Chuyên đề II: Phản xạ sóng - Sóng dừng

Chia sẻ: Nguyen Huu Quang | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:6

0
539
lượt xem
192
download

Chuyên đề II: Phản xạ sóng - Sóng dừng

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Sự phản xạ sóng: Sóng đang truyền trong một môi trường mà gặp vật cản thì bị phản xạ. Sóng phản xạ có cùng tần số và bước sóng với sóng tới. Nếu đầu phản xạ cố định thì sóng phản xạ ngược pha với sóng tới.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Chuyên đề II: Phản xạ sóng - Sóng dừng

  1. Sóng c h c Ch II. Ph n x sóng. Sóng d ng CH II. PH N X SÓNG. SÓNG D NG A. TÓM T T KI N TH C C B N 1. S ph n x sóng - Sóng ang truy n trong m t môi tr ng mà g p v t c n thì b ph n x . - Sóng ph n x có cùng t n s và b c sóng v i sóng t i. - N u u ph n x c nh thì sóng ph n x ng c pha v i sóng t i. 2. Sóng d ng - Khi sóng t i và sóng ph n x c a nó cùng truy n theo m t ph ng, chúng giao thoa v i nhau, trong ó có nh ng i m ng yên (không dao ng) g i là các nút và nh ng i m dao ng v i biên c c i g i là các b ng. ó là hi n t ng sóng d ng. - Sóng d ng là sóng có các nút và các b ng λ c nh trong không gian. u 2 o Nh ng nút và b ng xen k , cách 2 t u nhau. o Kho ng cách gi a hai nút k ti p M’ B b ng kho ng cách gi a hai b ng k M x λ t+ t ti p và b ng . λ λ 2 + 2 4 o Kho ng cách gi a m t b ng và m t Hình d ng sóng d ng nh ng λ nút g n nhau nh t là th i i m khác nhau 4 3. i u ki n có sóng d ng λ λ • iv is i dây có hai u c nh hay 2 2 m t uc nh và m t u dao ng v i biên nh thì chi u dài c a dây ph i b ng m t s nguyên l n n a b c sóng : λ l=n v i n = 1, 2, 3, … Sóng d ng trên s i dây 2 àn h i có hai u c nh Máy rung C n rung • i v i m t s i dây có m t u t do thì chi u dài c a dây ph i b ng m t s l l n Dây àn h i m t ph n t b c sóng : λ λ 2 l=m v i m = 1, 3, 5, … 4 λ 4 Sóng d ng trên s i dây àn h i có m t u t do Th y inh Tr ng Ngh a, giáo viên V t lí, tr ng THPT chuyên Lê Khi t - Qu ng Ngãi Trang 1
  2. Sóng c h c Ch II. Ph n x sóng. Sóng d ng 4. ng d ng Có th ng d ng hi n t ng sóng d ng o t c truy n sóng trên dây. Ví d : Trong m t thí nghi m, ng i ta dùng máy rung v i t n s f = 50 Hz truy n dao ng cho m t u c a s i dây àn h!i có chi u dài 60 cm, u kia c a dây c gi c nh. Ng i ta quan sát th y sóng d ng trên dây và m c 3 b ng sóng. Tính b c sóng trên dây và t c truy n sóng trên dây. Bài gi i : u dây g"n v i c n rung c coi nh m t i m c nh. u còn l i c a dây c#ng c nh nên khi có sóng d ng trên dây thì chi u dài l c a dây ph i b ng m t s nguyên l n b c sóng : λ λ λ l=n Máy rung 2 2 2 n là s nguyên và c#ng chính là s b ng sóng. Theo , s b ng sóng là : n = 3. Suy ra b c sóng truy n trên dây là : 2l 2.60 λ= = = 40 cm C n rung Dây àn h i n 3 T c truy n sóng trên dây là : Sóng d ng v i 3 b ng sóng trên s i v = λf = 40.50 = 2000 cm/s dây àn h i có hai u c nh B. M T S BÀI T P Bài 1. Trên m t s i dây dài 40 cm có sóng d ng, ng i ta quan sát th y có 4 b ng sóng và hai u dây là 2 nút sóng. T n s c a sóng truy n trên dây là 400 Hz. Tính t c truy n sóng trên dây. Bài gi i : Sóng d ng trên dây v i hai u dây là hai nút sóng nên chi u dài l c a dây b ng m t s nguyên l n b c sóng : λ l=n v i n là s nguyên và c#ng chính là s b ng sóng 2 Theo , s b ng sóng là : n = 4. Suy ra b c sóng c a sóng truy n trên dây là : 2l 2.40 λ= = = 20 cm n 4 T c truy n sóng trên dây là : v = λf = 20.400 = 8000 cm/s Bài 2. M t s i dây àn h!i có m t u b k$p ch t, u kia bu c vào m t nhánh c a m t âm thoa có t n s 600 Hz. Âm thoa dao ng t o ra m t sóng d ng trên dây v i 4 b ng sóng. T c truy n sóng trên dây là 300 m/s. Coi u dây g"n v i m t nhánh c a âm thoa là m t i m c nh. a) Tính b c sóng c a sóng truy n trên dây. b) Tính chi u dài c a s i dây. Bài gi i : a) B c sóng c a sóng truy n trên dây là : v 300 λ= = = 0,5 m = 50 cm f 600 b) Sóng d ng trên dây v i hai u dây là hai nút sóng nên chi u dài l c a dây b ng m t s nguyên l n b c sóng : λ 0,5 l = n = 4. = 1 m = 100 cm 2 2 Th y inh Tr ng Ngh a, giáo viên V t lí, tr ng THPT chuyên Lê Khi t - Qu ng Ngãi Trang 2
  3. Sóng c h c Ch II. Ph n x sóng. Sóng d ng Bài 3. Hai sóng d ng sin có cùng b c sóng và cùng biên truy n ng c chi u nhau trên m t s i dây v i t c 10 cm/s t o ra m t sóng d ng. Bi t kho ng th i gian gi a hai th i i m g n nh t mà dây du%i th&ng là 0,5 s. Tính b c sóng c a hai sóng này. Bài gi i : Khi có sóng d ng các i m c a dây v'n dao ng v i t n s c a sóng (tr các i m nút là các i m ng yên). V y kho ng th i gian gi a hai th i i m g n nhau nh t mà t t c các i m c a dây u ( v trí cân b ng (dây du%i th&ng) b ng m t n a chu kì c a sóng. Do ó, chu kì c a sóng là : T = 2.0,5 = 1 s V y b c sóng c a sóng truy n trên dây là : = vT = 10.1 = 10 cm Bài 4. M t s i dây àn h!i AB c c)ng th&ng n m Chi u truy n V tc n ngang và có u B c nh (hình v ). M t sóng ngang có t n s f, b c sóng c truy n d c trên dây theo chi u t A n c a sóng t i B, g p i m c nh B thì cho sóng ph n x . Sóng t i t i B có A B ph ng trình là : u1B = A cos( 2πft ) , A là biên , t là th i gian. Quan sát trên dây th y có nh ng i m luôn ng yên và S i dây àn h i nh ng i m luôn dao ng v i biên c c i, ó chính là hi n t ng sóng d ng. Ch n tr c to Ox trùng v i s i dây, u dây c nh chi u d ng là chi u t A n B, g c to O trùng v i B. a) Vi t ph ng trình dao ng t*ng h p c a m t i m có to x trên dây (g i là ph ng trình sóng d ng trên dây). b) Xác nh v trí c a các i m ng yên (các nút sóng) và các i m dao ng v i biên c c i (các b ng sóng). Bài gi i : a) Sóng t i truy n t A n B, mà ph ng trình sóng (+) A M B t i t i B là u1B = A cos(2πft ) nên ph ng trình sóng t i O t i i m M có to x là : x 2πx u1 = A cos 2πft + λ u B c a s i dây là c nh nên sóng ph n x t i B ng c pha v i sóng t i t i B. Ph ng trình sóng ph n x t i B là : u 2 B = −u1B = − A cos(2πft ) = A cos(2πft − π ) Sóng ph n x truy n c quãng ng b ng x thì n i m M. Ph ng trình sóng ph n x t i i m M có to x là : 2πx u 2 = A cos 2πft − π − λ Nh v y, khi sóng t i và sóng ph n x liên t c truy n trên dây thì ( m%i th i i m, ph n t t i M !ng th i nh n c hai dao ng cùng ph ng u1 và u2. Do ó, dao ng c a ph n t t i M s là t*ng h p hai dao ng do sóng t i và sóng ph n x truy n n. V y ph ng trình dao ng t*ng h p (ph ng trình sóng d ng) t i i m M có to x là : 2πx 2πx u = u1 + u 2 = A cos 2πft + + A cos 2πft − π − λ λ 2πx 2πx = A cos 2πft + + cos 2πft − π − λ λ Áp d ng công th c l ng giác : Th y inh Tr ng Ngh a, giáo viên V t lí, tr ng THPT chuyên Lê Khi t - Qu ng Ngãi Trang 3
  4. Sóng c h c Ch II. Ph n x sóng. Sóng d ng a −b a+b cos a + cos b = 2 cos cos 2 2 ta c: 2πx π π u = 2 A cos + cos 2πft − (1) 2 λ 2 b) T ph ng trình (1), ta th y ph n t t i M dao ng i u hoà theo th i gian v i t n s f và biên dao ng : 2πx π 2πx π a = 2 A cos + = 2 A cos + (2) λ 2 λ 2 Biên dao ng a c a ph n t t i M ph thu c vào to x (kho ng cách n u c nh B c a s i dây). Ph n t t i M dao ng v i biên c c i amax = 2A, ngh a là t i M là b ng sóng khi : 2πx π cos + =1 λ 2 1 λ hay x= k+ , k = 0, 1, 2, … (3) 2 2 Nh v y, nh ng i m cách u c nh B m t o n b ng m t s bán nguyên l n c a n a b c sóng thì dao ng v i biên c c i amax = 2A, ó chính là v trí c a các b ng sóng. T ó ta c#ng suy ra c, hai b ng sóng g n nhau nh t thì cách nhau n a b c sóng. Ph n t t i M dao ng v i biên c c ti u amin = 0, ngh a là t i M là nút sóng khi : 2πx π cos + =0 λ 2 λ hay x=k, k = 0, 1, 2, … (4) 2 Nh v y, nh ng i m cách u c nh B m t o n b ng m t s nguyên l n c a n a b c sóng thì dao ng v i biên c c ti u amin = 0, ó chính là v trí các nút sóng. T ó ta c#ng suy ra c, hai nút sóng g n nhau nh t thì cách nhau n a b c sóng. C. CÂU H I VÀ BÀI T P TR C NGHI M Câu 1: Khi có sóng d ng trên m t s i dây àn h!i thì kho ng cách gi a hai nút sóng liên ti p b ng A. m t b c sóng. B. m t n a b c sóng. C. m t ph n t b c sóng. D. hai l n b c sóng. Câu 2: Khi có sóng d ng trên m t s i dây àn h!i thì kho ng cách gi a hai b ng sóng liên ti p b ng A. m t b c sóng. B. m t n a b c sóng. C. m t ph n t b c sóng. D. hai l n b c sóng. Câu 3: có sóng d ng trên m t s i dây àn h!i v i hai u dây u là nút sóng thì A. chi u dài dây b ng m t ph n t b c sóng. B. chi u dài dây b ng m t s nguyên n a b c sóng. C. b c sóng luôn úng b ng chi u dài dây. D. b c sóng b ng m t s nguyên l chi u dài dây. Câu 4: có sóng d ng trên m t s i dây àn h!i v i m t u dây là nút sóng và m t u dây là b ng sóng thì chi u dài dây ph i b ng A. m t s nguyên l n b c sóng. B. m t s nguyên l n n a b c sóng. C. m t s nguyên l l n n a b c sóng. Th y inh Tr ng Ngh a, giáo viên V t lí, tr ng THPT chuyên Lê Khi t - Qu ng Ngãi Trang 4
  5. Sóng c h c Ch II. Ph n x sóng. Sóng d ng D. m t s nguyên l l n m t ph n t b c sóng. Câu 5: Khi có sóng d ng trên m t s i dây àn h!i thì kho ng cách gi a m t b ng sóng và m t nút sóng g n nhau nh t b ng A. m t b c sóng. B. m t n a b c sóng. C. m t ph n t b c sóng. D. hai l n b c sóng. Câu 6: Khi có sóng d ng trên m t s i dây àn h!i thì A. trên dây ch+ còn sóng ph n x , còn sóng t i b d ng l i. B. ngu!n phát sóng ng ng dao ng, các i m trên dây t dao ng. C. trên dây có nh ng i m dao ng v i biên c c i xen k v i nh ng i m không dao ng ( ng yên). D. t t c các i m trên dây u ng ng dao ng vì sóng t i và sóng ph n x ng c pha nhau nên chúng tri t tiêu nhau. Câu 7: Khi có sóng d ng trên m t s i dây àn h!i v i hai u dây u c nh. i m trên dây cách u dây m t o n b ng m t ph n t b c sóng A. là m t nút sóng. B. là m t b ng sóng. C. có th là nút sóng và c#ng có th là b ng sóng. D. không là nút sóng và c#ng không là b ng sóng. Câu 8: Khi có sóng d ng trên m t dây àn h!i AB v i u A là nút, u B là b ng thì A. i m trên dây cách u A o n b ng n a b c sóng là b ng. B. i m trên dây cách u A o n b ng m t ph n t b c sóng là nút. C. i m trên dây cách u B o n b ng ba ph n t b c sóng là b ng. D. i m trên dây cách u B o n b ng m t ph n t b c sóng là nút. Câu 9: Trên m t s i dây àn h!i dài 2 m ang có sóng d ng v i t n s 100 Hz, ng i ta th y ngoài hai u dây c nh còn có 3 i m khác luôn ng yên. T c truy n sóng trên dây là A. 40 m/s. B. 60 m/s. C. 80 m/s. D. 100 m/s. Câu 10: M t s i dây àn h!i dài L, hai u c nh. Sóng d ng trên dây có b c sóng dài nh t là L L A. . B. . C. L. D. 2L. 4 2 Câu 11: M t s i dây àn dài 60 cm phát ra m t âm có t n s 100 Hz. Quan sát trên dây àn, ng i ta th y ngoài hai u dây c nh còn có hai nút sóng khác và c th y có ba bó sóng. T c truy n sóng trên dây là A. 20 m/s. B. 40 m/s. C. 20 cm/s. D. 40 cm/s. Câu 12: M t s i dây àn (hai u dây c nh) phát ra m t âm có t n s f. Quan sát trên dây àn th y có c th y 3 bó sóng. N u dây àn phát ra âm có t n s 3f thì s quan sát th y có c th y A. 1 bó sóng. B. 3 bó sóng. C. 6 bó sóng. D. 9 bó sóng. Câu 13: M t s i dây àn h!i dài L, m t u c nh, m t u t do. Sóng d ng trên dây có b c sóng dài nh t là L A. . B. L. C. 2L. D. 4L. 2 Câu 14: M t s i dây thép dài 60 cm có hai u c nh c kích thích cho dao ng b ng m t nam châm i n nuôi b ng m ng i n xoay chi u có t n s 50 Hz. Trên dây có sóng d ng v i 5 bó sóng. T c truy n sóng trên dây là A. 6 m/s. B. 12 m/s. C. 15 m/s. D. 24 m/s. Câu 15: M t s i dây àn dài 60 cm (hai u dây c nh) phát ra m t âm có t n s 200 Hz. Sóng truy n sóng trên dây là 40 m/s. Trên dây có sóng d ng v i s bó sóng là Th y inh Tr ng Ngh a, giáo viên V t lí, tr ng THPT chuyên Lê Khi t - Qu ng Ngãi Trang 5
  6. Sóng c h c Ch II. Ph n x sóng. Sóng d ng A. 4. B. 6. C. 8. D. 9. Câu 16: M t s i dây àn h!i AB dài 1,80 m c c)ng th&ng n m ngang, u B c nh, u A g"n vào m t b n rung. Khi b n rung rung v i t n s 100 Hz, ng i ta th y trên dây có sóng d ng g!m 6 bó sóng, v i A xem nh m t nút sóng. B c sóng và t c truy n sóng trên dây AB có giá tr l n l t là A. = 0,30 m và v = 30 m/s. B. = 0,60 m và v = 60 m/s. C. = 0,30 m và v = 60 m/s. D. = 0,60 m và v = 30 m/s. Câu 17: Sóng d ng x y ra trên m t s i dây àn h!i dài 20 cm v i hai u c nh và b c sóng b ng 8 cm thì trên dây có A. 5 b ng sóng và 5 nút sóng. B. 6 b ng sóng và 6 nút sóng. C. 5 b ng sóng và 6 nút sóng. D. 6 b ng sóng và 5 nút sóng. Câu 18: Sóng d ng x y ra trên m t s i dây àn h!i dài 11 cm v i m t u c nh, m t u t do và b c sóng b ng 4 cm thì trên dây có A. 5 b ng sóng và 5 nút sóng. B. 6 b ng sóng và 6 nút sóng. C. 5 b ng sóng và 6 nút sóng. D. 6 b ng sóng và 5 nút sóng. Câu 19: M t s i dây àn h!i AB dài 50 cm có u A c rung nh m t d ng c t o ra sóng ngang truy n trên dây v i t c 25 cm/s, còn u B c gi c nh. trên dây AB có sóng d ng v i u A coi là m t nút sóng thì t n s rung f c a d ng c ph i có giá tr là A. f = 0,5k ( Hz ) , k = 1, 2, 3, … B. f = 0,25k ( Hz ) , k = 1, 2, 3, … C. f = 0,5( k + 0,5)( Hz ) , k = 0, 1, 2, 3, … D. f = 0,25(k + 0,5)( Hz ) , k = 0, 1, 2, 3, … Câu 20: M t s i dây àn h!i AB dài 50 cm có u A c rung nh m t d ng c t o ra sóng ngang truy n trên dây v i v n t c 75 m/s, còn u B c t do. trên dây AB có sóng d ng v i u A coi là m t nút sóng thì t n s rung f c a d ng c ph i có giá tr là A. f = 0,75k ( Hz ) , k = 1, 2, 3, … B. f = 1,5k ( Hz ) , k = 1, 2, 3, … C. f = 0,75( k + 0,5)( Hz ) , k = 0, 1, 2, 3, … D. f = 1,5(k + 0,5)( Hz ) , k = 0, 1, 2, 3, … Câu 21: M t s i dây àn h!i AB có u B c nh và u A c rung v i t n s 20 Hz thì trên dây có sóng d ng mà ngoài hai nút sóng ( hai u dây còn có 3 nút sóng khác. trên o n dây AB có sóng d ng v i u A coi là m t nút sóng và trên dây có 2 b ng sóng thì u A ph i c rung v i t ns A. 5 Hz. B. 10 Hz. C. 20 Hz. D. 40 Hz. Câu 22: Quan sát sóng d ng trên m t s i dây àn h!i AB dài 1,8 m có u A c nh và u B t do, ng i ta th y có 5 nút sóng. Sóng truy n trên dây v i t c 40 m/s. T n s dao ng c a dây là A. 25 Hz. B. 50 Hz. C. 75 Hz. D. 100 Hz. Th y inh Tr ng Ngh a, giáo viên V t lí, tr ng THPT chuyên Lê Khi t - Qu ng Ngãi Trang 6

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

Đồng bộ tài khoản