Vui lòng download xuống để xem tài liệu đầy đủ.

Phản xạ sóng và sóng dừng

Chia sẻ: | Ngày: pdf 6 p | 124

0
288
views

Tài liệu tham khảo Phản xạ sóng và sóng dừng giúp các bạn luyện thi đại học

Phản xạ sóng và sóng dừng
Nội dung Text

  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
Đồng bộ tài khoản