tai lieu gui tam

Tài Liệu ôn Thi tốt nghiệp, Đại học: Chơng: Sóng Cơ-Sóng âm
Chơng 3: sóng cơ
I. Lý thuyết.
1. Sóng cơ là những dao động đàn hồi lan truyền trong môi trờng vật chất theo thời gian.
- Có 2 loại : + Sóng dọc: Phơng dao động của các phần tử vật chất trùng phơng truyền sóng.
Sóng dọc truyền đợc trong tất cả các môi trờng trừ chân không
+Sóng ngang: Phơng dao động của các phần tử vật chất vuông góc phơng truyền sóng.
Sóng ngang chỉ truyền đợc trong môI trờng rắn, ngoại trừ trờng hợp sóng ngang truyền trên mặt
nớc.
- Quá trình lan truyền sóng là quá trình lan truyền pha dao động còn các phần tử vật chất chỉ dao động
xung quanh vị trí cân bằng mà không đợc truyền đi.
- Vận tốc truyền sóng đối với môi trờng luôn không đổi và chỉ phụ thuộc vào bản chất của môi trờng.
- Khi có quá trình sóng thì sóng vừa mang tính chất tuần hoàn về không gian vừa mang tính chất tuần
hoàn về thời gian.
- Bớc sóng: là quãng đờng mà sóng truyền đI đợc trong một chu kì truyền sóng hay nói cách khác bớc
sóng là khoảng cách gần nhau nhất trên phơng truyền sóng mà 2 điểm dao động ngựoc pha.
2. Phơng trình sóng.
Giả sử tại một nguồn phát sóng trên mặt nớc dao động với phơng trình: U
0
= Acos

t thì phơng trình
sóng của một điểm M trên phơng truyền sóng cách O một khoảng d là: U
M
= Acos(



d
t
2

)
- Nếu O không phải là nguồn phát sóng mà O chỉ là một điểm trên phơng truyền sóng thì phơng trình
sóng tại điểm M có dạng: U
M
= Acos(



d
t
2

) Lấy dấu (+) khi M đứng trớc O, (-) khi M đứng
sau O.
- Khoảng cách giữa 2 điểm trên phơng truyền sóng dao động cùng pha : d = k

=> Khoảng cách gần
nhau nhất: d =

- Khoảng cách giữa 2 điểm trên phơng truyền sóng dao động ngợc pha: d = (2k + 1)
2

=> Khoảng
cách gần nhất:
2

3. Hiện tợng giao thoa sóng.
a, Định nghĩa: là hiên tợng 2 sóng có cùng phơng cùng tần số ( có độ lệch pha không đổi) cùng truyền
đến một điểm kế quả là tại đó 2 sóng có thể tăng cờng hoặc giảm bớt tạo nên các khoảng lồi lõm xen

kẽ nhau một cách đều đặn nằm trên các đờng hypebol có tiêu điểm là 2 nguồn.
b, Giả sử có nguồn phát sóng dao động với phơng trình: U
A
= U
B
= acos

t cùng truyền đến M =>
Phơng trình sóng tại M: U
M
= 2acos


)(
12
dd

cos(



)(
12
dd
t
+
+
)
- Độ lệch pha giữa sóng tại M và sóng tại A và B là:

)(
12
dd
+
=
- Những điểm dao động với biên độ cực đại: A = 2a =>


)(
12
dd

= k

=> d
2
d
1
= k

Vật những điểm mà hiệu đờng do 2 nguồn truyền đến bằng một số nguyên lần bớc sóng dao động với
biên độ cực đại.
- Những điểm dao động với biên độ cực tiểu. A = 0. =>


)(
12
dd

= (2k +1)
2

=> d
2
d
1
= (2k
+1)
2

Vậy những điểm mà hiệu đờng đI do 2 nguồn truyền đến bằng một số lẻ lần nửa bớc sóng dao động
với biên độ cực tiểu.
*, Cách xác định xem A, B là cực đại hay cực tiểu giao thoa:
Lấy

AB
= k,n. Nếu n = 0 thì A và B là cực đại, n = 5 thì A và B là cực tiểu. Còn các trờng hợp
khác thì A và B không phảI cực đại cũng không phảI cực tiểu.
Ngời soạn: Tạ thế Vợng Tổ: Lý, Hoá Trờng THPT Yên mô B Ninh Bình.
Tài Liệu ôn Thi tốt nghiệp, Đại học: Chơng: Sóng Cơ-Sóng âm
- Số dãy cực đại: N = 2k + 1 ( kể cả 2 cực đại ở 2 đầu)
- Số dãy cực tiểu: L = N 1 nếu n = 0 và L = N + 1 nếu n = 5.
Chú ý: Số dãy cực đại bao giờ cũng là lẻ và cực tiểu bao giờ cũng là chẵn.
4. Sóng dừng: là sự dao thoa giữa sóng tới và sóng phản xạ kết quả là tao nên trên sợi dây những nút và
những bụng cố định.
- Khoảng cách giữa 2 nút liên tiếp = khoảng cách giữa 2 bụng liên tiếp =
2

- Khoảng cách giữa 1 bụng và một nút liên tiếp =
4

.
*, Điều kiện để trên dây có sóng dừng với 2 đầu là nút : L = k
2

Vói k là số bụng và k+1 là số nút
*, Điều kiện để trên dây có sóng dừng với một đầu là nút một đầu là bụng: L = k
42

+
Vói số nút bằng số bụng bằng ( k + 1)
Chú ý: đầu tự do bao giờ cũng là bụng, đầu gắn với nguồn bao giờ cũng là nút
Để thay đổi số nút số bụng trên dây thì tat hay đổi tần số dung của nguồn
5. Sóng âm.
a. Súng õm:
- m l súng dc truyn c trong cỏc mụi trng n hi rn, lng, khớ, khụng truyn c trong
chõn khụng.
- m nghe c cú tn s
16 20000Hz f Hz
.
- Vn tc truyn õm ph thuc vo tớnh n hi v mt ca mụi trng.
b. Cỏc c tớnh ca õm:
- cao: ph thuc vo tn s ca õm phỏt ra, f ln thỡ õm bng, f nh thỡ õm trm
- m sc: Mi ngun phỏt ra ng thi õm c bn cú tn s f v cỏc ha õm cú tn s 2f, 3f, dao ng
tng hp to nờn õm sc. m sc ph thuc vo f s v s bin thiờn li .
- Cng õm - Mc cng õm:
Cng õm
P

I
S
=
Mc cng õm:
( )
0
10lg
I
L dB
I
=
P: cụng sut ca ngun õm; S l din tớch, I
0
l mc cng õm chun ca tn s f = 1000Hz.
- to ca õm: ph thuc hiu ng do cng õm gõy ra i vi tai ngi nghe, Tựy vo tn s f m
mi õm cú ngng nghe tng ng vi I
min
. to ca õm I = I - I
min
.
c. Hiu ng ụple:Trng hp tng quỏt tn s ca õm m quan sỏt viờn nhn c l :
'
S
M
v v
f f
v v

=

Vi f l tn s ngun õm. v l vn tc truyn õm trong mụi trng,
S
v
l vn tc ngun õm.
M
v
l vn
tc ca quan sỏt viờn. Chn chiu dng l chiu truyn ca súng õm
v
r
.
S
v
v
M
v
l cỏc giỏ tr i s.
II. B ài tập tự luận:
Bt1. Cho ri nhng git nc u u 150 git/ 2 phỳt. Ta nhn thy chung quanh im ri A trờn mt
nc phỏt sinh nhng ng súng trũn tõm A. Khong cỏch gia 3 ngn súng liờn tip l 80cm.
a, Tớnh tn s v vn tc truyn súng trờn mt nc
b, Tớnh lch pha gia 2 v trớ cỏch nhau 25cm theo mt phng truyn súng
Bt2. Dựng 1 mi nhn to ra ti A trờn mt cht lng yờn tnh mt dao ng iu hũa chu kỡ T = 0,5s.
Trờn mt cht lng xut hin nhng ng trũn ng tõm A lan rng dn, khong cỏch gia 5 ng
trũn lien tip cỏch nhau 1,4m. Tớnh vn tc truyn súng trờn mt cht lng.
Ngời soạn: Tạ thế Vợng Tổ: Lý, Hoá Trờng THPT Yên mô B Ninh Bình.
Tµi LiÖu «n Thi tèt nghiÖp, §¹i häc: Ch¬ng: Sãng C¬-Sãng ©m
Bt3. Dây cao su AB căng ngang rất dài, đầu A dao động với phương trình u
A
= a Cos 5Πt (cm,s). Vận

tốc truyền sóng trên AB là 0,1 m/s. Xác định trên AB kể từ A hai vị trí liên tiếp dao động:
a. Cùng pha với A. b. Ngược pha với A c. Có pha vuông góc với A.
Bt4. Dây cao su AB căng ngang rất dài, đầu A dao động theo phương thẳng đứng với biên độ 2cm, chu
kì 4s. Vận tốc truyền sóng trên AB là 10m/s. Chọn gốc thời gian lúc A qua vị trí cân bằng theo chiều
dương.
a, Viết ptdđ tại A. b, Viết ptdđ tại M cách A 25cm
Bt5. Dây cao su AB căng ngang rất dài, đầu A dao động theo phương thẳng đứng với biên độ 2cm, tần
số 20hz. Vận tốc truyền sóng trên AB là 3m/s. Chọn gốc thời gian là lúc A qua vị trí cân bằng theo chiều
dương. Vẽ dạng của dây Ab lúc t = 1/20 s.
Bt6. Một dây đàn hồi AB căng ngang, đầu A dao động theo phương vuông góc với AB với biên độ
0,5cm; chu kỳ 2s. vận tốc truyền sóng trên AB là 0,5m/s.
a. Chọn gốc thời gian lúc A qua vị trí cân bằng theo chiều dương. Viết ptdđ tại A.
b. Khảo sát dạng của dây AB tại các thời điểm t=1s và t=1,5s.
Bt7. Một dây đàn hồi AB căng ngang, đầu A dao động theo phương vuông góc với AB với pt u
A
=
0,5Cos4Πt (cm,s). Vận tốc truyền sóng trên AB là 0,5cm/s.
a. Tính tần số và bước sóng.
b. Viết biểu thức sóng tại M cách A 62,5cm. So sánh pha dao động của A với M.
Bt8. Hiện tượng giao thoa sóng do 2 nguồn sóng kết hợp S
1
S
2
dao động với tần số 15Hz, có 2 điểm
đứng yên liên tiếp trên S
1
S
2
cách nhau 1,2m. Tính vận tốc truyền sóng trên mặt nước.
Bt9. Thí nghiệm giao thoa sóng trên mặt chất lỏng tạo thành do 2 nguồn sóng kết hợp S

1
S
2
dao động
với tần số f = 20 Hz. Vận tốc truyền sóng trên mặt chất lỏng v=120m/s;
1 2
S S
= 12,7cm. tìm trên
1 2
S S
số
điểm dao động với biên độ cực đại và số điểm đứng yên.
Bt10 Thí nghiệm giao thoa sóng trên mặt chất lỏng tạo thành do 2 nguồn sóng kết hợp S
1
S
2
dao động
với tần số f = 40Hz, biên độ sóng là a =0,5cm. Khi có hiện tượng giao thoa , khoảng cách giữa 2 vị trí
đứng yên liên tiếp trên
1 2
S S
là 2,5cm.
a Tìm bước sóng và Vận tốc truyền sóng trên mặt chất lỏng
b. Viết biểu thức sóng tại M cách
1 2
S S
lần lượt là 16,25cm và 5cm. Chọn gốc thời gian là lúc
1 2
S S
qua

vị trí cân bằng theo chiều dương.
c. Xác định trên đường
1 2
S S
nối dài về phía S2 một điểm N gần S2 nhất dao động cùng pha với
1 2
S S
.
Cho biết
1 2
S S
=12cm.
Bt11 Tạo sóng ngang trên dây cao su AB căng ngang dài 60cm, đầu B cố định, đầu A dao động với
phương trình
2 40
A
u Cos t
π
=
(cm,s). Vận tốc truyền sóng trên đầu AB là v= 40cm/s.
a, Viết pt sóng tới và sóng phản xạ tại B.
b, Viết phương trình sóng tổng hợp tại M cách B 11,5 cm.
Bt12 Dây đàn hồi căng ngang, B cố định, A gắn vào bản rung dao động vớ tần số f =50Hz tạo sóng
ngang trên AB. Người ta đếm được từ A đến B có 5 nút sóng.
a. Tìm Vận tốc truyền sóng trên Ab
b. Muốn trên AB có sóng dừng với 2 bó sóng thì tần số dao động của bản rung là bao nhiêu.
Bt13Dây đàn hồi AB căng ngang dài 40cm, B cố định, A gắn vào bản rung dao động với tần số f =60Hz
tạo ra sóng ngang truyền trên AB. Vận tốc truyền sóng trên AB là v = 10m/s.
a. Trên AB có sóng dừng không? Vì sao?
b. Khi bản rung dao động với tần số f ‘=50Hz, tìm số nút và số bụng trên AB.

Bt14Treo dây đàn hồi AB vào A, đầu B để tự do. A dao động theo phương vuông góc với AB với tần số
f =50Hz. Vận tốc truyền sóng trên dây AB là 4m/s. Trên Ab có sóng dừng với 3 bụng sóng.
a. Tính bước sóng và chiều dài dây AB
b. Muốn trên Ab có sóng dừng với 5 bụng sóng thì đầu A phải dao động với tần số f ?
Bt15Treo trên dây đàn hồi AB dài 32cm vào A. đầu B để tự do. A dao động theo phương vuông góc với
AB với tần số f = 25cm. Vận tốc truyền sóng trên AB là 4m/s.
a. trên AB có sóng dừng không? Vì sao?
Ngêi so¹n: T¹ thÕ Vîng – Tæ: Lý, Ho¸ Trêng THPT Yªn m« B – Ninh B×nh.
Tài Liệu ôn Thi tốt nghiệp, Đại học: Chơng: Sóng Cơ-Sóng âm
b. Nu AB = 28cm, tỡm s nỳt v s bng trờn AB.
Bt16: Mt súng truyn trong mụi trng lm cỏc im trong mụi trng dao ng theo phng trỡnh:
u(t)= 4cos(t + ) (cm).
a. Bit bc súng = 240cm. Tớnh vn tc truyn súng?
b. Tớnh lch pha ca hai dao ng:
b
1
. Ti mt im cỏch nhau mt khong thi gian t =1s.
b
2
. Ti hai im cỏch nhau mt khong 210cm vo cựng mt lỳc.
C,Vo thi im t dch chuyn ca mt im trong mt mụi trng k t v trớ cõn bng l 3cm.
Tớnh dch chuyn ca nú sau mt khong thi gian t = 2s? Gii thớch kt qu tỡm c?
Bài 17: Hai đầu A và B của một mẩu dây thép hình chữ U đợc chạm vào mặt nớc. Cho mẩu dây thép
dao động dao động điều hoà theo phơng vuông góc với mặt nớc.
1, Trên mặt nớc ta quan sát they hiện tợng gì? giảI thích.
2, Cho biết khoảng cách AB = 6,5cm, tần số dao động f = 80Hz, vận tốc truyền sang v = 32cm/s, biên
độ không đổi a= 0,5cm.
a , thiết lập phơng trình dao động tổng hợp tại M trên mặt nớc cách A một khoảng d
1
= 7,79cm và B

một đoạn d
2
= 5,09cm.
b , So sánh pha của dao động tổng hợp tai M và pha của hai nguồn tại A và B. Coi
0==
BA

3,Tìm số gợn lồi và số gợn lõm trong đoạn AB.
Bài 18: Trong thí nghiệm về giao thoa sóng trên mặt nớc hai nguồn kết hợp A và B dao động với tần số
f = 16Hz. Tại một điểm M cách A 30cm, cách B 25,5cm sóng có biên độ cực đại. Giữa M và trung
trực của AB có hai dãy cực đại khác.Tính vận tốc truyền sóng.
Bài 19: Trên mặt nớc có hai nguồn phát sóng AB = 4,5

. Hỏi trên đờng tròn tâm O bán kính R = 2,5

có tất cả bao nhiêu điểm dao động với biên độ cực đại.( Vói O là trung điểm của AB)
Bài20:Một nguồn sóng dao động đièu hoà theo phơng trình : u = 5cos20
t

cm
a. Hai điểm M, N trên phơng truyền sóng cách nhau 6cm luôn dao động ngợc pha nhau . Tìm vận
tốc truyền sóng , biết 20cm/s
25

v
cm/s .
b. Tại thời điểm t phần tử A có li độ u
A
= 2cm . Hỏi sau sau đó 1,25s li độ của phần tử đó bằng bao
nhiêu ?

Bài 21: Một sợi dây AB không giãn chiều dài l, đầu B cố định, đầu A dao động điều hoà với phơng
trình:
U
A
= U
0
cos

t.
1, Viết phơng trình dao động tại M cách A một khoảng d . Biét tốc độ truyền sóng trên dây là v . Coi
A và B là các nút.
2, Tìm điều kiện để trên dây có sóng dừng.
3, Biết l = 1,2m. f = 100Hz, v = 40m/s. U
0
= 1,5cm.
a , Trên dây có sóng dừng không? Nếu có hãy xác định số nút và số bụng trên dây,
b, Xác định bề rộng của một bụng sóng và tốc độ dao động cực đại của một bụng sóng.
c, Nếu muốn trên dây có 12 bụng sóng thì f phảI bằng bao nhiêu?
Bài 22:Một âm thoa trên miệng ống hình trụ AB = l, cột không khí trên ống nớc thay đổi đợc nhò dịch
chuyển mực nớc ở đầu B. Âm thoa phát ra âm cơ bản, trong không khí có sóng dừng.
1, GiảI thích hiện tợng.
2, Khi cho l ngắn nhất là l
0
= 13cm thì ta nghe âm do S phát ra to nhất. Tìm f của âm S. biết B là một
nút, A là một bụng. Vận tốc âm trong không khí AB là v = 340m/s.
3. Dịch B sao cho l = 65cm ta lại nghe âm to nhất. Tìm số bụng sóng trên AB.
Bài 23: Một sợi dây AB treo lơ lửng, đầu trên A gắn vào âm giao thoa dao động với tần số f = 100Hz.
Vận tốc truyền sóng trên dây là 4m/s.
1. Chiều dài dây là 80cm, Trên dây có sóng dừng không?
2. Nếu chiều dài là 21cm thì trên dây có sóng dừng, hãy xác định số bụng và số nút.

3. Để trên dây suất hiện thêm 2 nút thì tần số thay đổi nh thế nào?
Bài 24: Một sóng dừng trên dây có dạng:
U = 2 sin
4

dcos(20
2
.


+
t
) (cm).
a , Tính vận tốc truyền sóng trên dây,
Ngời soạn: Tạ thế Vợng Tổ: Lý, Hoá Trờng THPT Yên mô B Ninh Bình.
Tài Liệu ôn Thi tốt nghiệp, Đại học: Chơng: Sóng Cơ-Sóng âm
b, xác định những vị trí trên dây có biên độ 1cm.
Bài 25: Hai nguồn dao động cùng pha, cùng tần số với nhau trên mặt nớc với tần số là : 50Hz, vận tốc
truyền sóng là 100cm/s. Hãy xét xem bản thân A và B là cực đại hay cực tiểu giao thoa và tìm tổng số
cực đại và cực tiểu giao thoa có trong AB trong các trờng hợp sau.
a , AB = 10cm. b, AB = 15cm. c , AB = 15,5cm.
HD: Để xác định xem bản thân AB là cực đại hay cực tiểu giao thoa ta làm nh sau:
B1: Lấy

AB
= k,n Với k là phần nguyên và n là phần thập phân.
+ Nếu n = 0 thì A,B là cực đại, + Nếu n = 5 thì A,B là cực tiểu
+ Các trờng hợp còn lại A và B không phảI cực đại cũng không phảI cực tiểu.
B2; Xác định số cực đại và cực tiểu có trên AB( kể cả 2 đầu)
- Số dãy cực đại có ở hai đầu là: N = 2k + 1.

+ Nếu n = 0 : Số dãy cực tiểu là L = N 1.
+ Nếu n = 5 : Số dãy cực tiểu là L = N + 1.
Chú ý: Số dãy cực đại luôn là số lẻ còn số dãy cực tiểu luôn là số chẵn.

III. Bài tập trắc nghiệm.
II.1. Chn cõu ỳng. Súng c hc l:
A. s lan truyn dao ng ca vt cht theo thi gian.
B. nhng dao ng c hc lan truyn trong mt mụi trng vt cht theo thi gian.
C. s lan to vt cht trong khụng gian.
D. s lan truyn biờn dao ng ca cỏc phõn t vt cht theo thi gian
II.2. Chn phỏt biu ỳng trong cỏc li phỏt biu di õy:
A. Chu k dao ng chung ca cỏc phn t vt cht khi cú súng truyn qua gi l chu k súng.
B. i lng nghch o ca tn s gúc gi l tn s ca súng.
C. Vn tc dao ng ca cỏc phn t vt cht gi l vn tc ca súng
D. Nng lng ca súng luụn luụn khụng i trong quỏ trỡnh truyn súng.
II.3. Chn cõu ỳng. Súng ngang l súng:
A. c truyn i theo phng ngang. B. cú phng dao ng vuụng gúc vi phng truyn súng.
C. c truyn theo phng thng ng. D. cú phng dao ng trựng vi phng truyn súng.
II.4. Chn cõu ỳng. Súng dc l súng:
A. c truyn i theo phng ngang. B. cú phng dao ng trựng vi phng truyn súng.
C. c truyn i theo phng thng ng. D. cú phng dao ng vuụng gúc vi phng truyn
súng.
II.5. Chn cõu ỳng. Bc súng l:
A. khong cỏch gia hai im gn nhau nht trờn phng truyn súng v dao ng cựng pha.
B. khong cỏch gia hai im dao ng cựng pha trờn phng truyn súng.
C. khong cỏch gia hai im gn nhau nht trờn phng truyn súng v dao ng ngc pha.
D. quóng ng súng truyn c trong mt n v thi gian.
II.6. Chn phỏt biu ỳng trong cỏc phỏt biu sau:
A. Bc súng l quóng ng súng truyn c trong mt chu k dao ng ca súng.
B. i vi mt mụi trng nht nh, bc súng t l nghch vi tn s ca súng.

C. Nhng im cỏch nhau mt s nguyờn ln bc súng trờn phng truyn súng thỡ dao ng
cựng pha vi nhau.
D. A, B, C u ỳng.
II.7. Chn cõu ỳng.
Gi d l khong cỏch gia hai im trờn phng truyn súng, v l vn tc truyn súng, f l tn s
ca súng. Nu
v
d (2n 1)
2f
= +
; (n = 0, 1, 2,...), thỡ hai im ú:
A. dao ng cựng pha. B. dao ng ngc pha.
C. dao ng vuụng pha. D. Khụng xỏc nh c.
Ngời soạn: Tạ thế Vợng Tổ: Lý, Hoá Trờng THPT Yên mô B Ninh Bình.