CHUYÊN ĐỀ 2. SÓNG MỤC LỤC File word:
[email protected] -- 1 -- Phone, Zalo: 0946 513 000 MỤC LỤC CHỦ ĐỀ 1. HIỆN TƢỢNG SÓNG CƠ HỌC............................................................................... 3 A. TÓM TẮT LÍ THUYẾT............................................................................................................ 3 B. PHÂN LOẠI, PHƢƠNG PHÁP GIẢI VÀ BÀI TẬP RÈN LUYỆN KĨ NĂNG ................... 4 Dạng 1. Bài toán liên quan đến sự truyền sóng ............................................................................ 4 1. Sự truyền pha dao động.............................................................................................................. 4 2. Biết trạng thái ở điểm này xác định trạng thái điểm khác .................................................... 11 3. Tìm thời điểm tiếp theo để một điểm ở một trạng thái nhất định ........................................ 12 4. Biết li độ hai điểm ở cùng một thời điểm xác định thời điểm tiếp theo, xác định bƣớc sóng ........................................................................................................................................................ 14 5. Trạng thái hai điểm cùng pha, ngƣợc pha vuông pha ........................................................... 19 6. Đồ thị sóng hình sin................................................................................................................... 20 7. Quan hệ li độ tại ba điểm trên phƣơng truyền sóng .............................................................. 23 Dạng 2. Bài toán liên quan đến phƣơng trình sóng.................................................................... 30 1. Phƣơng trình sóng..................................................................................................................... 30 2. Li độ và vận tốc dao động tại các điểm ở các thời điểm......................................................... 36 2.1. Li độ vận tốc tại cùng 1 điểm ở 2 thời điểm ........................................................................... 36 2.2. Li độ và vận tốc tại hai điểm................................................................................................... 37 3. Khoảng cách cực đại cực tiểu giữa hai điểm trên phƣơng truyền sóng. .............................. 40 CHỦ ĐỀ 2. SÓNG DỪNG............................................................................................................ 48 A. TÓM TẮT LÍ THUYẾT.......................................................................................................... 48 B. PHÂN LOẠI, PHƢƠNG PHÁP GIẢI VÀ BÀI TẬP RÈN LUYỆN KĨ NĂNG ................. 49 Dạng 1. Bài toán liên quan đến điều kiện sóng dừng trên dây.................................................. 49 1. Điều kiện sóng dừng, các đại lƣợng đặc trƣng ....................................................................... 49 2. Dùng nam châm để kích thích sóng dừng ............................................................................... 52 3. Thay đổi tần số để có sóng dừng .............................................................................................. 53 4. Số nút, số bụng .......................................................................................................................... 57 Dạng 2. Bài toán liên quan đến biểu thức sóng dừng................................................................. 66 1. Các đại lƣợng đặc trƣng........................................................................................................... 66 2. Biên độ sóng tại các điểm ......................................................................................................... 68 2.1. Biên độ tại các điểm................................................................................................................ 68 2.2. Hai điểm (không phải bụng) liên tiếp có cùng biên độ.......................................................... 70 2.3. Ba điểm (không phải bụng) liên tiếp có cùng biên độ ........................................................... 72 2.4. Các điểm có cùng biên độ nằm cách đều nhau...................................................................... 73 2.5. Điểm có biên độ A0 nằm gần nút nhất, gần bụng nhất ......................................................... 75 3. Khoảng thời gian li độ lặp lại................................................................................................... 79 4. Li độ, vận tốc và gia tốc tại các điểm khác nhau .................................................................... 81 CHỦ ĐỀ 3. GIAO THOA SÓNG CƠ HỌC................................................................................ 88 A. TÓM TẮT LÍ THUYẾT.......................................................................................................... 88 B. PHÂN LOẠI, PHƢƠNG PHÁP GIẢI VÀ BÀI TẬP RÈN LUYỆN KĨ NĂNG ................. 89 Dạng 1. Bài toán liên quan đến điều kiện giao thoa ................................................................... 90 1. Hai nguồn đồng bộ.................................................................................................................... 90 1.1. Điều kiện cực đại cực tiểu ...................................................................................................... 90 1.2. Biết thứ tự cực đại, cực tiểu tại điểm M tìm bước sóng, tốc độ truyền sóng......................... 90
CHUYÊN ĐỀ 2. SÓNG MỤC LỤC File word:
[email protected] -- 2 -- Phone, Zalo: 0946 513 000 1.3. Khoảng cách giữa cực đại, cực tiểu trên đường nối hai nguồn............................................ 91 1.4. Số cực đại, cực tiểu giữa hai điểm ......................................................................................... 92 1.5. Số cực đại, cực tiễu trên đường bao....................................................................................... 98 2. Hai nguồn không đồng bộ ........................................................................................................ 99 2.1. Điều kiện cực đại cực tiểu ...................................................................................................... 99 2.2. Cực đại cực tiểu gần đường trung trực nhất ....................................................................... 101 2.3. Kiểm tra tại M là cực đại hay cực tiểu ................................................................................. 104 2.4. Biết thứ tự cực đại, cực tiểu tại điểm M tìm bước sóng, tốc độ truyền sóng....................... 106 2.5. Khoảng cách giưa cực đại, cực tiểu trên đường nối hai nguồn.......................................... 108 2.6. Số cực đại, cực tiểu giữa hai điểm ....................................................................................... 109 2.7. Số cực đại, cực tiểu trên đường bao..................................................................................... 118 Dạng 2. Bài toán liên quan đến vị trí cực đại cực tiểu ............................................................. 129 1. Hai nguồn đồng bộ.................................................................................................................. 129 1.1. Vị trí các cực, đại cực tiểu trên AB ...................................................................................... 129 1.2. Vị trí các cực đại, cực tiểu trên Bz AB............................................................................ 130 1.3. Vị trí các cực đại, cực tiểu trên x’x ||AB .............................................................................. 136 1.4 Vị trí các cực đại, cực tiểu trên đường tròn đường kính AB................................................ 138 1.5. Vị trí các cực đại, cực tiểu trên đường tròn bán kính AB ................................................... 140 2. Hai nguồn không đồng bộ ...................................................................................................... 142 2.1. Vị trí các cực, đại cực tiểu trên AB ...................................................................................... 142 2.2. Vị trí các cực đại, cực tiểu trên Bz AB........................................................................... 146 2.3. Vị trí các cực đại, cực tiểu trên x’x || AB ............................................................................. 154 2.4. Vị trí các cực đại, cực tiểu trên đường tròn đường kính AB............................................... 156 2.5. Vị trí các cực đại, cực tiểu trên đường tròn bán kính AB ................................................... 158 2.6. Hai vân cùng loại đi qua hai điểm ....................................................................................... 159 3. Giao thoa với 3 nguồn kết hợp............................................................................................... 159 Dạng 3. Bài toán liên quan đến phƣơng trình sóng tổng hợp.................................................. 169 1. Phƣơng trình sóng tổng hợp................................................................................................... 169 2. Số điểm dao động với biên độ A0 ........................................................................................... 175 3. Trạng thái các điểm nằm trên AB ......................................................................................... 182 4. Cực đại giao thoa cùng pha với nguồn đồng bộ.................................................................... 186 5. Trạng thái các điểm nằm trên đƣờng trung trực của AB.................................................... 188 CHỦ ĐỀ 4. SÓNG ÂM ............................................................................................................... 201 A. TÓM TẮT LÍ THUYẾT........................................................................................................ 201 B. PHÂN LOẠI, PHƢƠNG PHÁP GIẢI VÀ BÀI TẬP RÈN LUYỆN KĨ NĂNG ............... 203 Dạng 1. Các bài toán liên quan đến các đặc tính Vật lý của âm ............................................. 203 1. Sự truyền âm ........................................................................................................................... 203 2. Cƣờng độ âm. Mức cƣờng độ âm .......................................................................................... 207 3. Phân bố năng lƣợng âm khi truyền đi................................................................................... 209 4. Quan hệ cƣờng độ âm, mức cƣờng độ âm ở nhiều điểm ..................................................... 213 Dạng 2. Các bài toán liên quan đến nguồn nhạc âm................................................................ 223 1. Miền nghe đƣợc....................................................................................................................... 223 2. Nguồn nhạc âm........................................................................................................................ 223
CHUYÊN ĐỀ BDHSG VẬT LÝ 11 CHUYÊN ĐỀ 2. SÓNG File word:
[email protected] -- 3 -- Phone, Zalo: 0946 513 000 CHUYÊN ĐỀ 2. SÓNG CƠ HỌC CHỦ ĐỀ 1. HIỆN TƢỢNG SÓNG CƠ HỌC A. TÓM TẮT LÍ THUYẾT 1. Sóng cơ a. Thí nghiệm Thí nghiệm 1: Một mũi nhọn dao động điều hòa theo phương thẳng đứng chạm nhẹ vào nước yên lặng tại điểm O, ta thấy xuất hiện những vòng tròn từ O lan rộng ra trên mặt nước với biên độ sóng ngày càng giảm dần. Thả nhẹ một mấu giấy xuống mặt nước, ta thấy nó nhấp nhô theo sóng nhưng không bị đẩy ra xa. Ta nói, đã có sóng trên mặt nước và O là một nguồn sóng. Thí nghiệm 2: Một lò xo rất nhẹ một đầu giữ cố định đầu còn lại dao động nhỏ theo phương trùng với trục của lò xo, ta thấy xuất hiện các biến dạng nén dãn lan truyền dọc theo trục của lò xo. b. Định nghĩa Sóng cơ là sự lan truyền của dao động cơ trong một môi trường. Các phần tử vật chất của môi trường mà sóng truyền qua chi dao động xung quanh vị trí cân bằng. Sóng ngang: Là sóng cơ trong đó phương dao động (của chất điểm ta đang xét) với phương truyền sóng. Chỉ truyền được trong chất rắn và trên mặt thoáng của chất lỏng. Sóng dọc: Là sóng cơ trong đó phương dao động // (hoặc trùng) với phương truyền sóng. Truyền được cả trong chất khí, chất lỏng và chất rắn. Sóng cơ không truyền đượctrong chân không. 2. Sự truyền sóng cơ a. Các đặc trƣng của một sóng hình sin Biên độ A của sóng là biên độ dao động của một phần tử của môi trường có sóng truyền qua. Chu kì T của sóng là chu kì dao động của một phần tử của môi trường có sóng truyền qua.Tần số của sóng f = 1/T. Tốc độ truyền sóng là tốc độ lan truyền dao động trong môi trường v s / t . Đối với mỗi môi trường, tốc độ truyền sóng có một giá trị không đổi. Bước sóng λ là quãng đường mà sóng truyền được trong một chu kì λ = vT = v/f. Hai phần tử cách nhau một bước sóng thì dao động đồng pha với nhau. Hai phần tử cách nhau một nửa bước sóng thì dao động ngược pha với nhau. Đỉnh sóng Đáy sóng Bước sóng A Biên độ sóng Năng lượng sóng: là năng lượng dao động của các phần tử của môi trường mà sóng truyền qua. b. Phƣơng trình sóng Giả sử phương trình dao động của đầu O của dây là: u0 = Acosωt.
CHUYÊN ĐỀ BDHSG VẬT LÝ 11 CHUYÊN ĐỀ 2. SÓNG File word:
[email protected] -- 4 -- Phone, Zalo: 0946 513 000 Điểm M cách O một khoảng λ. Sóng từ O truyền đến M mất khoảng thời gian Δt = x/v. Phương trình dao động của M là: uM = Acosω(t – Δt) M x t x u Acos t Acos 2 v T . Với 2 ; vT T Phương trình trên là phương trình sóng của một sóng hình sin theo trục x (sóng truyền theo chiều dương thì lấy dấu trừ trước x, còn theo chiều âm thì lấy dấu + trước x) Phương trình sóng là một hàm vừa tuần hoàn theo thời gian, vừa tuần hoàn theo không gian. B. PHÂN LOẠI, PHƢƠNG PHÁP GIẢI VÀ BÀI TẬP RÈN LUYỆN KĨ NĂNG 1. Bài toán liên quan đến sự truyền sóng. 2. Bài toán liên quan đến phương trình sóng. Dạng 1. Bài toán liên quan đến sự truyền sóng 1. Sự truyền pha dao động Phƣơng pháp giải Bước sóng: v 2 vT v f Khi sóng lan truyền thì sườn trước đi lên và sườn sau đi xuống! Xét những điểm nằm trên cùng một phương truyền sóng thì khoảng cách giữa 2 điểm dao động: Sườn sau Sườn trước Sườn sau Sườn trước Hướng truyền Phương truyền sóng 2 v v v v v O C C N N * Cùng pha: k (k là số nguyên) min . * Ngược pha: 2k 1 2 (k là số nguyên) min 0,5 . * Vuông pha: 2k 1 4 (k là số nguyên) min 0,25 Ví dụ 1: (THPTQG − 2017) Trên một sợi dây dài đang có sóng ngang hình sin truyền qua theo chiều dương của trục Ox. Tại thời điểm t0, một đoạn của sợi dây có hình dạng như hình bên. Hai phần tử dây tại M và O dao động lệch pha nhau A. π/4. B. 2π/3. C.π/3. D. 3π/4. x uO M Hướng dẫn *Bước sóng: 2 = 8 ô; * Khoảng cách hai vị trí cân bằng của OvàMlàd = 3ô = 32/8 nên chúng dao động lệch pha nhau: 2 d 3 4 Chọn D. Ví dụ 2: Trong môi trường đàn hồicó một sóng cơ có tần số 10 Hz, tốc độ truyền sóng là 40 crn/s. Hai điểm M và N trên phương truyền sóng dao động cùng pha nhau, giữa chúng chỉ có 2 điểmkhác dao động ngược pha với M. Khoảng cách MN là A. 8,75 cm. B. 10,50 cm. C. 8,00 cm. D. 12,25 cm. Hướng dẫn Hai điểm M, N dao động cùng pha nên: MN = λ; 2λ; 3λ... Nhưng giữa chúng chỉ có 2 điểm dao động ngược pha với M nên bắt buộc: MN = 2λ hay
Tiếng Việt