tiết 15 - Bài tập sóng

Kính chào
Quý Thầy Cô và các em học
sinh thân mến !
Lớp
12A10
Tiết
BÀI TẬP SÓNG CƠ
GV: Bùi Thị Ánh
Trường THPT Mê Linh
03:00 PM


KIỂM TRA BÀI CŨ
Câu hỏi: Nêu định nghĩa sóng cơ, đặc điểm của
sóng, sóng ngang, sóng dọc, các đặc trưng của
sóng , phương trình truyền sóng tại điểm M do
nguồn truyền đến? Từ đó suy ra độ lệch pha
của M so với nguồn và độ lệch pha giữa hai
điểm trên phương truyền sóng?


Hệ thống kiến thức cơ bản
Câu hỏi: Nêu định nghĩa sóng cơ, đặc điểm của sóng, sóng ngang, sóng dọc,
các đặc trưng của sóng , phương trình truyền sóng tại điểm M do nguồn truyền
đến? Từ đó suy ra độ lệch pha của M so với nguồn và độ lệch pha giữa hai điểm
trên phương truyền sóng?

+) Định nghĩa
Sóng cơ là dao động lan truyền trong một môi trường.

Hệ thống kiến thức cơ bản
Câu hỏi : Nêu định nghĩa sóng cơ, đặc điểm của sóng, sóng ngang, sóng dọc,
các đặc trưng của sóng , phương trình truyền sóng tại điểm M do nguồn truyền
đến? Từ đó suy ra độ lệch pha của M so với nguồn và độ lệch pha giữa hai điểm
trên phương truyền sóng?

+ Đặc điểm của sóng cơ học:
- Khi sóng truyền đi, mỗi
phần tử của môi trường
trên phương truyền sóng
chỉ dao động xung quanh
VTCB nhất định mà
không chuyển dời theo
phương truyền sóng.
- Quá trình truyền sóng
là quá trình truyền năng
lượng và truyền pha dao
động.

d

o

M


Hệ thống kiến thức cơ bản
Câu hỏi : Nêu định nghĩa sóng cơ, đặc điểm của sóng, sóng ngang, sóng dọc,
các đặc trưng của sóng , phương trình truyền sóng tại điểm M do nguồn truyền
đến? Từ đó suy ra độ lệch pha của M so với nguồn và độ lệch pha giữa hai điểm

trên phương truyền sóng?

+) Sóng ngang

-

Sóng ngang là sóng trong đó các phần tử của môi trường dao động
theo phương vuông góc với phương truyền sóng
- Sóng ngang lan truyền được trong môi trường có lực đàn hồi xuất
hiện khi có biến dạng lệch. Như môi trường chất rắn và trên bề mặt chất
lỏng.

Phương dao động
Phương truyền sóng


Hệ thống kiến thức cơ bản
Câu hỏi : Nêu định nghĩa sóng cơ, đặc điểm của sóng, sóng ngang, sóng dọc,
các đặc trưng của sóng , phương trình truyền sóng tại điểm M do nguồn truyền
đến? Từ đó suy ra độ lệch pha của M so với nguồn và độ lệch pha giữa hai điểm
trên phương truyền sóng?

+) Sóng dọc
- Là sóng trong đó các phần tử của môi trường dao động theo
phương trùng với phương truyền sóng

-

Sóng dọc lan truyền được trong môi trường có lực đàn hồi xuất hiệ khi
có biến dạng nén giãn. Như môi trường chất rắn, chất lỏng và chất khí.

Phương dao động
Phương truyền sóng


Hệ thống kiến thức cơ bản
Câu hỏi : Nêu định nghĩa sóng cơ, đặc điểm của sóng, sóng ngang, sóng dọc,
các đặc trưng của sóng , phương trình truyền sóng tại điểm M do nguồn truyền
đến? Từ đó suy ra độ lệch pha của M so với nguồn và độ lệch pha giữa hai điểm
trên phương truyền sóng?

+ Các đặc trưng của sóng:
-Chu kì của sóng (T): là chu kì dao động của các phần tử sóng. (s)
-Biên độ sóng (A): là biên độ dao động của 1 phần tử sóng khi có sóng
truyền qua (m,cm,mm)
-Tốc độ sóng (v): là tốc độ lan truyền dao động trong môi trường ( m/s).
-Bước sóng (λ): là quãng đường mà sóng truyền được trong một chu kì.

v
λ=
f

(m)

Hai phần tử cách nhau một bước sóng thì dao động cùng pha.
Năng lượng sóng: Năng lượng sóng là năng lượng dao động của các
phần tử của môi trường có sóng truyền qua.
1
E = Dω 2 A2 (J)
2

Hệ thống kiến thức cơ bản
Câu hỏi : Nêu định nghĩa sóng cơ, đặc điểm của sóng, sóng ngang, sóng dọc,
các đặc trưng của sóng , phương trình truyền sóng tại điểm M do nguồn truyền
đến? Từ đó suy ra độ lệch pha của M so với nguồn và độ lệch pha giữa hai điểm
trên phương truyền sóng?

+ Phương trình truyền sóng:
* Độ lệch pha

d
d
∆ϕ = ω = 2π
v
λ

o

d

M
uM = acos (ωt - 2π

uo = acos(ωt + ϕ)

d
+ϕ)
λ

Hệ thống kiến thức cơ bản
Câu hỏi : Nêu định nghĩa sóng cơ, đặc điểm của sóng, sóng ngang, sóng dọc,
các đặc trưng của sóng , phương trình truyền sóng tại điểm M do nguồn truyền
đến? Từ đó suy ra độ lệch pha của M so với nguồn và độ lệch pha giữa hai điểm
trên phương truyền sóng?

* Độ lệch pha dao động của hai phần tử trên cùng một phương
truyền sóng cách nhau một khoảng

x2

O

x
N

M

x1

d
Sóng (dao động) tại M, N có biểu thức:

x1
x2
uM = Acos(2πft – 2π ) uN = Acos(2πft – 2π )
λ
λ

Độ lệch pha dao động giữa M so với N:

∆ϕ =

⇒

2π

x1

( 2π

λ

∆ϕ = 2π

d

λ

x2

λ

)

⇒

∆ϕ = 2π

x1

x2

λ

M sớm pha so với N hay N trễ pha so với M


Hệ thống kiến thức cơ bản
Câu hỏi : Nêu định nghĩa sóng cơ, đặc điểm của sóng, sóng ngang, sóng dọc,
các đặc trưng của sóng , phương trình truyền sóng tại điểm M do nguồn truyền
đến? Từ đó suy ra độ lệch pha của M so với nguồn và độ lệch pha giữa hai điểm
trên phương truyền sóng?

* Độ lệch pha dao động của hai phần tử trên cùng một
phương truyền sóng cách nhau một khoảng
+ Đk để hai điểm dđ cùng pha là:

∆d
∆ϕ = 2kπ = 2π
λ



∆d = kλ

+ Đk để hai điểm dđ ngược pha là:

∆d

∆ϕ = (2k + 1)π = 2π
λ

 ∆d = (2k + 1)

+ Đk để hai điểm dđ vuông pha là:

π
∆d
∆ϕ = kπ + = 2π
⇒
4
λ

∆d = (2k + 1)

λ
4

λ
2


BÀI TẬP VẬN DỤNG
Dạng 1: Đại cương về sóng cơ học và phương trình truyền sóng.
Bài 1: Nguồn sóng S trên
mặt nước dao động với
tần số f = 100Hz gây ra
sóng có biên độ A không
đổi.Biết khoảng cách

giữa 9gợn lồi liên tiếp
trên phương truyền sóng
là 2,4cm.
a) Tìm bước sóng.
b) Tìm vận tốc truyền sóng?
Giải bài tập 1:
8λ
λ

Bài 2: Một dây đàn hồi một đầu gắn với nguồn
P dao động vuông góc với phương dây có biên
độ a = 5cm, chu kì T = 0,5s và vận tốc truyền
sóng v= 40cm/s. Biết thời điểm ban đầu nguồn
gây ra dao động đang đi qua VTCB theo chiều
âm.
a) Viết phương trình sóng tại nguồn.
b) Viết phương trình dao động tại điểm M trên
phương truyền sóng cách P đoạn 50cm.

Giải bài tập 2:

a) phương trình dao động tại nguồn:
uo = 5cos (4πt + π /2)
b) Phương trình dao động tại điểm M:

9 gợn lồi ↔ 8 λ = 2,4cm
λ = 0,3cm
Vận tốc: v = λ f = 30cm/s

uM = 5cos(4π t − 2π

50 π
+ ) = 5cos(4π t − 4,5π )
20 2


BÀI TẬP VẬN DỤNG
Dạng 1: Đại cương về sóng cơ học và phương trình truyền sóng.

Bài 3: Sóng cơ truyền trong một môi trường dọc
theo trục Ox với phương trình
u= cos(20t - 4x) (cm) (x tính bằng mét, t tính bằng
giây). Tính tốc độ truyền sóng?
Cách 1

Giải bài tập 3:

Phương trình tổng quát:

d
uM = acos(ωt − 2π )
λ
u= cos (20t - 4x ) (cm)

ω 10
⇒ ω = 20(rad / s ) → f =
= ( Hz )
2π π
d
⇒ 2π = 4x  λ = π/2 m

λ

Cách 2

 v = λ f = 5m/s

Lấy hệ số của t chia cho hệ số của x


BÀI TẬP VẬN DỤNG
Dạng 2: Độ lệch pha:

Bài 1 :Sóng cơ có tần số dao động là 500Hz lan truyền với vận
tốc v = 400m/s trong không khí..
a) tính λ
b) Tính độ lệch pha giữa hai điểm cách nhau 10cm trên
phương truyền sóng.
Giải:

a) λ = v/f = 0,8m

b) ∆ϕ = 2π

d π
=
λ 4

Bài 2 :Sóng cơ có tần số dao động là 500Hz lan truyền với vận
tốc v = 300m/s trong không khí.

a)Tính độ lệch pha giữa hai điểm cách nhau 1,05m trên
phương truyền sóng .
b) từ đó có nhận xét gì?
Giải: a)

d
∆ϕ = 2π = 3,5π
λ

b)

∆ϕ = 3,5π =

 Hai điểm này dao động vuông pha nhau.

π
+ 3π
2


BÀI TẬP VẬN DỤNG
Dạng 2: Độ lệch pha:

Bài 3 :Khảo sát sóng trên sợi dây. Điểm M,N cách nhau
40cm luôn dao động ngược pha nhau. Từ M đến N còn
có hai điểm dao động ngược pha với M. tính bước
sóng?
Giải:
λ
Vì

M,N
dao
động
ngược
pha
nhau

d
=
k
λ
+
Cách 1:
2
Từ M đến N còn có hai điểm dao động ngược pha với M  k = 2
d = 2,5λ = 40cm  λ = 16cm
cách 2: Vẽ hình. Từ hình vẽ suy ra 2,5λ = 40cm  λ =16cm

M

λ

λ

E

G

λ/2

N


BÀI TẬP VẬN DỤNG
Dạng 2: Độ lệch pha:

Bài 4: sóng truyền từ M đến N trên sợi dây. M,N dao động
vuông pha nhau . Từ M  N có 3 điểm dao động ngược
pha với M. MN = 50cm. tính bước sóng.
Giải:
λ

M

λ

λ

3λ/4

λ/4

N’
E

G

H

3λ

TH 1: d = 2λ +
= 50cm
4
λ
TH 2 : d = 3λ + = 50cm
4

N

200
λ=
cm
11
200
λ=
cm
13


BÀI TẬP VẬN DỤNG
Dạng 2: Độ lệch pha:

Bài 5: sóng truyền từ M đến N. M,N lệch pha
nhau góc π/3. Từ M  N có 2 điểm dao động
cùng pha với M. Biết MN = 60cm . Tính bước
sóng?
Giải:

13π
d

360
TH 1: ∆ϕ =
= 2π ⇒ λ =
cm
3
λ
13
17π
d
360
TH 2 : ∆ϕ =
= 2π ⇒ λ =
cm
3
λ
17


CỦNG CỐ DẶN DÒ
Câu 1: Sóng cơ lan truyền trong môi trường đàn hồi
với tốc độ không đổi, khi tăng tần số sóng lên 2 lần
thì bước sóng:
A.tăng 2 lần.
B. tăng 4 lần.
C. không đổi.
D. giảm 2 lần.
Câu 2: Sóng cơ truyền trong một môi trường dọc theo
trục Ox với phương trình u= 2cos(2πt - 2π x)(cm)

(x tính bằng mét, t tính bằng giây). Tốc độ truyền

sóng này trong môi trường trên bằng
A.1 m/s.
B. 50 cm/s.
C. 40 cm/s.
D. 4 m/s.


BÀI
TẬPCỐ
VẬN
DỤNG
CỦNG
DẶN
DÒ
Câu 3: Vận tốc truyền sóng cơ học phụ thuộc
vào yếu tố nào ?
A.Tần số sóng.
B. Bản chất của môi trường truyền sóng.
C. Biên độ của sóng.
D. Bước sóng.
Câu 4: Khi một sóng cơ học truyền từ không khí
vào nước thì đại lượng nào sau đây không
thay đổi:
A. Vận tốc.
B. Tần số.
C. Bước sóng.
D. Năng lượng.


BÀI

TẬPCỐ
VẬN
DỤNG
CỦNG
DẶN
DÒ
Câu 5: Quá trình truyền sóng là:
A. quá trình truyền pha dao động.
B. quá trình truyền năng lượng.
C. quá trình truyền phần tử vật chất.
D. Cả A và B
Câu 6: Một sóng truyền trên mặt biển có bước
sóng l = 2m . Khoảng cách giữa hai điểm gần
nhau nhất trên cùng một phương truyền sóng dao
động cùng pha nhau là:
A. 0,5m
B. 1m
C. 1,5m
D. 2m


BÀI
TẬPCỐ
VẬN
DỤNG
CỦNG
DẶN
DÒ
Câu 7: Một sóng âm lan truyền trong không
khí với vận tốc 350m/s,có bước sóng 70cm.

Tần số sóng là
A. 5000Hz
B. 2000Hz
C. 50Hz
D. 500Hz
Câu 8: Một sóng cơ học có tần số 120Hz
truyền trong một môi trường với vận tốc
60m/s, thì bước sóng của nó là:


BÀI
TẬPCỐ
VẬN
DỤNG
CỦNG
DẶN
DÒ
Câu 9: một sóng ngang truyền trên một sợi dây rất dài.
Hai điểm PQ = 5λ/4 sóng truyền từ P đến Q. Những kết
luận nào sau đây là đúng?
A. Khi Q có li độ cực đại thì P có vận tốc cực đại.
B. Li độ của P, Q luôn trái dấu.
C. Khi P có li độ cực đại thì Q có vận tốc cực đại.
D. Khi P có thế năng cực đại thì Q có thế năng cực tiểu.
Gợi ý trả lời:

P
Q

Từ hình vẽ ta thấy A; B sai

PQ = 5λ/4  P;Q vuông pha nhau  P có li độ cực đại
thì Q có li độ bằng 0 (vận tốc cực đại)  C đúng
 P có thế năng cực đại
thì Q có thế năng cực tiểu  D đúng.


CỦNG CỐ DẶN DÒ
Câu 10: Các câu trả lời dưới đây đúng hay sai?
Sóng cơ học truyền trong môi trường vật chất đồng nhất
qua điểm A rồi đến điểm B thì:
Chu kì dao động tại A khác chu kì dao động tại B.
Dao động tại A trễ pha hơn dao động tại B.
Biên độ dao động tại A lớn hơn tại B.
Tốc độ truyền sóng tại A lớn hơn tại B.
Gợi ý trả lời:

A sai vì trong quá trình truyền sóng chu kì và tần số sóng không
đổi.
B sai vì sóng truyền từ A rồi mới đến B nên dao động tại A sớm pha
hơn dao động tại B.
C đúng vì nói chung sóng truyền càng xa thì biên độ giảm dần.
D sai môi trường đồng nhất nên tốc độ sóng là không đổi.


Kính chúc quý thầy cô cùng các bạn
sức khỏe – hạnh phúc – thành đạt.