câu hỏi trong SGK trang 40
Trả lời các câu hỏi trong phiếu học tập
Hoạt động 5 ( phút): Giao nhiệm vụ về nhà.
Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung
- Nêu câu hỏi và bài tập về
nhà.
- Yêu cầu: HS chuẩn bị bài
sau.
- Ghi câu hỏi và bài tập về
nhà.
- Ghi những chuẩn bị cho bài
sau.
Trả lời các câu hỏi còn lại trong SGK trang
40
Trả lời các câu hỏi còn lại trong phiếu học
tập
IV. RÚT KINH NGHIỆM
................................................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................................................
Tiết 13 Bài 8 GIAO THOA SÓNG
Ngày soạn : Ngày dạy
I. MỤC TIÊU
1. Kiến thức:
- Mô tả được hiện tượng giao thoa của hai sóng mặt nước và nêu được các điều kiện để có sự giao thoa của
hai sóng.
- Viết được công thức xác định vị trí của cực đại và cực tiểu giao thoa.
2. Kĩ năng: Vận dụng được các công thức 8.2, 8.3 Sgk để giải các bài toán đơn giản về hiện tượng giao
thoa.
3. Thái độ:
II. CHUẨN BỊ
1. Giáo viên: Thí nghiệm hình 8.1 Sgk.
• Thiết bị tạo vân giao thoa đơn giản cho các nhóm Hs.
• Thiết bị tạo vân giao thoa sóng nước với nguồn dao động có f thay đổi dùng cho Gv.
***) Phiếu học tập:
Câu 1. Điều kiện có giao thoa sóng là gì?
A. Có hai sóng chuyển động ngược chiều giao nhau.
Trường THPT Bắc Bình Năm học 2008-2009
5
u
P
t
T
2T
O
A
-
A
M M1
N N
x
O M A B C D E G
GIÁO ÁN VẬT LÝ LỚP 12 CƠ BẢN Gv Nguyễn Thị Tâm
B. Có hai sóng cùng tần số và có độ lệch pha không đổi.
C. Có hai sóng cùng bước sóng giao nhau.
D. Có hai sóng cùng biên độ, cùng tốc độ giao nhau.
Câu 2. Thế nào là 2 sóng kết hợp?
A. Hai sóng chuyển động cùng chiều và cùng tốc độ.
B. Hai sóng luôn đi kèm với nhau.
C. Hai sóng có cùng tần số và có độ lệch pha không đổi theo thời gian.
D. Hai sóng có cùng bước sóng và có độ lệch pha biến thiên tuần hoàn.
Câu 3. Có hiện tượng gì xảy ra khi một sóng mặt nước gặp một khe chắn hẹp có kích thước nhỏ hơn bước
sóng?
A. Sóng vẫn tiếp tục truyền thẳng qua khe.
B. Sóng gặp khe phản xạ trở lại.
C. Sóng truyền qua khe giống như một tâm phát sóng mới.
D. Sóng gặp khe rồi dừng lại.
Câu 4. Trong hiện tượng giao thoa sóng trên mặt nước, khoảng cách giữa hai cực đại liên tiếp nằm trên
đường nối hai tâm sóng bằng bao nhiêu?
A. bằng hai lần bước sóng. B. bằng một bước sóng.
C. bằng một nửa bước sóng. D. bằng một phần tư bước sóng.
Câu 5. Trong thí nghiệm tạo vân giao thoa sóng trên mặt nước, người ta dùng nguồn dao động có tần số
50Hz và đo được khoảng cách giữa hai vân tối liên tiếp nằm trên đường nối hai tâm dao động là 2mm. Bước
sóng của sóng trên mặt nước là bao nhiêu?
A. λ = 1mm. B. λ = 2mm. C. λ = 4mm. D. λ = 8mm.
Câu 6. Trong thí nghiệm tạo vân giao thoa sóng trên mặt nước, người ta dùng nguồn dao động có tần số
100Hz và đo được khoảng cách giữa hai vân tối liên tiếp nằm trên đường nối hai tâm dao động là 4mm. Tốc độ
sóng trên mặt nước là bao nhiêu?
A. v = 0,2m/s. B. v = 0,4m/s. C. v = 0,6m/s. D. v = 0,8m/s.
Câu 7. Trong thí nghiệm giao thoa sóng trên mặt nước, hai nguồn kết hợp A, B dao động với tần số 20Hz,
tại một điểm M cách A và B lần lượt là 16cm và 20cm, sóng có biên độ cực đại, giữa M và đường trung trực
của AB có 3 dãy cực đại khác. Tốc độ truyền sóng trên mặt nước là bao nhiêu?
A. v = 20cm/s. B. v = 26,7cm/s. C. v = 40cm/s. D. v = 53,4cm/s.
Câu 8. Trong thí nghiệm giao thoa sóng trên mặt nước, hai nguồn kết hợp A, B dao động với tần số f =
16Hz. Tại một điểm M cách các nguồn A, B những khoảng d
1
= 30cm, d
2
= 25,5cm, sóng có biên độ cực đại.
Giữa M và đường trung trực có 2 dãy cực đại khác. Tốc độ truyền sóng trên mặt nước là bao nhiêu?
A. v = 24m/s. B. v = 24cm/s. C. v = 36m/s. D. v = 36cm/s.
Câu 9. Trong thí nghiệm giao thoa sóng trên mặt nước, hai nguồn kết hợp A, B dao động với tần số f =
13Hz. Tại một điểm M cách các nguồn A, B những khoảng d
1
= 19cm, d
2
= 21cm, sóng có biên độ cực đại.
Giữa M và đường trung trực không có dãy cực đại khác. Tốc độ truyền sóng trên mặt nước là bao nhiêu?
A. v = 26m/s. B. v = 26cm/s. C. v = 52m/s. D. v = 52cm/s.
***) Đáp án phiếu học tập: 1(B); 2(C); 3(C); 4(C); 5(C); 6(D); 7(A); 8(B); 9(B).
Trường THPT Bắc Bình Năm học 2008-2009
6
GIÁO ÁN VẬT LÝ LỚP 12 CƠ BẢN Gv Nguyễn Thị Tâm
2. Học sinh: Ôn lại phần tổng hợp dao động.
III. HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC
Hoạt động 1 ( phút): Kiểm tra bài cũ.
Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung
Nêu câu hỏi Trả lời
HS khác góp ý nhận xét trả lời
1/ Nêu định nghĩa :Sóng cơ ;sóng ngang ;sóng
dọc
2/Các đặc trưng của sóng hình sin :
a.Sự truyền (pha) của sóng hình sin:
b.Các đặc trưng của một sóng hình sin
3/ Viết phương trình sóng ,nêu ý nghĩa các đại
lượng
Hoạt động 2 ( phút): Tìm hiểu về sự giao thoa của hai sóng mặt nước
Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung
- Mô tả thí nghiệm và làm
thí nghiệm hình 8.1
- HS ghi nhận dụng cụ thí
nghiệm và quan sát kết quả
thí nghiệm.
- HS nêu các kết quả quan
sát được từ thí nghiệm.
- Những điểm không dao
động nằm trên họ các
đường hypebol (nét đứt).
Những điểm dao động rất
I.Hiện tượng giao thoa của 2 sóng trên mặt
nước :
1/ Thí nghiệm
- Gõ cho cần
rung nhẹ:
+ Trên mặt
nước xuất
hiện những
loạt gợn
sóng cố
định có
hình các đường hypebol, có cùng tiêu điểm S
1
và
Trường THPT Bắc Bình Năm học 2008-2009
7
S
1
S
2
S
2
Dao dộng với
tần số f
Hình .1
S
1
GIÁO ÁN VẬT LÝ LỚP 12 CƠ BẢN Gv Nguyễn Thị Tâm
mạnh nằm trên họ các
đường hypebol (nét liền)
kể cả đường trung trực của
S
1
S
2
.
- Hai họ các đường
hypebol này xen kẽ nhau
như hình vẽ..
Lưu ý: Họ các đường
hypebol này đứng yên tại
chỗ.
S
2
. Trong đó:
* Có những điểm đứng yên hoàn toàn không dao
động.
* Có những điểm đứng yên dao động rất mạnh.
2/ Giải thích :
Mỗi nguồn sóng phát ra một sóng có gợn sóng là
những đường tròn đông tâm ……..Ở trong vùng
hai sóng gặp nhau : có những điểm cố định đứng
yên và những điểm cố định dao động rất mạnh
(SGK)
Hiện tượng này gọi là hiện tượng giao thoa
cùa 2 sóng .
Hoạt động 3 ( phút): Tìm hiểu về cực đại và cực tiểu giao thoa.
Dùng kiến thức về phu7ong
trình sóng để lập luận giải
thích đầy đủ hiện tượng ?
Vẽ hình và yêu cầu HS viết
phương trình dao động của
nguồn S
1
, S
2
và từ đó viết
được phương trình dao động
tại M cách S
1
là d
1
do S
1
gây ra
và S
2
là d
2
do S
2
gây ra .
Dựa vào công thức (1) và (2)
suy ra các công thức xác định
phương trình dao động tại
điểm M
biên độ dao động tổng hợp tại
M cực đại hay cực tiểu.
Dựa vào công thức (3) và (4)
để nhắc lại cho H thấy quỹ
tích các điểm nằm trong một
mặt phẳng mà hiệu khoảng
cách từ điểm đó đến hai điểm
cố định là hằng số thì quỹ tích
đó là một đường hypebol.
Vậy tập hợp các điểm dao
phương trình dao động của
nguồn S
1
, S
2
viết được phương trình dao
động tại M cách S
1
là d
1
do
s
1
gây ra và S
2
là d
2
do S
2
gây ra .
Vận dụng tổng hợp dao
động viết biểu thức tính A
M
Vị trí cực đại
II.Cực đại và cực tiểu :
1.Dao động của một điểm trong không gian
:Giả sử 2 nguồn S
1
;S
2
dao động cùng tần
số và cùng pha
Chọn phương trình sóng tại S
1
,S
2
vào thời
điểm t là :
1 2 cos( )uS uS a t
ω ϕ
= = +
Xét tại 1
điểm M bất
kỳ trong môi
trường
truyền sóng ;
cách S
1
một
đoạn d
1
và
cách S
2
một đoạn d
2
.
Thời gian sóng truyền từ A đến M là
1
d
v
,từ B đến M là
2
d
v
.Tại M có 2 dao động lần lượt từ S1 và S2
truyền tới có phương trình lần lượt là:
Suy ra: u
1M
=Acos(ωt-
1
d
2π
λ
)
Và u
2M
=Acos(ωt-
2
d
2π
λ
)
Dao động tại M là tổng hợp của 2 dao động
điều hòa cùng phương ,cùng tần số :
x
M
=x
1M
+x
2M
Biên độ sóng tại M là :
Trường THPT Bắc Bình Năm học 2008-2009
8
S
1
S
2
S
1
S
2
K=2 K=1 K=0 K=1
M
d
1
d
2
S
1
S
2
GIÁO ÁN VẬT LÝ LỚP 12 CƠ BẢN Gv Nguyễn Thị Tâm
động với biên độ cực đại hay
cực tiểu với mỗi giá trị xác
định của k có hình dạng gì?
Dùng hình vẽ ( hình vẽ động
càng tốt) chỉ cho H thấy các
đường hypebol cực đại và cực
tiểu ứng với các giá trị của k
và lưu ý cho H các đường
hypebol cực đại và cực tiểu
gọi là các vân giao thoa. Làm
thí nghiệm được minh hoạ ở
hình vẽ bên.
Vị trí cự tiểu
suy ra các công thức xác
định vị trí các điểm M để
tại đó biên độ dao động
tổng hợp tại M cực đại hay
cực tiểu
2 1
M
(d d )
A 2A. cos
π −
=
λ
1. Vị trí cực dại và cực tiểu của giao thoa ;
a. Vị trí cực đại :
d d k
2 1
= λ
- .
với k = 0,
1, 2, 3± ± ±
... (8.2)
Quỹ tích của những điểm này là những
đường hypebol có 2 tiêu điểm là S
1
và S
2
gọi
là vân giao thoa cực đại
b. Vị trí cực tiểu :
2 1
1
d d k
2
( )− = + λ
với k = 0 ,
1, 2, 3± ± ±
.
(8.3)
Quỹ tích của những điểm này là những
đường hypebol có 2 tiêu điểm là S
1
và S
2
gọi
là vân giao thoa cực tiểu
H Đ 3 Điều kiện để có giao thoa , sóng kết hợp
Điều kiện để có giao thoa ?
hai nguồn kết hợp
kết luận gì về hiện tượng giao
thoa ?
**Lưu y :
* Điều kiện để có giao thoa
sóng ?
* Nếu 2 nguồn dao động
ngược pha thì tương tự như
trên để lập phươngtrình !
Trả lời C2
Hiện tượng giao thoa là
hiện tượng đặc trưng của
sóng
III. Điều kiện để có giao thoa , sóng kết hợp
:
Để có các vân giao thoa ổn định thì hai nguồn
sóng phải :
a) dao động cùng phương ,cùng tần số
b) có độ lệch pha( hiệu số pha ) không đổi gọi
là 2 nguồn kết hợp .
Hai nguốn sóng như vậy gọi là hai
nguon kết hợp Sóng do nó tạo ra gọi là
sóng kết hợp .
Hiện tượng giao thoa là hiện tượng đặc
trưng của sóng
Hiện tượng giao thoa cũng tất yếu của quá
trình sóng
Hoạt động 5 ( phút): Củng cố
Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung
Nêu câu hỏi
Nhận xét ,bổ sung
Trả lời
HS khác góp ý nhận xét trả lời
Sóng kết hợp? Giao thoa sóng :điều kiện
,kết quả?
Cụ thể trả lời câu hỏi 1;2;3;3 BT 5;6 trang
45 SGK
Hoạt động 6 ( phút): Giao nhiệm vụ về nhà.
Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung
- Nêu câu hỏi và bài tập về
nhà.
- Yêu cầu: HS chuẩn bị bài
sau.
- Ghi câu hỏi và bài tập về
nhà.
- Ghi những chuẩn bị cho bài
sau.
BT 6;7;8 trang 45 SGK .Bài 30 đến 35
tài liệu
IV. RÚT KINH NGHIỆM
................................................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................................................
Tiết 14 BÀI TẬP VỀ SÓNG CƠ VÀ GIAO THOA SÓNG
Trường THPT Bắc Bình Năm học 2008-2009
9
2
λ
GIÁO ÁN VẬT LÝ LỚP 12 CƠ BẢN Gv Nguyễn Thị Tâm
Ngày soạn : Ngày dạy
I. MỤC TIÊU
1. Kiến thức:
- Phát biểu được định nghĩa của sóng cơ.
- Phát biểu được định nghĩa các khái niệm liên quan với sóng: sóng dọc, sóng ngang, tốc độ truyền sóng,
tần số, chu kì, bước sóng, pha.
- Viết được phương trình sóng.
- Nêu được các đặc trưng của sóng là biên độ, chu kì hay tần số, bước sóng và năng lượng sóng.
- Mô tả được hiện tượng giao thoa của hai sóng mặt nước và nêu được các điều kiện để có sự giao thoa của
hai sóng.
- Viết được công thức xác định vị trí của cực đại và cực tiểu giao thoa.
2. Kĩ năng:
- Giải được các bài tập đơn giản về sóng cơ.
- Vận dụng được các công thức 8.2, 8.3 Sgk để giải các bài toán đơn giản về hiện tượng giao thoa
1. Kiến thức:
2. Kĩ năng:
3. Thái độ:
II. CHUẨN BỊ
1. Giáo viên:
Câu 1: Chọn câu trả lời đúng
A.Sóng ngang có phương dao động trùng với với phương truyền sóng ;
B.Sóng dọc có phương dao động vuông góc với với phương truyền sóng ;
C.Sóng cơ học truyền trong chân không ;
D.Sóng trên mặt nước là sóng ngang
Câu 4 : Để phân biệt sóng ngang và sóng dọc ,người ta dựa vào :
A. Phương truyền sóng ; B. Vận tốc truyền sóng ;C.Tần số của sóng ; D. Phương truyền sóng và
phương dao động
Câu 5: Một sóng trên mặt nước có bước sóng
λ
= 4m, vận tốc sóng v = 2,5m/s. Tần số của sóng đó là
A. 1,6Hz . B. 0,625Hz. C. 6,25Hz. D.16Hz.
Câu 6: Khoảng cách giữa hai điểm trên phương truyền sóng gần nhau nhất và dao động cùng pha gọi là
A. vận tốc truyền sóng. B. bước sóng. C. độ lệch pha. D. chu kỳ
Câu 7 :Sóng cơ học lan truyền trong một môi trường đàn hồi với vận tốc không đổi . Khi tăng tần số lên hai
lần thì bước sóng :
A. tăng 4 lần ; B. tăng 2 lần ; C. không đổi ; D. giảm 2 lần .
Câu 8 : Một sóng cơ học lan truyền lần lượt trong 2 môi trường đàn hồi với vận tốc lần lượt v
1
;v
2
với v
2
=
2v
1
. Bước sóng lần lượt trong hai môi trường là
21
;
λλ
. Tỉ số :
1
2
λ
λ
bằng :
A. 2 ; B. 0,5 ; C. 1 ; D. 4
Câu 9 : Vận tốc truyền sóng phụ thuộc vào :
A. năng lượng sóng ; B. tần số sóng ;C. Môi trường truyền sóng ; D. bước sóng
Câu 10 : Một người quan sát một chiếc phao trên măt biển , thấy nó nhô lên cao 10 lần trong 18s , ngoài ra
thấy 6 đầu ngọn sóng liên tiếp cách nhau 10m . Vận tốc truyền sóng trên mặt biển là :
A. 1m/s ; B. 2m/s ; C. 4m/s ; D. 8m/s
Câu 11. Sóng ngang l sóng:
A. lan truyền theo phương nằm ngang
B. trong đó có các phần tử sóng dao động theo phương nằm ngang
C. trong đó các phần tử sóng dao động theo phương vuông góc với phương truyền sóng
D. trong đó các phần tử sóng dao động theo cùng một phương với phương truyền sóng
Câu 12. Bước sóng là gì:
A. quãng đường sóng truyền đi được trong l s
B. khoảng cách giữa hai bụng sóng gần nhau
Trường THPT Bắc Bình Năm học 2008-2009
10
GIÁO ÁN VẬT LÝ LỚP 12 CƠ BẢN Gv Nguyễn Thị Tâm
C. khoảng cách giữa hai điểm của sóng có li độ bằng không ở cùng một thời điểm
D. khoảng cách giũa hai điểm của sóng gần nhất trên 1 phương truyền sóng có cng pha dao động
Câu 13. Một sóng có tần số góc 110 rad/s và bước sóng 1,8m. Tính tốc độ của sóng
A.v=15,75m/s C. v=31,5m/s
B. v=20,1m/s D. v=0,016m/s
Câu 15. Chọn phát biểu đúng trong các lời phát biểu dưới đây :
A . Chu kì chung của các phần tử trong môi trường có sóng truyền qua gọi là chu kì dao động của sóng
B. Đại lượng nghịch đảo của chu kì gọi là tần số góc của sóng
C. Vận tốc truyền năng lượng trong dao động gọi là vận tốc của sóng
D. Biên độ dao động của sóng luôn bằng hằng số
Câu 16. Khoảng cách giữa hai bụng của sóng nước trên mặt hồ bằng 9m. Sóng lan truyền với vận tốc bằng bao
nhiêu, nếu trong thời gian 1 phút sóng đập vào bờ 6 lần?
A. 0,9m/s B. 2,3m/s C.3/2 m/s D. 54 m/s
* Câu 20 : Một người ngồi ở bờ biển thấy có 5 ngọn sóng nước đi qua trước mặt mình trong thời gian 10(s) .
Chu kì dao động của sóng biển là :
A. 2 (s) B. 2,5 (s) C. 3(s) D. 4 (s)
*Câu 21 : Tại 1 điểm O trên mặt nước yên tĩnh có 1 nguồn D Đ ĐH theo phương thẳng đứng với tần số f =
2(Hz) .Từ điểm O có những gợn sóng tròn lan rộng ra xung quanh . Khoảng cách giữa 2 gợn sóng liên tiếp là
20(cm) . Vận tốc truyền sóng trên mặt nước là :
A. 20(cm / s) B. 40(cm / s) C. 80(cm / s) D. 120 (cm / s)
*Câu 23 : Một người quan sát 1 chiếc phao nổi trên mặt biển , thấy nó nhô lên cao 6 lần trong 15 giây . Coi
sóng bi ển là sóng ngang . Chu kì dao động của sóng biển là :
A. T = 2,5 (s) B. T = 3 (s) C. T = 5 (s) D. T = 6(s)
*Câu 24 : Nguồn phát sóng S trên mặt nước tạo dao động với f = 100(Hz) gây ra các sóng có biên độ A =
0,4(cm) . Biết khoảng cách giữa 7 sóng gợn lồi ( bụng sóng ) liên tiếp là 3 (cm) . Vận tốc truyền sóng trên mặt
nước là :
A. 25(cm / s) B. 50(cm / s) C. 100(cm / s) D. 150 (cm / s)
Câu 26 : Một sóng cơ học lan truyền dọc theo 1 đường thẳng có phương truyền sóng tại nguồn O là : u
o
= A
sin
2
T
π
t (cm) . Một điểm M cách nguồn bằng 1/3 bước sóng ở thời điểm t = 1/2 chu kì có độ dịch chuyển u
M
= 2(cm) . Biên độ sóng A là :
A. 4(cm) B. 2 (cm) C.
4
3
(cm) D. 2
3
(cm)
*Câu 27 : Một sóng cơ học lan truyền trong 1 môi trường vật chất tại 1 điểm cách nguồn x(m) có phương
trình sóng : u = 4 cos (
3
π
t -
2
3
π
x) (cm) . Vận tốc trong môi trường đó có giá trị :
A. 0,5(m / s) B. 1 (m / s) C. 1,5 (m / s) D. 2(m / s)
*Câu 28 . Đầu O của một sợi dây đàn hồi dao động với phương trình u = 2cos2πt (cm) tạo ra một sóng ngang
trên dây có vận tốc v= 20 cm/s. Một điểm M trên dây cách O một khoảng 2,5 cm dao động với phương trình:
A
.
u
M
= 2. cos(2πt +
2
π
) (cm) B. u
M
= 2. cos(2πt +
4
π
) (cm)
C. u
M
= 2. cos(2πt +π) (cm) D. u
M
= 2. cos2πt (cm)
*Câu 29 : Một sóng cơ học lan truyền trên 1 phương truyền sóng với vận tốc 40 (cm/s) . Phương trình sóng
của 1 điểm O trên phương truyền đó là : u
o
= 2cos2
π
t (cm) . Phương trình sóng tại 1 điểm M nằm trước O và
cách O 1 đoạn 10(cm) là :
A
.
u
M
= 2 cos (2
π
t ) (cm) B. u
M
= 2 cos (2
π
t -
2
π
) (cm)
C . u
M
= 2 cos (2
π
t +
4
π
) (cm) D. u
M
= 2 cos (2
π
t -
4
π
) (cm)
Trường THPT Bắc Bình Năm học 2008-2009
11
GIÁO ÁN VẬT LÝ LỚP 12 CƠ BẢN Gv Nguyễn Thị Tâm
*Câu 30 : Sóng truyền từ điểm M đến điểm O rồi đến điểm N trên cùng 1 phương truyền sóng với vận tốc v =
20(m / s) . Cho biết tại O dao động có phương trình
u
o
= 4 cos ( 2
π
f t -
6
π
) (cm) và tại 2 điểm gần nhau nhất cách nhau 6(m) trên cùng phương truyền sóng thì
dao động lệch pha nhau
2
3
π
(raD. . Cho ON = 0,5(m) . Phương trình sóng tại N là :
A. u
N
= 4cos (
20
9
π
t -
2
9
π
) (cm) B. u
N
= 4cos (
20
9
π
t +
2
9
π
) (cm)
C. u
N
= 4cos (
40
9
π
t -
2
9
π
) (cm) D. u
N
= 4cos (
40
9
π
t +
2
9
π
) (cm)
*Câu 31 : Một sóng cơ học truyền dọc theo trục Ox có phương trình u = 28cos(20x - 2000t) (cm), trong đó x
là toạ độ được tính bằng mét (m), t là thời gian được tính bằng giây (s). Vận tốc của sóng là
A. 334 m/s. B. 100m/s. C. 314m/s. D. 331m/s.
* Câu 32 Trên mặt một chất lỏng, tại O có một nguồn sóng cơ dao động có tần số f = 30Hz. Vận tốc truyền
sóng là một giá trị nào đó trong khoảng từ 1,6m/s đến 2,9m/s. Biết tại điểm M cách O một khoảng 10cm sóng
tại đó luôn dao động ngược pha với dao động tại O. Giá trị của vận tốc đó là:
A. 2m/s B. 3m/s C. 2,4m/s D. 1,6m/s
*Câu 33 Một sóng truyền trên mặt biển có bước sóng 2m Khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên cùng
một phương truyền sóng dao động lệch pha nhau 0,25π là:
A. 0,25m. B. 0,75m. C. 2m. D. 1m.
* Câu 34 : Sóng truyền từ A đến M với bước sóng
λ
= 30 (cm) .Biết M cách A 1 khoảng 15(cm) . Sóng tại M
có tính chất nào sau đây so với sóng tại A ?
A.Cùng pha với sóng tại A . C . Trễ pha hơn sóng tại A một lượng là
3
2
π
.
B.Ngược pha với sóng tại A . D. Lệch pha 1 lượng
2
π
s
* Câu 37: khi một sóng cơ học truyền đi từ không khí vào nước thì đại lượng nào sau đây không đổi
A. Vận tốc B.Bước sóng . C.Tần số D. năng lượng
* Câu 38: sóng ngang :
A . chỉ truyền được trong chất rắn
B. truyền được trong chất rắn và trên bề mặt chất lỏng
C. truyền được trong chất rắn, chất lỏng và chất khí
D. truyền được trong chất rắn, chất lỏng ,chất khí và chân không
*Câu 39 Sóng cơ là gì ?
A. Sự truyền chuyển động cơ trong không khí
B .Những dao động cơ học lan truyền trong môi trường vật chất
C. Chuyển động tương đối của vật này so với vật khác
D. Sự co giản tuần hoàn giữa các phần tử của môi trường
Câu 1 :Cho hai điểm A,B trên mặt nước được kích thích dao động nhờ hai nguồn kết hợp cùng pha . khoảng
cách ngắn nhất từ trung điểm của AB đến một điểm nút trên AB là :
A.
2
3
λ
B.
4
λ
C.
2
λ
D.
λ
Câu 2 : Trong quá trình giao thoa sóng ,dao động tổng hợp tại M chính là sự tổng hợp của các sóng thành
phần .Gọi
ϕ∆
là độ lệch pha của hai sóng thành phần .Biên độ dao động tại M đật giá trị cực đại khi
ϕ∆
bằng
giá trị nào sau đây (với
...2;1;0k ±±=
):
Trường THPT Bắc Bình Năm học 2008-2009
12