Các dạng bài tập giao thoa sóng cơ luyện thi đại học

Chia sẻ: Trinh | Ngày: | 4 tài liệu

0
809
lượt xem
13
download
Xem 4 tài liệu khác
  Download Vui lòng tải xuống để xem file gốc
Các dạng bài tập giao thoa sóng cơ luyện thi đại học

Các dạng bài tập giao thoa sóng cơ luyện thi đại học
Mô tả bộ sưu tập

Bộ sưu tập Các dạng bài tập giao thoa sóng cơ luyện thi đại học sẽ mang lại cho các em học sinh các kiến thức bổ ích, cho quý thầy cô giáo những tài liệu giảng dạy hay nhất. Các tài liệu trong bộ sưu tập sẽ cung cấp các dạng bài tập về giao thoa sóng cơ giúp các em học sinh ôn thi đại học hiệu quả hơn. Thư viện eLib rất hi vọng, bộ sưu tập này sẽ hữu ích đối với các thầy cô giáo và các em học sinh.

LIKE NẾU BẠN THÍCH BỘ SƯU TẬP
Các dạng bài tập giao thoa sóng cơ luyện thi đại học

Các dạng bài tập giao thoa sóng cơ luyện thi đại học
Tóm tắt nội dung

Dưới đây là phần trích dẫn nội dung của tài liệuBài tập giao thoa sóng cơ phân dạng trong bộ sưu tập Các dạng bài tập giao thoa sóng cơ luyện thi đại học:

A. Kiến thức cần nhớ về giao thoa sóng cơ

1. Thí nghiệm giao thoa sóng nước.
+ Thanh thép mỏng T có gắn hai quả cầu nhỏ S1 và S2 chạm vào mặt nước.
+ Gẩy nhẹ cho thanh thép dao động thì S1, S2 trở thành hai nguồn phát sóng. Hai sóng từ hai nguồn này lan tỏa trên mặt nước và gặp nhau gây nên hiện tượng giao thoa sóng.
+ Khi hình ảnh sóng ổn định, trên mặt nước xuất hiện những gợn sóng cố định dao động với biên độ cực đại (gọi là vân cực đại – hay đường cực đại) xen kẽ với gợn sóng đường cố định không dao động ( gọi là vân cực tiểu – hay đường đứng yên)
2. Định nghĩa: Giao thoa sóng là hiện tượng gặp nhau của hai sóng tạo nên các gợn sóng ổn định.
3. Điều kiện để xảy ra hiện tượng giao thoa sóng:
Hai nguồn sóng phải là hai nguồn kết hợp, chúng phải dao động cùng phương, cùng tần số và có hiệu số pha không đổi theo thời gian.
Sóng do hai nguồn trên tạo ra được gọi là hai nguồn kết hợp.
4. Hình ảnh giao thoa sóng nước.
+ Đường trung trực của S1S2 là một vân cực đại.
+ Ở hai bên đường trung trực là những vân giao thoa có hình dạng là đường hypebol (cực đại và cực tiểu xen kẽ nhau)
+ Tại điểm M thuộc đường cực đại thì ta có
+ Tại điểm N thuộc đường cực tiểu thì :
5. Vị trí của các điểm cực đại trên đoạn S1S2.
+ Gọi M là điểm dao động với biên độ cực đại trên đoạn S1S2.
Ta có: Từ đó suy ra (*)
+ Công thức (*) cho phép ta xác định được vị trí của những điểm cực đại trên đoạn S1S2.
Từ công thức (*) suy ra khoảng cách giữa hai điểm cực đại trên đoạn S1S2 là
+ Do ở chính giữa hai điểm cực đại là một điểm cực tiểu, nên ta suy ra khoảng cách giữa hai điểm cực tiểu trên đoạn S1S2 cũng là
6. Tìm số điểm cực đại, cực tiểu trên đoạn S1S2.
Có nhiều cách nhau, sau đây là một cách:
+ Tính
+ Số điểm cực đại là: Ncđ = 2[n] +1
+ Số điểm cực tiểu là:
Nct = 2[n] nếu phần dư của n nhỏ hơn 0,5.
Nct = 2[n] + 2 nếu phần dư của n lớn hơn hoặc bằng 0,5.
Lưu ý: Hai điểm S1 và S2 có thể là hai điểm cực đại, hai điểm cực tiểu hoặc cũng có thể có biên độ bất kì:
+ Nếu n là số nguyên thì S1 và S2 là hai điểm cực đại.
+ Nếu n là số bán nguyên thì S1 và S2 là hai điểm cực tiểu.
7. Viết phương trình dao động tại một điểm.
Giả sử sóng tại hai nguồn S1 và S2 có cùng biểu thức: u1 = u2 = Acos t.
Dao động tại M có hai thành phần
Dao động tổng hợp tại M có
+ Biên độ
+ Pha ban đầu:
Vậy phương trình dao động tổng hợp tại M là
8. Hiện tượng đảo vân giao thoa.
+ Trong hiện tượng giao thoa sóng, khi pha dao động của một trong hai nguồn bị thay đổi đi một lượng  rad thì xảy ra hiện tượng đảo vân giao thoa. Khi đó vân cực đại sẽ đổi thành vân cực tiểu và ngược lại.
+ Từ hiện tượng trên ta suy ra hình ảnh giao thoa sóng nước khi hai nguồn dao động ngược pha như hình vẽ sau:
Khi này:
+ Đường trung trực của đoạn S1S2 là một đường cực tiểu. Ở hai bên là các văn giao thoa hình hypebol.
+ Số đường cực đại là số chẵn, số đường cực tiểu là số lẻ.

B. Câu hỏi và bài tập về giao thoa sóng cơ

2. Thế nào là hiện tượng giao thoa sóng cơ? Nêu điều kiện để có hiện tượng này?
3. Những điểm nằm trên đường cực đại thì phải thỏa măn điều kiện nào? Những điểm nằm trên đường cực tiểu thì phải thỏa mãn điều kiện nào?
4. Hãy mô tả hình ảnh giao thoa sóng nước khi hai nguồn dao động S1 và S2 cùng pha nhau. Trong trường hợp này số vân cực đại là số lẻ hay chẵn? Hãy giải thích.
5. Trong hiện tượng giao thoa sóng nước, xét trên đoạn thẳng S1S2, khoảng cách giữa hai điểm cực đại liên tiếp cách nhau bao nhiêu lần bước sóng? Em hãy trình bày một phương pháp xác định số điểm cực đại và số điểm cực tiểu trên đoạn S1S2.
6. Viết phương trình dao động tổng hợp tại điểm M cách nguồn S1 và S2 những đoạn d1 và d2.
7. Để có hiện tượng giao thoa sóng thì hai sóng phải xuất phát từ hai nguồn:
A. Cùng tần số.
B. Cùng tần số và cùng biên độ.
C. Cùng phương và cùng biên độ.
D. Cùng phương, cùng chu kì và có độ lệch pha không đổi.
8. Trong hiện tượng giao thoa sóng trên mặt nước, hai nguồn kết hợp có tần số 50Hz, ở cách nhau 9cm. Tốc độ truyền sóng là 60cm/s. Tính số vân cực đại quan sát được.
9. (CĐ - 2008). Tại hai điểm M và N trong một môi trường truyền sóng có hai nguồn sóng kết hợp cùng phương và cùng pha dao động. Biết biên độ, vận tốc của sóng không đổi trong quá trình truyền, tần số của sóng là 40Hz và có sự giao thoa sóng trong đoạn MN. Trong đoạn MN, hai điểm dao động có biên độ cực đại gần nhau nhất cách nhau 1,5cm. Tính vận tốc truyền sóng trong môi trường này.
10. Trong hiện tượng giao thoa sóng trên mặt nước, nếu ta giữ nguyên khoảng cách hai nguồn và tăng tần số của chúng thì các vân giao thoa sẽ xích lại gần nhau hơn hay dãn ra xa nhau hơn?
11. Hai nguồn sóng điểm dao động cùng phương, cùng pha, cùng tần số phát ra hai hệ sóng lan truyền trên mặt nước. Khoảng cách giữa hai nguồn bằng 2,5 lần bước sóng. Tính số vân cực đại quan sát được trong hiện tượng giao thoa này.
12. (CĐ - 2010). Ở mặt thoáng của một chất lỏng có hai nguồn kết hợp A và B dao động điều hòa cùng pha với nhau theo phương thẳng đứng. Biết tốc độ truyền sóng không đổi trong quá trình lan truyền, bước sóng do mỗi nguồn trên phát ra là 12 cm. Khoảng cách ngắn nhất giữa hai điểm dao động với biên độ cực đại nằm trên đoạn thẳng AB là bao nhiêu?
13. Hai nguồn kết hợp S1, S2 dao động điều hòa cùng phương, vuông góc với mặt nước, cùng pha và cùng tần số f = 40Hz. Biết tốc độ truyền sóng trên mặt nước là 60cm/s, khoảng cách giữa S1 và S2 là 10,2cm.
a. Tính số điểm dao động với biên độ cực đại, cực tiểu trên đoạn S1S2.
b. Tính khoảng cách từ S1 đến điểm gần nó nhất dao động với biên độ cực đại. 

Mời quý thầy cô giáo và các em học sinh xem tiếp tài liệu hoặc xem thêm các tài liệu khác trong bộ sưu tập Các dạng bài tập giao thoa sóng cơ luyện thi đại học. Hoặc download về làm tài liệu tham khảo phục vụ quá trình dạy và học môn Vật lý phổ thông.

Đồng bộ tài khoản