Phản xạ sóng và sóng dừng

Chia sẻ: caf3_mu0j_ng0t_nga0

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

Nội dung Text: Phản xạ sóng và sóng dừng

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
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
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
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
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
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
Đề thi vào lớp 10 môn Toán |  Đáp án đề thi tốt nghiệp |  Đề thi Đại học |  Đề thi thử đại học môn Hóa |  Mẫu đơn xin việc |  Bài tiểu luận mẫu |  Ôn thi cao học 2014 |  Nghiên cứu khoa học |  Lập kế hoạch kinh doanh |  Bảng cân đối kế toán |  Đề thi chứng chỉ Tin học |  Tư tưởng Hồ Chí Minh |  Đề thi chứng chỉ Tiếng anh
Theo dõi chúng tôi
Đồng bộ tài khoản