Phương pháp giải nhanh bài tập giao thoa sóng cơ Vật lí 12: Sáng kiến kinh nghiệm phân loại

Phân loại và phương pháp giải nhanh các bài tập về giao thoa sóng cơ Vật lí 12

PHÂN LOẠI VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI NHANH CÁC BÀI TẬP VỀ GIAO THOA SÓNG CƠ VẬT LÍ 12

I. LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI

Trong quá trình dạy học Vật lí 12 lớp cơ bản ở trường THPT Võ Trường Toản tôi thấy hầu hết các em không thích học mônVật lí. Các em cho rằng môn học này khó, khi làm bài tập có quá nhiều công thức để nhớ, hiểu và vận dụng. Chính vì thế một số bộ phận không nhỏ các em học sinh không đam mê học môn Vật lí dẫn đến kết quả học tập của các em chưa cao.

Kiến thức Vật lí 12 có nhiều phần khó trong đó phần giao thoa sóng cơ là một trong những phần khó và rộng, học sinh rất dễ nhầm lẫn dẫn đến một số bộ phận học sinh lớp 12 không nắm vững kiến thức, vận dụng làm bài tập chưa thành thạo. Mặt khác trong những năm gần đây, hầu hết các Sở Giáo Dục, các trường THPT đều lựa chọn ra đề kiểm tra môn Vật lí theo hướng trắc nghiệm khách quan, kì thi tốt nghiệp THPT và ĐH – CĐ, đề thi môn Vật lí cũng vậy. Với hình thức thi này đòi hỏi các em học sinh phải trả lời các câu hỏi trong thời gian rất ngắn và phải chọn đáp án thật chính xác. Làm thế nào để đáp ứng được các tiêu chí này? Đó là phải phân dạng các bài tập và đưa ra phương pháp giải một cách nhanh nhất, chính xác nhất. Chính vì thế tôi quyết định lựa chọn đề tài “Phân loại và phương pháp giải nhanh các bài tập về giao thoa sóng cơ Vật lí 12”

Giao thoa sóng cơ là một lĩnh vực rất rộng, trong đề tài này tôi chỉ đề cập đến các dạng bài tập cơ bản về giao thoa sóng cơ trong sách giáo khoa Vật lí 12, trong sách bài tập Vật lí 12 cơ bản, các dạng bài tập về giao thoa sóng cơ thường gặp trong các đề thi tốt nghiệp, đại học, cao đẳng.

II. CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ CƠ SỞ THỰC TIỄN

1. Cơ sở lí luận

Môn vật lý là môn nghiên cứu những quy luật, hiện tượng xảy ra trong đời sống. Nếu nắm rõ được các quy luật, hiểu rõ hiện tượng là có thể hiểu và tìm được hướng giải cho bài toán vật lý. Phần còn lại là áp dụng công thức đã học cùng với những dữ kiện của đề bài, thêm một chút tính toán; học sinh có thể giải bài tập Vật lý. Điều quan trọng là phải hiểu rõ công thức để không tính sai và tính nhầm.

Đối với bộ môn Vật lí ở trường phổ thông, việc vận dụng các kiến thức đã học để làm bài tập sẽ giúp học sinh hiểu một cách sâu hơn các quy luật, hiện tượng vật lí, đồng thời hình thành kĩ năng so sánh, phân tích, tổng hợp…từ đó tư duy của các em sẽ được phát triển hơn. Đặc biệt việc vận dụng bài tập Vật lí sẽ giúp các em cũng cố kiến thức một cách có hệ thống và trong các tình huống cụ thể các em có thể giải quyết yêu cầu một cách nhanh gọn và chính xác.

Đã có nhiều tác giả đề cập đến việc giải bài tập vật lí chương Sóng cơ Vật lí 12 như: “Phân loại và phương pháp giải chi tiết bài tập trắc nghiệm Vật lí 12” của các tác giả Trần Thanh Bình, “Hệ thống kiến thức chương sóng âm và sóng cơ”

Trường THPT Võ Trường Toản Giáo viên: Lê Thị Thúy

Phân loại và phương pháp giải nhanh các bài tập về giao thoa sóng cơ Vật lí 12

của tác giả Huỳnh Thế Xương , “Phương pháp giải nhanh các bài toán Vật lí” của các tác giả Trần Ngọc – Trần Hữu Giang, “Giải toán tự luận và trắc nghiệm dao động và sóng cơ học” của tác giả Lê Văn Thông…..

Tuy nhiên các tài liệu này thường nói một cách chung chung, việc phân dạng

bài tập còn ít và chưa thật cụ thể theo từng dạng.

Chính vì thế, đề tài “Phân loại và phương pháp giải nhanh các bài tập về

giao thoa sóng cơ Vật lí 12” sau đây sẽ phân loại một cách cụ thể, đồng thời hướng dẫn phương pháp giải nhanh để đáp ứng được với các kì thi kiểm tra trắc nghiệm trong trường THPT, kiểm tra học kì, thi tốt nghiệp, ĐH - CĐ

2. Cơ sở thực tiễn

2.1. Thuận lợi

Được sự quan tâm và chỉ đạo sâu sát của Sở GD và ĐT, BGH trường THPT

Võ Trường Toản và tổ chuyên môn.

Sự giúp đỡ của các đồng nghiệp.

Sự phối hợp của học sinh lớp 12A7, 12A10, 12A13 trường THPT Võ Trường

Toản, hầu hết các em đều chăm ngoan, năng nổ, nhiệt tình mặc dù lực học của các em chưa cao.

2.2. Khó khăn

Là giáo viên trẻ, kinh nghiệm chưa nhiều, lần đầu viết sáng kiến kinh nghiệm

còn nhiều bỡ ngỡ

Môn học Vật lí là một môn học khó, hầu hết các em ở lớp cơ bản của trường THPT Võ Trường Toản không chọn thi tốt nghiệp nên trong quá trình dạy học các em lơ là, ít chú trọng.

Là một trường học ở vùng sâu, vùng xa nên điều kiện học tập của các em còn chưa đầy đủ, một số thiết bị học tập thiếu, một số dụng cụ thí nghiệm đã hỏng hoặc có độ chính xác không cao.

III. NỘI DUNG ĐỀ TÀI

1. Phương pháp chung

+ Phân dạng bài tập.

+ Trình bày phương pháp giải nhanh một cách ngắn gọn. + Ví dụ minh họa.

2. Phân loại và phương pháp giải nhanh các bài tập về giao thoa sóng cơ

2.1. Dạng 1. Viết phương trình sóng tổng hợp

a. Phương pháp

Xét hai nguồn kết hợp A và B có phương trình

Trường THPT Võ Trường Toản Giáo viên: Lê Thị Thúy

Phân loại và phương pháp giải nhanh các bài tập về giao thoa sóng cơ Vật lí 12

và

Điểm M cách A khoảng d1 = AM; M cách B khoảng d2 = BM. Độ lệch pha của hai nguồn là

Phương trình sóng tổng hợp tại M

*TH1: Hai nguồn A, B dao động cùng pha Phương trình dao động tổng hợp tại M do A, B truyền đến là

cos u = uAM + uBM = 2acos

*TH2: Hai nguồn A, B dao động ngược pha

Xét hai nguồn kết hợp A, B có phương trình và

Phương trình dao động tổng hợp tại M do A, B truyền tới là

cos u = uAM + uBM = 2acos

*TH3: Hai nguồn A, B dao động vuông pha

Xét hai nguồn kết hợp A, B có phương trình

và

Phương trình dao động tổng hợp tại M do A, B truyền tới là

cos u = uAM + uBM = 2acos

b. Ví dụ minh họa

cos(10πt – 3,85π) cm cos(10πt – 3,85π) cm Ví dụ 1. Trong thí nghiệm giao thoa sóng người ta tạo ra trên mặt nước 2 nguồn sóng A, B dao động với phương trình uA = uB = 5cos(10πt) cm. Tốc độ sóng là 20 cm/s. Coi biên độ sóng không đổi. Phương trình dao động tại điểm M cách A, B lần lượt 7,2 cm và 8,2 cm là A. uM = 5 C. uM = 4 cos(10πt – 3,85π) cm B. uM = 2 cos(10πt – 3,85π) cm D. uM =

Hướng dẫn

Từ phương trình ta có ƒ = = 4 cm/s. ω 2π v = = 5 Hz → λ = ƒ

Hai nguồn cùng pha nên phương trình sóng tổng hợp tại M do A, B truyền đến là

cos u = uAM + uBM = 2acos

= 2.5cos cos

= 5 cos(10πt – 3,85π) cm. → Chọn đáp án A

Trường THPT Võ Trường Toản Giáo viên: Lê Thị Thúy

Phân loại và phương pháp giải nhanh các bài tập về giao thoa sóng cơ Vật lí 12

cos(50πt –19π) cm cos(50πt – 17π) cm B. uM =

Ví dụ 2. Trong giao thoa sóng nước, hai nguồn kết hợp A, B cách nhau 10 cm dao động với phương trình lần lượt là uA = 2cos(50πt)cm, uB = 2cos(50πt + π )cm. Tốc độ truyền sóng là v = 0,5 m/s. Phương trình dao động tổng hợp tại điểm M cách các nguồn A, B lần lượt d1 = 16cm, d2 = 23cm là A. uM = C. uM = 4cos(50πt – 19π) cm D. uM = 4cos(50πt – 17π) cm

Hướng dẫn

Từ phương trình ta có ƒ = = 0,02 m/s = 2cm ω 2π v = = 25 Hz → λ = ƒ

Hai nguồn ngược pha nên phương trình dao động tổng hợp tại M do A, B truyền tới là

cos u = uAM + uBM = 2acos

= 2.2cos cos

= 4cos(50πt - 19π) cm → Chọn đáp án C

2.2. Dạng 2. Xác định biên độ sóng tổng hợp của hai nguồn giao thoa a. Phương pháp

Xét hai nguồn kết hợp A, B có phương trình

uA = acos( uB = acos(

Điểm M cách A khoảng d1 = AM; M cách B khoảng d2 = BM.

Độ lệch pha của hai nguồn là

Biên độ sóng tổng hợp tại M là aM =

*TH1: Hai nguồn A, B dao động cùng pha

+ Biên độ giao động tổng hợp tại M là: aM =

+ Biên độ dao động tổng hợp cực đại khi d2 - d1 = kλ (k Z) Khi đó amax = 2a

+ Biên độ dao động tổng hợp cực tiểu khi d2 - d1 = (2k+1) λ (k Z) 2

Khi đó amin = 0

Chú ý

+ Nếu O là trung điểm của đoạn AB thì tại O hoặc các điểm nằm trên đường

trung trực của đoạn AB sẽ dao động với biên độ cực đại và bằng 2a

Trường THPT Võ Trường Toản Giáo viên: Lê Thị Thúy

Phân loại và phương pháp giải nhanh các bài tập về giao thoa sóng cơ Vật lí 12

+ Khoảng cách giữa hai cực đại liên tiếp hoặc 2 cực tiểu liên tiếp là

*TH2: Hai nguồn A, B dao động ngược pha

+ Biên độ giao động tổng hợp tại M là: aM =

λ (k Z) + Biên độ dao động tổng hợp cực đại khi d2 - d1 = (2k+1) 2

Khi đó amax = 2a + Biên độ dao động tổng hợp cực tiểu khi d2 - d1 = kλ (k Z)

Khi đó amin = 0 Chú ý

+ Nếu O là trung điểm của đoạn AB thì tại O hoặc các điểm nằm trên đường

trung trực của đoạn AB sẽ dao động với biên độ cực tiểu và bằng 0

*TH3: Hai nguồn A, B dao động vuông pha

Xét hai nguồn kết hợp A, B có phương trình

và

+ Biên độ giao động tổng hợp tại M là: aM =

Chú ý:

+ Nếu O là trung điểm của đoạn AB thì tại 0 hoặc các điểm nằm trên đường

trung trực của đoạn A,B sẽ dao động với biên độ a

b. Ví dụ minh họa

Ví dụ 1: Hai nguồn kết hợp A, B cách nhau 10cm có phương trình dao động là uA = uB = 5cos20t(cm). Tốc độ truyền sóng trên mặt chất lỏng là 1m/s. Biên độ dao động tổng hợp tại điểm M trên mặt nước là trung điểm của AB là A. 5 cm B. 4cm D. 10 cm C. 8cm

Cách 1: Từ phương trình ta có ƒ = = 0,05 m/s = 5cm Hướng dẫn ω 2π v = = 10 Hz → λ = ƒ

M là trung điểm AB nên d1 = d2= 5cm Hai nguồn cùng pha nên biên độ giao động tổng hợp tại M là:

= = 10cm → Chọn đáp án D aM =

Cách 2: Vì M là trung điểm AB nên aM = 2a = 2.5 = 10cm Ví dụ 2: Trên mặt nước có hai nguồn phát sóng kết hợp A, B có cùng biên độ a = 2(cm), cùng tần số f = 20(Hz), ngược pha nhau. Coi biên độ sóng không đổi, vận

Trường THPT Võ Trường Toản Giáo viên: Lê Thị Thúy

Phân loại và phương pháp giải nhanh các bài tập về giao thoa sóng cơ Vật lí 12

tốc sóng v = 80(cm/s). Biên độ dao động tổng hợp tại điểm M có AM = 12(cm), BM = 10(cm) là A. 4 cm B. 2cm C. 3cm D. 1 cm

Hướng dẫn

= 4cm/s v = Ta có λ = ƒ

Hai nguồn ngược pha nên biên độ giao động tổng hợp tại M là:

= = 4cm aM =

→ Chọn đáp án A

D. 4 mm C. 10mm

Ví dụ 3: Ở bề mặt một chất lỏng có hai nguồn phát sóng kết hợp S1 và S2 cách nhau 20cm. Hai nguồn này dao động theo phương thẳng đứng có phương trình lần lượt là u1 = 5cos40t (mm) và u2 = 5cos(40t + ) (mm). Tốc độ truyền sóng trên mặt chất lỏng là 80 cm/s. Xét các điểm trên S1S2 , điểm I là trung điểm của S1S2 , điểm M nằm cách I một đoạn 3cm sẽ dao động với biên độ A. 8mm B. 6mm

Hướng dẫn

Cách 1: Vì M là trung điểm AB nên aM = 2a = 2.5 = 10mm

Cách 2: Từ trình ta có ƒ = = 4cm = 40mm ω 2π v = = 20 Hz → λ = ƒ

I là trung điểm S1S2 nên IS1 = IS2 = 10cm M trên S1S2, cách I một đoạn 3cm nên d1 = 7cm = 70mm, d2= 13cm = 130mm Hai nguồn ngược pha nên biên độ giao động tổng hợp tại M là:

= = 10mm aM =

→ Chọn đáp án C Ví dụ 4: Trên mặt nước có hai nguồn A, B dao động lần lượt theo phương trình

cm và cm. Coi vận tốc và biên độ sóng không

đổi trong quá trình truyền sóng. Điểm M thuộc mặt nước nằm trên đường trung trực của đoạn AB sẽ dao động với biên độ bao nhiêu? A. 5 cm B. 4 cm C. 2 D. cm cm

Hướng dẫn

Cách 1

cm = 4 Hai nguồn vuông pha nên điểm M nằm trên đường trung trực của đoạn AB sẽ dao động với biên độ : aM = a

Cách 2

Biên độ giao động tổng hợptại M là: aM =

Trường THPT Võ Trường Toản Giáo viên: Lê Thị Thúy

Phân loại và phương pháp giải nhanh các bài tập về giao thoa sóng cơ Vật lí 12

= 4 cm. → Chọn đáp án B Vì d2 = d1 nên aM = 2a

2.3. Dạng 3. Tính các đại lượng đặc trưng của sóng từ điều kiện cực đại, cực tiểu giao thoa

a. Phương pháp

*TH1: Hai nguồn cùng pha

Z với k Z

+ Vị trí các đường cực đại thỏa mãn: d2 – d1 = k với k + Vị trí các đường cực tiểu thỏa mãn: d2 – d1 = (k + 0,5) *TH2: Hai nguồn ngược pha

với k Z + Vị trí các đường cực đại thỏa mãn: d2 – d1 = (k + 0,5) + Vị trí các đường cực tiểu thỏa mãn: d2 – d1 = k với k

b. Ví dụ minh họa

Ví dụ 1. Trong một thí nghiệm về giao thoa sóng trên mặt nước, hai nguồn kết hợp A, B dao động với tần số ƒ = 14Hz và dao động cùng pha. Tại điểm M cách nguồn A, B những khoảng d1 = 19 cm, d2 = 21 cm, sóng có biên độ cực đại. Giữa M và đường trung trực của AB chỉ có duy nhất một cực đại. Tốc độ truyền sóng trên mặt nước có giá trị là A. v = 28 cm/s. C. v = 14 cm/s. D. v = 56 cm/s. B. v = 7 cm/s.

= 1cm 2 = 2 Hướng dẫn Tại M sóng có biên độ cực đại, giữa M và đường trung trực AB chỉ có một cực đại nên là M thuộc đường cực đại bậc 2 Hai nguồn cùng pha nên d2 – d1 = k

v = .f = 1.14 = 14cm/s → Chọn đáp án C v Mà λ = ƒ

C. v = 36 cm/s. D. v = 48 cm/s.

4 = (2+0,5) = 1,6cm Ví dụ 2. Trong một thí nghiệm về giao thoa sóng trên mặt nước, hai nguồn kết hợp A, B dao động với tần số ƒ = 15 Hz và cùng pha. Tại một điểm M cách A, B những khoảng d1 = 16 cm, d2 = 20 cm sóng có biên độ cực tiểu. Giữa M và đường trung trực của AB có hai dãy cực đại. Tốc độ truyền sóng trên mặt nước là B. v = 20 cm/s. A. v = 24 cm/s. Hướng dẫn Tại M sóng có biên độ cực tiểu, giữa M và đường trung trực AB có hai dãy cực đại nên M nằm trên dãy cực tiểu bậc 3 Hai nguồn cùng pha nên d2 – d1 = (k + 0,5)

v = .f = 1,6.15 = 24cm/s → Chọn đáp án A v Mà λ = ƒ

Ví dụ 3. Sóng trên mặt nước tạo thành do 2 nguồn kết hợp A và M dao động với tần số 15 Hz. Người ta thấy sóng có biên độ cực đại thứ nhất kể từ đường trung trực của AM tại những điểm có hiệu khoảng cách đến A và M bằng 2 cm. Tính tốc

Trường THPT Võ Trường Toản Giáo viên: Lê Thị Thúy

Phân loại và phương pháp giải nhanh các bài tập về giao thoa sóng cơ Vật lí 12

độ truyền sóng trên mặt nước A. 13 cm/s. B. 15 cm/s. C. 30 cm/s. D. 45 cm/s.

Hướng dẫn

Sóng có biên độ cực đại thứ nhất kể từ đường trung trực của AM nên k = 1

2 = = 2cm

v = .f = 2.15 = 30cm/s → Chọn đáp án C d2 – d1 = k v Mà λ = ƒ

Ví dụ 4. Giao thoa sóng trên mặt nước, 2 nguồn kết hợp cùng pha A và B dao động với tần số f. Tại điểm M trên mặt nước cách A 19 (cm) và cách B 21 (cm), sóng có biên độ cực đại. Giữa M và đường trung trực của AB có 3 dãy các cực đại khác. Vận tốc truyền sóng trên mặt nước có giá trị 40cm/s. Giá trị của f là

A. 20Hz B. 40 Hz C. 60Hz D. 80 Hz

Hướng dẫn

Tại M sóng có biên độ cực đại, giữa M và đường trung trực của AB có 3 dãy các cực đại khác nên M nằm trên đường cực đại bậc 4

2 = 4 = 0,5cm d2 – d1 = k

Mà λ = f = = = 80Hz → Chọn đáp án D

2.4. Dạng 4. Tìm số điểm cực trị trên đoạn thẳng AB

a. Phương pháp

*TH1. Hai nguồn cùng pha

+ Số điểm dao động cực đại trên đoạn AB là các giá trị của k nguyên thỏa mãn

+ Vị trí các cực đại giao thoa: d2 – d1 = k (kZ).

+ Số điểm dao động cực tiểu trên đoạn AB là các giá trị của k nguyên thỏa mãn

( k Z ).

+ Vị trí các cực tiểu giao thoa: (d2 – d1 = k+0,5) *TH2. Hai nguồn ngược pha

+ Số điểm dao động cực đại trên đoạn AB là các giá trị của k nguyên thỏa mãn hệ thức

( k Z ).

+ Vị trí các cực đại giao thoa: (d2 – d1 = k+0,5) + Số điểm dao động cực tiểu trên đoạn AB là các giá trị của k nguyên thỏa mãn hệ thức:

Trường THPT Võ Trường Toản Giáo viên: Lê Thị Thúy

Phân loại và phương pháp giải nhanh các bài tập về giao thoa sóng cơ Vật lí 12

+ Vị trí các cực đại giao thoa: d2 – d1 = k (kZ). *TH3. Hai nguồn vuông pha

+ Số điểm dao động cực đại bằng số điểm dao động cực tiểu trên đoạn AB là các giá trị k nguyên thỏa mãn hệ thức:

b. Ví dụ minh họa

Ví dụ 1. Dùng một âm thoa có tần số rung 100 Hz, người ta tạo ra tại hai điểm A, B trên mặt nước hai nguồn sóng cùng biên độ, cùng pha. Khoảng cách AB = 2 cm, tốc độ truyền pha của dao động là 20 cm/s. Số điểm dao động với biên độ cực tiểu trên đoạn AB là A. 19. C. 21. B. 20. D. 22.

Hướng dẫn

Bước sóng: cm

Vì hai nguồn cùng pha nên số điểm dao động với biên độ cực tiểu trên đoạn AB là các giá trị k nguyên thỏa mãn hệ thức

có 20 điểm → Chọn đáp án B

Có 20 giá trị của k nguyên thỏa mãn Ví dụ 2. Tại hai điểm O1, O2 cách nhau 48 cm trên mặt chất lỏng có hai nguồn phát sóng dao động theo phương thẳng đứng với phương trình u1 = 5sin(100πt) mm và u2 = 5sin(100πt + π) mm. Tốc độ truyền sóng trên mặt chất lỏng là 2m/s. Coi biên độ sóng không đổi trong quá trình truyền sóng. Trên đoạn O1O2 có số cực đại giao thoa là A. 24. C. 25. D. 26. B. 23.

Hướng dẫn

Từ phương trình ta có ƒ = = 50 Hz → λ = = 0,04 m/s = 4cm v = ƒ ω 2π

Vì hai nguồn ngược pha nên trên đoạn O1O2 có số cực đại giao thoa là các giá trị của k nguyên thỏa mãn

có 24 điểm → Chọn đáp án A

Có 24 giá trị của k nguyên thỏa mãn Ví dụ 3. Trên mặt nước có hai nguồn kết hợp A,B cách nhau 10(cm) dao động

Trường THPT Võ Trường Toản Giáo viên: Lê Thị Thúy

Phân loại và phương pháp giải nhanh các bài tập về giao thoa sóng cơ Vật lí 12

theo các phương trình: và . Biết vận

tốc truyền sóng trên mặt nước là 0,5(m/s). Tính số điểm cực đại và cực tiểu trên đoạn A,B. A. 8 và 8 B. 9 và 10 C. 10 và 10 D. 11 và 12 Hướng dẫn

Từ phương trình ta có ƒ = = 25 Hz → λ = = 0,02 m/s = 2cm ω 2π v = ƒ

Vì hai nguồn vuông pha nên số điểm dao động cực đại bằng số điểm dao động cực tiểu trên đoạn AB

Có 10 giá trị của k nguyên thỏa mãn

Vậy có 10 điểm cực đại và 10 điểm cực tiểu trên đoạn AB→ Chọn đáp án C

2.5. Dạng 5. Tìm số điểm cực trị trên đoạn thẳng MN bất kì

a. Phương pháp

Xét hai nguồn S1, S2 , hai điểm M và N lần lượt cách 2 nguồn là d1M, d2M, d1N, d2N. Đặt dM = d2M – d1M; dN = d2N – d1N và giả sử dM < dN.

*TH1 .Hai nguồn dao động lệch pha nhau góc bất kì:  = 2 - 1

+ Cực đại:

+ Cực tiểu:

* TH2. Hai nguồn dao động cùng pha + Cực đại:

+ Cực tiểu:

* TH3. Hai nguồn dao động ngược pha

+ Cực đại:

+ Cực tiểu:

* TH4. Hai nguồn dao động vuông pha Cực đại = cực tiểu: dM < (k+0,25) < dN

b. Ví dụ minh họa

Ví dụ 1. Trong thí nghiệm giao thoa sóng trên mặt chất lỏng, hai nguồn AB dao

Trường THPT Võ Trường Toản Giáo viên: Lê Thị Thúy

Phân loại và phương pháp giải nhanh các bài tập về giao thoa sóng cơ Vật lí 12

động ngược pha nhau với tần số ƒ =20 Hz, vận tốc truyền sóng trên mặt chất lỏng v = 40 cm/s. Hai điểm M, N trên mặt chất lỏng có MA = 18 cm, MB = 14 cm, NA = 15 cm, NB = 31 cm. Số đường dao động có biên độ cực đại giữa hai điểm M, N là D. 8 đường. A. 9 đường. C. 11 đường. B. 10 đường.

Hướng dẫn

dM = d2M – d1M = -4cm dN = d2N – d1N = 16cm

Ta có d1M = 18cm, d2M =14cm d1N = 15cm, d2N = 31cm Bước sóng cm

Hai nguồn dao động ngược pha nên

+ Cực đại: -2,5 < k < 7,5

→ Chọn đáp án B Ví dụ 2. Hai nguồn kết hợp cùng pha O1, O2 có λ = 5 cm, điểm M cách nguồn O1 là 31 cm, cách O2 là 18 cm. Điểm N cách nguồn O1 là 22 cm, cách O2 là 43 cm. Trong khoảng MN có bao nhiêu gợn lồi, gợn lõm? A. 7; 7. C. 6; 7. B. 7; 8. D. 6; 8.

Hướng dẫn

dM = d2M – d1M = -13cm dN = d2N – d1N = 21cm

Ta có d1M = 31cm, d2M =18cm d1N = 22cm, d2N = 43cm Hai nguồn dao động cùng pha:

+ Cực đại: < k < -2,6 < k < 4,2

Có 7 cực đại (gợn lồi)

+ Cực tiểu: - < k < - -3,1 < k < 3,7

Có 7 cực tiểu(gợn lõm) → Chọn đáp án A Ví dụ 3. Hai nguồn A, B cách nhau 40cm luôn dao động cùng pha, có bước sóng 6cm. Hai điểm C,D nằm trên mặt nước mà ABCD là một hình chữ nhât, AD = 30cm. Số điểm cực đại và đứng yên trên đoạn CD lần lượt là: A. 5 và 6 B. 7 và 6 C. 13 và 12 D. 11 và 10 Hướng dẫn

I C Ta có: λ = 6cm DB = = 50cm = CA; DA = CB = 30cm D

= DB – DA = 20cm B A = CB – CA = -20cm; Hai nguồn cùng pha nên O

+ Cực đại: k -3,3 k 3,3

Trường THPT Võ Trường Toản Giáo viên: Lê Thị Thúy

Phân loại và phương pháp giải nhanh các bài tập về giao thoa sóng cơ Vật lí 12

Có 7 giá trị của k nguyên thỏa mãn có 7 điểm cực đại

+ Cực tiểu: k

-3,8 k 2,8 Có 6 giá trị của k nguyên thỏa mãn

→ Chọn đáp án B Ví dụ 4. Ở mặt thoáng của một chất lỏng có hai nguồn sóng kết hợp A và B cách nhau 20cm, dao động theo phương thẳng đứng với phương trình uA = 2cos40t và uB = 2cos(40t + ) (uA, uB tính bằng mm, t tính bằng s). Biết tốc độ truyền sóng trên mặt chất lỏng là 30cm/s. Xét hình vuông AMNB thuộc mặt thoáng chất lỏng. Số điểm dao động với biên độ cực đại trên đoạn MN là A. 12 B. 13 C. 11 D. 14

Hướng dẫn

Từ phương trình ta có ƒ = = 20 Hz → λ = = 1,5cm v = ƒ ω 2π

Ta có: MA = NB = 20cm; MB = NA = cm

= MA – MB = 20 - 20 cm; = NA – NB = 20 - 20

Hai nguồn ngược pha nên số điểm dao động với biên độ cực đại trên đoạn MN thỏa mãn I N M

k -6,02 k 5,02 B A O

Có 12 giá trị của k nguyên thỏa mãn có 12 điểm cực đại

→ Chọn đáp án A Ví dụ 5. Ở mặt thoáng của một chất lỏng có hai nguồn sóng kết hợp A và B cách nhau 20 cm, dao động theo phương thẳng đứng với phương trình uA = 2cos(40πt) mm và uB = 2cos(40πt + π) mm. Biết tốc độ truyền sóng trên mặt chất lỏng là 30 cm/s. Xét hình vuông AMNB thuộc mặt thoáng chất lỏng. Số điểm dao động với biên độ cực đại trên đoạn MB là B. 18 A. 19 C. 17 D. 20

Hướng dẫn

Từ phương trình ta có ƒ = = 20 Hz → λ = = 1,5cm ω 2π v = ƒ

Ta có: MA = NB = 20cm; MB = NA = cm

= MA - MB = 20 - 20 = BA = 20 cm I N M

cm; Hai nguồn ngược pha nên số điểm dao động với biên độ cực đại trên đoạn BM thỏa mãn

B A O

Trường THPT Võ Trường Toản Giáo viên: Lê Thị Thúy

Phân loại và phương pháp giải nhanh các bài tập về giao thoa sóng cơ Vật lí 12

Có 19 giá trị của k nguyên thỏa mãn → Chọn đáp án A

thẳng có phương trình lượt là

Ví dụ 6. Trên mặt nước có hai nguồn kết hợp A, B cách nhau 30cm dao động theo và lần phương . Biết tốc độ truyền sóng trên mặt nước 30cm/s. Xét hình

vuông AMNB trên mặt nước, số điểm dao động cực đại trên đoạn MB là: A. 13 B. 14 D. 16 C. 15

Hướng dẫn

Ta có: T = = 0,1s;  =v.T =30.0,1= 3cm. N M

MB = AN =

cm cm B = MA – MB = 30 - 30 = BA = 30cm O A 1

Vì hai nguồn vuông pha nên số cực đại trên MB thõa mãn

(k+0,25)

9,75.

=> -4,39 k Vậy có 14 số điểm dao động cực đại trên đoạn MB → Chọn đáp án B

2.6. Dạng 6. Xác định số điểm dao động cùng pha hoặc ngược pha với nguồn trên đoạn thẳng CO thuộc đường trung trực của AB (chỉ xét trường hợp hai nguồn A, B cùng pha, O là trung điểm AB)

a. Phương pháp

Xét hai nguồn kết hợp A và B có phương trình

uA =

M nằm trên đường trung trực của AB nên MA = MB = d1 = d2 = d (hình vẽ). Gọi

O là trung điểm của AB C

Phương trình tổng hợp tại M là M d

A B O + M cùng pha với nguồn nếu d = k

Trường THPT Võ Trường Toản Giáo viên: Lê Thị Thúy

Phân loại và phương pháp giải nhanh các bài tập về giao thoa sóng cơ Vật lí 12

Số điểm dao động cùng pha với nguồn trên CO là các giá trị k nguyên thỏa mãn

+ M ngược pha với nguồn nếu d =

Số điểm dao động ngược pha với nguồn trên CO là các giá trị k nguyên thỏa mãn

b. Ví dụ minh họa

Ví dụ 1. Thực hiện giao sóng cơ trên mặt nước với hai nguồn A, B cùng pha cách nhau 12 cm, biết bước sóng trên mặt nước là λ = 3cm. Trên đường trung trực của hai nguồn có một điểm M cách trung điểm I của hai nguồn 8cm. Hỏi trên MI có bao nhiêu nhiêu điểm dao động cùng pha với 2 nguồn? A. 4 điểm B. 2 điểm C. 6 điểm D. 3 điểm

Hướng dẫn

Ta có: IM = 8cm; AB = 12cm Số điểm dao động cùng pha với nguồn là các giá trị k nguyên thỏa mãn

M

d

A

I

B

Vậy có 2 điểm thõa mãn yêu cầu bài ra Đáp án B

Ví dụ 2. Trên mặt nước có hai nguồn kết hợp AB cùng pha cách nhau một đoạn 12cm đang dao động vuông góc với mặt nước tạo ra sóng với bước sóng 1,6cm. Gọi C là một điểm trên mặt nước cách đều hai nguồn và cách trung điểm O của đoạn AB một khoản 8cm. Hỏi trên đoạn CO, số điểm dao động ngược pha với nguồn là: A. 2 B. 3 C. 4 D. 5

Hướng dẫn C

M d Ta có: AB = 12cm; = 1,6cm; OC = 8cm Số điểm dao động ngược pha với nguồn là các giá trị k nguyên thỏa mãn A B O

Trường THPT Võ Trường Toản Giáo viên: Lê Thị Thúy

Phân loại và phương pháp giải nhanh các bài tập về giao thoa sóng cơ Vật lí 12

Vậy có 2 điểm thõa mãn yêu cầu bài ra Đáp án A

2.7. Dạng 7. Xác định số điểm cực trị trên đường tròn tâm O là trung điểm của AB có đường kính d Xét đường tròn tâm O là trung điểm của AB có

đường kính d AB (hình vẽ) N M O B A a. Phương pháp

*TH1. Hai nguồn cùng pha

Tìm số cực đại

+ Tính k giá trị nguyên

+ Tại M,N là cực đại thì số điểm dao động cực đại trên đường tròn tâm O đường kính d là 2k-2. Tại M, N khác cực đại thì số điểm cực đại trên đường tròn tâm O đường kính d là 2k

+ Nếu d = AB và tại A, B là cực đại thì số cực đại trên đường tròn tâm O, đường kính d là 2k-2.

+ Nếu d = AB và tại A, B không phải là cực đại thì số cực đại thõa mãn là 2k Tìm số cực tiểu

+ Tính k giá trị nguyên

+ Tại M,N là cực tiểu thì số điểm dao động cực tiểu trên đường tròn tâm O đường kính d là 2k-2. Tại M, N khác cực tiểu thì số điểm cực tiểu trên đường tròn tâm O đường kính d là 2k

+ Nếu d = AB và tại A, B là cực tiểu thì số cực tiểu trên đường tròn tâm O, đường kính d là 2k-2

+ Nếu d = AB và tại A, B không phải là cực tiểu thì số cực tiểu thõa mãn là 2k

*TH2. Hai nguồn ngược pha

+ Số điểm dao động cực đại và cực tiểu có giá trị ngược lại trường hợp cùng pha

b. Ví dụ minh họa

Ví dụ. Trên mặt nước có hai nguồn sóng nước A, B giống hệt nhau cách nhau một khoảng AB=40cm. Biết sóng do mỗi nguồn phát ra có tần số f=20(Hz), vận tốc truyền sóng 0,5(m/s) Trên đường tròn nằm trên mặt nước có tâm là trung điểm O của đoạn AB có bán kính 5cm sẽ có số điểm dao động với biên độ cực đại là : A. 9 B. 17 C. 18 D.16

Trường THPT Võ Trường Toản Giáo viên: Lê Thị Thúy

Phân loại và phương pháp giải nhanh các bài tập về giao thoa sóng cơ Vật lí 12

Hướng dẫn

Ta có m/s = 2,5cm; d = 2.5 = 10cm < AB

Hai nguồn cùng pha nên :

Có 9 giá trị nguyên của k

Vậy trên đường tròn bán kính 5cm có 2.9 - 2 = 16 điểm dao động với biên độ cực đại. → Chọn đáp án D

2.8. Dạng 8. Xác định khoảng cách ngắn nhất hoặc lớn nhất từ điểm cực trị nằm trên đường thẳng đi qua một nguồn và vuông góc với đoạn nối hai nguồn cùng pha

k=-1

k= 1

a. Phương pháp M

k=0

k=-2

M’ /kmax/

A

B

k= 2

k=-3

k=-2

k= 1

k=0

k=-1

Hình ảnh giao thoa

Xác định khoảng cách dài nhất từ M đến A

+ M dao động với biên độ cực đại thì

+ Điểm M dao động với biên độ cực đại cách A đoạn lớn nhất ứng với k = 1. (Đường cực đại k = 0 không cắt đoạn thẳng chứa M (loại)) + Từ điều kiện bài toán suy ra được dmax + M dao động với biên độ cực tiểu thì

+ Điểm M dao động với biên độ cực tiểu cách A đoạn lớn nhất khi k = 0 + Từ điều kiện bài toán suy ra được dmax Xác định khoảng cách ngắn nhất từ M đến A

+ M dao động với biên độ cực đại thì :

+ Điểm M dao động với biên độ cực đại cách A đoạn ngắn nhất ứng với (Loại trường hợp cực đại tại nguồn)

+ Từ công thức: suy ra

Trường THPT Võ Trường Toản Giáo viên: Lê Thị Thúy

Phân loại và phương pháp giải nhanh các bài tập về giao thoa sóng cơ Vật lí 12

+ Từ điều kiện bài toán suy ra được dmin + M dao động với biên độ cực tiểu thì

+ Điểm M dao động với biên độ cực tiểu cách A đoạn ngắn nhất ứng với (Loại trường hợp cực tiểu tại nguồn)

+ Từ công thức suy ra

+ Từ điều kiện bài toán suy ra được AM’

b. Ví dụ minh họa

Ví dụ 1. Trên bề mặt chất lỏng có hai nguồn kết hợp AB cách nhau 40cm dao động cùng pha. Biết sóng do mỗi nguồn phát ra có tần số f=10(Hz), vận tốc truyền sóng 2(m/s). Gọi M là một điểm nằm trên đường thẳng đi qua A và vuông góc với AB, M dao động với biên độ cực đại. Đoạn AM có giá trị lớn nhất là A. 20cm B. 30cm C. 40cm D.50cm Hướng dẫn k=1 k=0 + Ta có . M

d1 d2

A B

+ Do M là một cực đại giao thoa nên để đoạn AM có giá trị lớn nhất thì M phải nằm trên đường cực đại bậc 1( k = +1) và thỏa mãn: (1). + Mặt khác, tam giác AMB là tam giác vuông tại A nên ta có

K=3

Từ (1) vào (2) ta có : → Chọn đáp án B Ví dụ 2. Trên bề mặt chất lỏng có hai nguồn kết hợp AB cách nhau 100cm dao động cùng pha. Biết sóng do mỗi nguồn phát ra có tần số f=10(Hz), vận tốc truyền sóng 3(m/s). Gọi M là một điểm nằm trên đường thẳng đi qua A và vuông góc với AB, M dao động với biên độ cực đại. Đoạn AM có giá trị nhỏ nhất là : A. 12cm B. 5,56cm C. 14cm D. 10,56cm Hướng dẫn

K=0

M

Ta có .

d1

d2

Số điểm dao động với biên độ cực đại trên đoạn AB :

A

B

=> Để đoạn AM có giá trị bé nhất thì M phải nằm trên đường

Trường THPT Võ Trường Toản Giáo viên: Lê Thị Thúy

Phân loại và phương pháp giải nhanh các bài tập về giao thoa sóng cơ Vật lí 12

(1)

cực đại bậc 3 => k = 3 Ta có : Mặt khác, tam giác AMB là tam giác vuông tại A nên ta có : .

→ Chọn đáp án D

B. uM = 2cos(πt) cm. D. uM = 2cos(πt + π/4) cm.

B. uO = 5cos(50πt + π) cm. D. uO = 5cos(50πt – π/2) cm.

Thay (2) vào (1) ta được : IV. VẬN DỤNG TỔNG HỢP Câu 1. Một sóng cơ học lan truyền trên một phương truyền sóng với tốc độ v = 40 cm/s. Phương trình sóng của một điểm O trên phương truyền sóng đó là uO = 2cos(πt) cm. Phương trình sóng tại điểm M nằm trước O và cách O một đoạn 10 cm là A. uM = 2cos(πt – π) cm. C. uM = 2cos(πt – 3π/4) cm. Câu 2. Một sóng cơ học lan truyền trên một phương truyền sóng với tốc độ v = 50 cm/s. Sóng truyền từ O đến M, biết phương trình sóng tại điểm M là uM = 5cos(50πt – π) cm. M nằm sau O cách O một đoạn 0,5 cm thì phương trình sóng tại O là A. uO = 5cos(50πt – 3π/2) cm. C. uO = 5cos(50πt – 3π/4) cm. Câu 3. Trên mặt nước có hai nguồn A, B dao động lần lượt theo phương trình uA =

) cm. Tốc độ truyền sóng là 40 cm/s. Điểm M

D. 5,3 cm C. 4,6 cm B. 2 5 cm

B. 2 3 (cm). C. 4 cm. D. 0 cm.

C. 2 2cm B. 2 cm D. 2 cm

C. 60 cm/s B. 40 cm/s D. 80 cm/s

π π ) cm; uB = 2cos(40πt - 2cos(40πt + 3 3 cách các nguồn A, B lần lượt 14 cm và 18 cm có biên độ dao động bằng A. 5 2 cm Câu 4. Hai nguồn kết hợp A và B dao động cùng tần số ƒ = 30 Hz, cùng biên độ a = 2 cm nhưng ngược pha nhau. Coi biên độ sóng không đổi, tốc độ truyền sóng v = 90 cm/s. Biên độ dao động tổng hợp tại điểm M cách A, B một đoạn AM = 15 cm, BM = 13 cm bằng A. 2 cm. Câu 5. Thực hiện giao thoa sóng cơ với 2 nguồn S1S2 cùng pha, cùng biên độ 1 cm, bước sóng λ = 20 cm thì điểm M cách S1 một khoảng 50 cm và cách S2 một khoảng 10 cm có biên độ A. 0 Câu 6. Trong một thí nghiệm về giao thoa sóng trên mặt nước, hai nguồn kết hợp A, B dao động cùng pha với tần số 30 Hz. Tại một điểm M cách các nguồn A, B lần lượt những khoảng d1 = 21 cm, d2 = 25 cm, sóng có biên độ cực đại, giữa M và đường trung trực của AB có ba dãy không dao động. Vận tốc truyền sóng trên mặt nước là A. 30 cm/s Câu 7. Tại hai điểm A và B trên mặt nước dao động cùng tần số 16 Hz, cùng pha, cùng biên độ. Điểm M trên mặt nước dao động với biên độ cực đại với MA = 30 cm, MB = 25,5 cm, giữa M và trung trực của AB có hai dãy cực đại khác thì vận

Trường THPT Võ Trường Toản Giáo viên: Lê Thị Thúy

Phân loại và phương pháp giải nhanh các bài tập về giao thoa sóng cơ Vật lí 12

B. 24cm/s.

D. 26. B. 23. C. 25.

B. 8. C. 10. D. 9.

C. 5. B. 3. D. 6.

B. 20. D. 22. C. 21.

C. 11 và 12 B. 9 và 10

C. 10. B. 9. D. 8.

tốc truyền sóng trên mặt nước là A. 36cm/s. C. 20,6cm/s. D. 28,8 cm/s. Câu 8. Tại hai điểm O1, O2 cách nhau 48 cm trên mặt chất lỏng có hai nguồn phát sóng dao động theo phương thẳng đứng với phương trình u1 = 5sin(100πt) mm và u2 = 5sin(100πt + π) mm. Tốc độ truyền sóng trên mặt chất lỏng là 2 m/s. Coi biên độ sóng không đổi Trong quá trình truyền sóng. Trên đoạn O1O2 có số cực đại giao thoa là A. 24. Câu 9. Hai nguồn sóng kết hợp A và B dao động ngược pha với tần số ƒ = 40 Hz, tốc độ truyền sóng v = 60 cm/s.Khoảng cách giữa hai nguồn sóng là 7 cm. Số điểm dao động với biên độ cực đại giữa A và B là: A. 7. Câu 10. Hai điểm S1, S2 trên mặt chất lỏng, cách nhau 18,1 cm, dao động cùng pha với tần số 20 Hz. Tốc độ truyền sóng là 1,2 m/s. Giữa S1 và S2 có số gợn sóng hình hypebol mà tại đó biên độ dao động cực tiểu là A. 4. Câu 11. Dùng một âm thoa có tần số rung 100 Hz, người ta tạo ra tại hai điểm A, B trên mặt nước hai nguồn sóng cùng biên độ, cùng pha. Khoảng cách AB = 2 cm, tốc độ truyền pha của dao động là 20 cm/s. Số điểm dao động với biên độ cực tiểu trên đoạn AB là A. 19. Câu 12. Dùng một âm thoa có tần số rung ƒ = 100 Hz tạo ra tại hai điểm S1, S2 trên mặt nước hai nguồn sóng cùng biên độ, ngược pha. Khoảng cách giữa nguồn S1, S2 là 21,5 cm. Kết quả tạo ra những gợn sóng dạng hyperbol, khoảng cách ngắn nhất giữa hai gợn lồi liên tiếp là 2cm. Số gợn lồi và lõm xuất hiện giữa hai điểm S1S2 là D. 11 và 10 A. 10 và 11 Câu 13. Ở bề mặt một chất lỏng có hai nguồn phát sóng kết hợp S1 và S2 cách nhau 20 cm. Hai nguồn này dao động theo phương thẳng đứng có phương trình lần lượt là u1 = 5cos(40πt) mm; u2 = 5cos(40πt + π) mm. Tốc độ truyền sóng trên mặt chất lỏng là 80 cm/s. Số điểm dao động với biên độ cực đại trên S1S2 là A. 11. Câu 14. Hai nguồn sóng kết hợp A và B cách nhau 12,4 cm dao động theo phương

) cm. Tốc độ truyền sóng là 40 trình uA = a1cos(40πt +  3) cm và uB = acos(40πt - π 6

B. 4. C. 6. D. 5.

cm/s. Điểm M trên đoạn AB có AM = 4 cm. Số điểm dao động với biên độ cực tiểu trên AM là A. 8. Câu 15. Trên bề mặt chất lỏng cho 2 nguồn dao động vuông góc với bề mặt chất lỏng có phương trình dao động uA = 3 cos 10πt (cm) và uA = 5 cos(10πt + π/3) cm. Tốc độ truyền sóng trên dây là v = 50 cm/s. AB = 30 cm. Cho điểm C trên đoạn AB, cách A khoảng 18 cm và cách B một khoảng bằng 12 cm. Vẽ vòng tròn bán kính 10 cm, tâm tại C. Số điểm dao động cực đại trên đường tròn là A. 7 C. 8 B. 6 D. 4

Trường THPT Võ Trường Toản Giáo viên: Lê Thị Thúy

Phân loại và phương pháp giải nhanh các bài tập về giao thoa sóng cơ Vật lí 12

B. 14. D. 18. C. 16.

C. 9 điểm D. 11 điểm

C. 12 D. 10 B. 6

C. 6 D. 8 B. 5

C. 2,5 cm B. 2,8 cm D. 3,7 cm

Câu 16. Trong thí nghiệm giao thoa trên mặt nước, hai nguồn kết hợp A và B có AB = 10 cm dao động cùng pha với tần số ƒ = 20 Hz. Biết tốc độ truyền sóng trên mặt nước là 30 cm/s. Một đường tròn có tâm tại trung điểm O của AB, nằm Trong mặt phẳng chứa các vân giao thoa, bán kính 3 cm. Số điểm dao động cực đại trên đường tròn là A. 9. Câu 17. Cho 2 nguồn sóng kết hợp đồng pha dao động với chu kỳ T = 0,02 trên mặt nước, khoảng cách giữa 2 nguồn S1S2 = 20 m.Vận tốc truyền sóng trong môi trường là 40 m/s.Hai điểm M, N tạo với S1S2 hình chữ nhật S1MNS2 có 1 cạnh S1S2 và 1 cạnh MS1 = 10 m.Trên MS1 có số điểm cực đại giao thoa là A. 10 điểm B. 12 điểm Câu 18. Trong một thí nghiệm giao thoa sóng trên mặt nước, có hai nguồn kết hợp A và B dao động cùng pha, cùng biên độ a, tần số 20 Hz, cách nhau 10 cm. Tốc độ truyền sóng trên mặt nước 30 cm/s, coi biên độ sóng không đổi Trong quá trình truyền. Gọi C và D là hai điểm trên mặt nước sao cho ABCD là hình vuông. Số điểm dao động với biên độ a 2 trên đoạn CD là A. 5 Câu 19. Trên bề mặt chất lỏng cho 2 nguồn A, B dao động vuông góc với bề mặt chất lỏng với phương trình dao động uA = 3cos10πt (cm) và uB = 5cos(10πt + π/3) cm. Tốc độ truyền sóng là v = 50 cm/s. AB = 30 cm. Cho điểm C trên đoạn AB, cách A 18 cm và cách B 12 cm. vẽ vòng tròn đường kính 10 cm, tâm tại C. Số điểm dao động với biên độ 8 cm trên đường tròn là A. 4 Câu 20. Trên mặt thoáng chất lỏng, tại A và B cách nhau 20 cm, người ta bố trí hai nguồn đồng bộ có tần số 20 Hz. Tốc độ truyền sóng trên mặt thoáng chất lỏng v = 50 cm/s. Hình vuông ABCD nằm trên mặt thoáng chất lỏng, I là trung điểm của CD. Gọi điểm M nằm trên CD là điểm gần I nhất dao động với biên độ cực đại. Tính khoảng cách từ M đến I. A. 1,25 cm V. ÁP DỤNG ĐỀ TÀI

1. Phạm vi áp dụng

Đề tài được sử dụng cho giáo viên trong các giờ dạy trên lớp như: dạy tự

chọn, tăng tiết, ôn tập thi kiểm tra, tốt nghiệp, ĐH – CĐ. Khi dạy giáo viên cần đảm bảo tính hệ thống để học sinh vận dụng một cách nhanh và chính xác.

Các em học sinh cần nắm được các dạng bài tập và vận dụng trực tiếp các kiến thức của đề tài để giải các bài tập tương tự từng dạng, qua đó rèn luyện kỹ năng làm bài tập trắc nghiệm nhanh.

Học sinh có thể vận dụng đề tài để ôn tập và luyện thi tốt nghiệp phổ thông

cũng như đại học, cao đẳng, trung học chuyên nghiệp.

Trường THPT Võ Trường Toản Giáo viên: Lê Thị Thúy

Phân loại và phương pháp giải nhanh các bài tập về giao thoa sóng cơ Vật lí 12

Giáo viên viên phải định hướng cho các em vận dụng các kiến thức của đề tài, phân biệt được các dạng bài tập và vận dụng phương pháp chung của từng dạng mà đề tài xây dựng.

Đề tài được phổ biến rộng rãi cho giáo viên trong tổ tham khảo, đúc rút kinh nghiệm của bản thân thông qua giảng dạy nhằm đáp ứng việc bồi dưỡng kiến thức chuyên môn và đổi mới phương pháp giảng dạy.

2. Tiến trình vận dụng và hiệu quả Khi thực hiện đề tài tôi đã tiến hành khảo sát trên các lớp 12A7, 12A10, 12A13.

Các lớp thực nghiệm là 12A7 và 12A10, lớp đối chứng là 12A13. Ở các lớp thực nghiệm được học, ôn tập theo cách xây dựng của đề tài, còn các lớp đối chứng thì ôn tập bình thường. Sau khi tiến hành khảo sát bằng cách cho học sinh vận dụng làm một số câu hỏi trong đề thi học kì I của Sở Giáo Dục Đào Tạo Đồng Nai, đề thi tốt nghiệp ĐH – CĐ trong các năm gần đây, kết quả khảo sát được thể hiện trong bảng số liệu sau:

Lớp

Sĩ số Điểm, tỉ lệ % Tb Yếu Khá Giỏi

35 12A7

36 12A10

36 12A13

Kém 3 8,6% 5 13,9% 8 22,2% 5 14,2% 4 11,1% 7 19,4% 15 42,9% 14 38,9% 17 47,2% 8 22,9% 11 30,5% 4 11,1% 4 11,4% 2 5,6% 0 0% Tỉ lệ chung Tb) ( 77,2% 75% 58,3%

Qua bảng số liệu ta thấy đối với các lớp thực nghiệm tỉ lệ học sinh đạt điểm

kém, yếu, trung bình thấp hơn so với lớp đối chứng, còn tỉ lệ học sinh đạt điểm khá và giỏi cao hơn so với lớp đối chứng.

Kết quả trên phản ánh được phần nào sự hiệu quả của lớp thực nghiệm về việc

vận dụng đề tài so với lớp đối chứng.

VI. KẾT LUẬN

Trong quá trình thực hiện đề tài tôi nhận thấy các em học sinh tích cực hơn,

chủ động hơn. Các dạng bài tập cơ bản về giao thoa sóng cơ các em làm khá nhanh, đa số các em không còn tư tưởng “bỏ quên”môn Vật lí nữa. Đặc biệt có một số em ngay từ đầu xác định sẽ không chọn môn Vật lí để thi tốt nghiệp, ĐH- CĐ thì nay bắt đầu thay đổi cách suy nghĩ.

Đề tài “Phân loại và phương pháp giải nhanh các bài tập về giao thoa sóng cơ” mong góp thêm một ít kinh nghiệm và chia sẻ với đồng nghiệp, với học sinh, mong sao mỗi thầy cô giáo, học sinh có thể vận dụng nội dung của đề tài này vào việc học tập cũng như giảng dạy.

Trường THPT Võ Trường Toản Giáo viên: Lê Thị Thúy

Phân loại và phương pháp giải nhanh các bài tập về giao thoa sóng cơ Vật lí 12

Do điều kiện thời gian đề tài này mới tập trung khai thác ở một số điểm chính, minh họa cho dạng tổng quát, có những chỗ vẫn chưa có điều kiện đi sâu. Đề tài chỉ là một phần nhỏ trong chương trìnhvật lý 12, nên bài tập có tính minh họa phục vụ cho dạng điển hình của đề tài, những phần liên quan ở các chương khác cùng dạng không có điều kiện đưa vào nhiều. Do đó hệ thống bài tập còn ít phong phú. Các dạng vận dụng cũng chưa đầy đủ trọn vẹn mong quý thầy cô đồng nghiệp góp ý thêm.

Trong quá trình thực hiện đề tài còn nhiều thiếu sót, rất mong quý thầy cô,

đồng nghiệp góp ý để đề tài hoàn thiện hơn.

VII. KIẾN NGHỊ

Trong quá trình thực hiện đề tài tôi nhận thấy thời gian dành để làm các bài tập trên lớp còn ít. Kính mong nhà trường tạo điều kiện sắp xếp để các em có thể có thời gian làm bài tập nhiều hơn.

Nhà trường và Sở Giáo Dục nên tăng cường tập huấn đổi mới cách dạy, cách

học để học sinh bớt thụ động, thích học môn Vật lí hơn.

Cần giao lưu với các trường bạn để học hỏi kinh nghiệm, nâng cao trình độ.

Đối với tổ chuyên môn cần xây dựng từng chuyên đề một cách cụ thể, cần

trao đổi để tìm ra cách dạy hay, mới, dễ hiểu đối với các bài dạy khó.

Cẩm Mỹ, ngày 18 tháng 05 năm 2015 Người thực hiện

Lê Thị Thúy

Trường THPT Võ Trường Toản Giáo viên: Lê Thị Thúy

Phân loại và phương pháp giải nhanh các bài tập về giao thoa sóng cơ Vật lí 12

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] “ Hệ thống kiến thức và giải nhanh các bài tập trắc nghiệm chương sóng cơ

vật lí 12” của các tác giả Nguyễn Văn Thủy – Trần Thiện Phương – Huỳnh Ngọc

Giang

[2] Bài tập Vật lí 12 của tác giả Vũ Quang(chủ biên) – Lương Duyên Bình – Tô

Giang – Ngô Quốc Quýnh

[3] Bộ đề thi thử trọng tâm Vật lí của các tác giả Chu Văn Biên – Chu Văn Lanh –

Nguyễn Viết Bằng – Nguyễn Mậu Quyết – Trần Nguyên Vũ – Nguyễn Thế Anh –

Công Thị Huyền – Nguyễn Thị Minh Anh

[4] Hướng dẫn ôn tập thi tốt nghiệp THPT năm học 2013-2014 môn Vật lí của tác

giả Nguyễn Trọng Sửu - Vũ Đình Túy

[5] Tổng hợp đề thi học kì I môn Vật lí của Sở Giáo Dục Đồng Nai.

[6] Tổng hợp đề thi tốt nghiệp, đại học, cao đẳng từ năm 2007 – 2014 của Bộ Giáo

Dục và Đào tạo

[7] Phân loại và phương pháp giải chi tiết bài tập trắc nghiệm Vật lí 12 của các tác

giả Trần Thanh Bình

[8] Hệ thống kiến thức chương sóng âm và sóng cơ của tác giả Huỳnh Thế Xương

[9] Phương pháp giải nhanh các bài toán Vật lí của các tác giả Trần Ngọc – Trần

Hữu Giang

Trường THPT Võ Trường Toản Giáo viên: Lê Thị Thúy

Phân loại và phương pháp giải nhanh các bài tập về giao thoa sóng cơ Vật lí 12

PHỤ LỤC PHIẾU KHẢO SÁT MÔN VẬT LÍ 12 – PHẦN GIAO THOA SÓNG CƠ Thời gian: 90 phút

Mã đề 01 Điểm

Họ và tên Lớp 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

1 mm. D. 8 mm. 4 mm. C. B.

21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 Câu 1. (HKI-2010): Trong thí nghiệm về hiện tượng giao thoa sóng trên mặt nước với hai nguồn sóng kết hợp S1 và S2. Trên đoạn thẳng nối hai nguồn S1 và S2, hai điểm dao động với biên độ cực đại liên tiếp nằm cách nhau 2mm. Bước sóng của sóng này bằng A. 2 mm. Câu 2. (HKI-2010): Trong thí nghiệm về hiện tượng giao thoa sóng trên mặt nước người ta dùng hai nguồn sóng kết hợp cùng pha S1 và S2 phát ra hai sóng có cùng biên độ 1cm, bước sóng 20cm. Tại điểm M cách S1 một đoạn 15cm và cách S2 một đoạn 60cm sẽ có biên độ dao động tổng hợp là

A. 2 cm. B. 1 cm. C. cm. D. cm.

. . B. d1 – d2 = (k + 0,5) D. d1 – d2 = (2k + 1)

Câu 3. (HKI-2011): Trong thí nghiệm giao thoa sóng trên mặt nước người ta dùng hai nguồn sóng kết hợp S1 và S2 dao động cùng pha. Gọi d1 và d2 lần lượt là khoảng cách từ điểm M nằm trong vùng giao thoa đến S1 và S2. Với k = 0, thì biên độ dao động tổng hợp tại M có giá trị cực tiểu khi A. d1 – d2 = k . C. d1 – d2 = k /4 Câu 4. (HKI-2011): Trong thí nghiệm về hiện tượng giao thoa sóng trên mặt nước người ta dùng hai nguồn sóng kết hợp S1 và S2 dao động cùng pha , cùng tần số 20Hz, cùng biên độ 5mm. Tốc độ truyền sóng trên mặt nước là 2m/s. Tại điểm M cách S1 và S2 lần lượt các đoạn 15cm và 17,5cm có biên độ dao động tổng hợp bằng

Trường THPT Võ Trường Toản Giáo viên: Lê Thị Thúy

Phân loại và phương pháp giải nhanh các bài tập về giao thoa sóng cơ Vật lí 12

B. 5 mm. mm. C. 10 mm. D. 0.

cos(20t + cos(20t - ) cm. ) cm. A. 5 Câu 5. (HKI-2012): Trong thí nghiệm về hiện tượng giao thoa sóng trên mặt nước, hai nguồn sóng kết hợp S1 và S2 dao động theo phương trình uS1 = uS2 = 2cos20t(cm). Biết khoảng cách S1S2 = 30cm, tốc độ truyền sóng trên mặt nước là 4m/s. Trung điểm M của S1S2 dao động theo phương trình B. uM = 2 A. uM = 2

) cm. ) cm. C. uM = 4cos(20t - D. uM = 4cos(20t +

B. C. - cm. cm. D. -2cm.

B. một phần hai bước sóng. D. một bước sóng.

D. 12 C. 10 B. 11

D. 0mm. C. 4mm. B. 2mm.

Câu 6. (HKI-2012): Trong hiện tượng giao thoa sóng trên mặt nước, hai nguồn kết hợp S1 và S2 dao động cùng phường với phương trình uS1 = uS2 = 2cos20t(cm). Tốc độ truyền sóng trên mặt nước là 1,2m/s. Điểm M trong vùng giao thoa cách S1 và S2 những đoạn là 10cm và 20cm có biên độ dao động tổng hợp bằng A. 2cm. Câu 7. (HKI-2013): Trong hiện tượng giao thoa sóng trên mặt nước với hai nguồn sóng kết hợp S1 và S2 dao động có cùng biên độ. Trên đoạn thẳng S1S2, hai điểm đứng yên liền kề nhau thì cách nhau một khoảng bằng A. một phần tư bước sóng. C. ba phần hai bước sóng. Câu 8. (HKI-2013): Trong thí nghiệm giao thoa sóng trên mặt nước, hai nguồn sóng kết hợp S1 và S2 có cùng tần số 20Hz, dao động cùng pha và cách nhau 9cm. Tốc độ truyền sóng là 32cm/s. Số điểm dao động với biên độ cực đại trên đoạn thẳng S1S2 là A. 9 Câu 9. (HKI-2013): Trong thí nghiệm giao thoa sóng trên mặt nước, có hai nguồn kết hợp A, B dao động theo phương thẳng đứng với phương trình uA = uB = cos20t(mm). Tốc độ truyền là 30cm/s. Coi biên độ sóng không đổi khi sóng truyền đi. Phần tử M ở mặt nước cách hai nguồn lần lượt là 10,5cm và 13,5cm có biên độ dao động là A. 1mm. Câu 10. (HKI-2014): Ở mặt thoáng của một chất lỏng có hai nguồn kết hợp A và B dao động điều hòa cùng pha với nhau và theo phương thẳng đứng. Biết tốc độ truyền sóng không đổi trong quá trình lan truyền, bước sóng do mỗi nguồn trên . Khoảng cách ngắn nhất giữa hai điểm dao động với biên độ cực phát ra bằng đại nằm trên đoạn thẳng AB là

A. B. C. D.

Câu 11. (TN2011): Ở mặt nước, có hai nguồn kêt hợp A, B dao động theo phương thẳng đứng với phương trình uA = uB = 2cos20t (mm). Tốc độ truyền sóng là 30 cm/s. Coi biên độ sóng không đổi khi sóng truyền đi. Phần tử M ở mặt nước cách hai nguồn lần lượt là 10,5 cm và 13,5 cm có biên độ dao động là A. 4 mm. C. 1 mm. D. 0 mm. B. 2 mm.

Trường THPT Võ Trường Toản Giáo viên: Lê Thị Thúy

Phân loại và phương pháp giải nhanh các bài tập về giao thoa sóng cơ Vật lí 12

B. 6 D. 9 C. 8

D. bằng a B. cực tiểu C. bằng a/2

B. cùng pha

D. lệch pha nhau góc /2

B. một số nguyên lần bước sóng D. một số nguyên lần nửa bước

C. 0 cm. B. 2 cm. D. 1cm

Câu 12. (TN 2013): Ởmặt thoáng của một chất lỏng, tại hai điểm A và B cách nhau 20 cm có hai nguồn sóng dao động điều hòa theo phương thẳng đứng, cùng pha, cùng biên độ và cùng tần số 50 Hz. Coi biên độ sóng không đổi khi sóng truyền đi. Tốc độ truyền sóng trên mặt chất lỏng là 3 m/s. Trên đoạn thẳng AB, số điểm dao động có biên độ cực đại là A. 7 Câu 13. (TN2007) Trên mặt nước nằm ngang có hai nguồn kết hợp S1 và S2 dao động theo phương thẳng đứng, cùng pha, với cùng biên độ a không thay đổi trong quá trình truyền sóng. Khi có sự giao thoa hai sóng đó trên mặt nước thì dao động tại trung điểm của đoạn S1S2 có biên độ A. cực đại Câu 14. (TN2008) Tại hai điểm A và B trên mặt nước nằm ngang có hai nguồn sóng cơ kết hợp, dao động theo phương thẳng đứng. Có sự giao thoa của hai sóng này trên mặt nước. Tại trung điểm của đoạn AB, phần tử nước dao động với biên độ cực đại. Hai nguồn sóng đó dao động A. lệch pha nhau góc /3 nhau C. ngược pha nhau. Câu 15. (TN2008) Tại hai điểm A, B trên mặt nước ngang có hai nguồn sóng kết hợp, cùng biên độ, cùng pha, dao động theo phương thẳng đứng. Coi biên độ sóng lan truyền trên mặt nước không đổi trong quá trình truyền sóng. Phần tử nước thuộc trung điểm của đoạn AB A. dao động với biên độ nhỏ hơn biên độ dao động của mỗi nguồn. B. dao động với biên độ cực đại. C. không dao động. D. dao động với biên độ bằng biên độ dao động của mỗi nguồn. Câu 16. (TN2012): Trên mặt nước hai nguồn kết hợp dao động điều hòa cùng pha theo phương thẳng đứng. Coi biên độ không đổi khi sóng truyền đi. Trên mặt nước, trong vùng giao thoa, phần tử tại M dao động với biên độ cực đại khi hiệu đường đi của hai sóng từ hai nguồn truyền tới M bằng A. một số lẻ lần một phần tư bước sóng C. một số lẻ lần nửa bước sóng sóng Câu 17. (GDTX 2014): Ở mặt thoáng của một chất lỏng có hai nguồn sóng kết hợp A và B dao động theo phương thẳng đứngvới phương trình uA = uB = 2cos20πt (u tính bằng cm, t tính bằng s). Tốc độ truyền sóng trên mặt chất lỏng là 50 cm/s. Coi biên độ sóng không đổi khi sóng truyền đi. Xét điểm M ở mặt thoáng cách A, B lần lượt là d1 = 5 cm, d2 = 25 cm. Biên độ dao động của phần tử chất lỏng tại M A. 4 cm. Câu 18. (TN2014): Ở mặt thoáng của một chất lỏng có hai nguồn sóng kết hợp A và B cách nhau 12 cm dao động theo phương thẳng đứng với phương trình uA= uB = 4cos100t (u tính bằng mm, t tính bằng s). Tốc độ truyền sóng trên mặt chất lỏng là 80 cm/s, coi biên độ sóng không đổi khi sóng truyền đi. Xét điểm M ở mặt chất

Trường THPT Võ Trường Toản Giáo viên: Lê Thị Thúy

Phân loại và phương pháp giải nhanh các bài tập về giao thoa sóng cơ Vật lí 12

B. 8 cm D. 7 cm C. 5,6 cm

B. 8. C. 5. D. 9.

B. 1,2 m/s. C. 0,3 m/s.

B. 7 và 8 D. 9 và 10

D. 1 cm. C. 2 cm. B. 6 cm.

D. 2 cm. C. 4 cm. cm. B.

D. 4. C. 7. B. 6.

lỏng, nằm trên đường trung trực của AB mà phần tử chất lỏng tại đó dao động cùng pha với nguồn A. Khoảng cách MA nhỏ nhất là A. 6,4 cm Câu 19. (CĐ2007): Trên mặt nước nằm ngang, tại hai điểm S1, S2 cách nhau 8,2 cm, người ta đặt hai nguồn sóng cơ kết hợp, dao động điều hoà theo phương thẳng đứng có tần số 15 Hz và luôn dao động đồng pha. Biết vận tốc truyền sóng trên mặt nước là 30 cm/s, coi biên độ sóng không đổi khi truyền đi. Số điểm dao động với biên độ cực đại trên đoạn S1S2 là A. 11. Câu 20. (CĐ2008): 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 bằng 40 Hz 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 1,5 cm. Vận tốc truyền sóng trong môi trường này bằng A. 2,4 m/s. D. 0,6 m/s. Câu 21. (CĐ2011): Ở mặt chất lỏng có hai nguồn sóng A, B cách nhau 20cm, dao động theo phương thẳng đứng với phương trình là (t tính bằng s). Tốc độ truyền sóng trên mặt chất lỏng là 1,5m/s. Trên đoạn thẳng AB, số điểm có biên độ dao động cực đại và số điểm đứng yên lần lượt là A. 9 và 8 C. 7 và 6 Câu 22. (CĐ2012): Tại mặt thoáng của một chất lỏng có hai nguồn sóng S1 và S2 dao động theo phương thẳng đứng với cùng phương trình u = acos40t (a không đổi, t tính bằng s). Tốc độ truyền sóng trên mặt chất lỏng bằng 80 cm/s. Khoảng cách ngắn nhất giữa hai phần tử chất lỏng trên đoạn thẳng S1S2 dao động với biên độ cực đại là A. 4 cm. Câu 23. (CĐ2012): Tại mặt chất lỏng có hai nguồn phát sóng kết hợp S1 và S2 dao động theo phương vuông góc với mặt chất lỏng có cùng phương trình u=2cos40 t (trong đó u tính bằng cm, t tính bằng s). Tốc độ truyền sóng trên mặt chất lỏng là 80cm/s. Gọi M là điểm trên mặt chất lỏng cách S1,S2 lần lượt là 12cm và 9cm. Coi biên độ của sóng truyền từ hai nguồn trên đến điểm M là không đổi. Phần tử chất lỏng tại M dao động với biên độ là A. cm Câu 24. (ĐH2013): Một nguồn phát sóng dao động điều hòa tạo ra sóng tròn đồng . Hai điểm M và N thuộc mặt nước, tâm O truyền trên mặt nước với bước sóng nằm trên hai phương truyền sóng mà các phần tử nước dao động. Biết OM = 8 ; ON =12 và OM vuông góc ON. Trên đoạn MN, số điểm mà phần tử nước dao động ngược pha với dao động của nguồn O là A. 5. Câu 25. (CĐ2013): Trong một thí nghiệm về giao thoa sóng nước, hai nguồn sóng kết hợp dao động cùng pha đặt tại hai điểm A và B cách nhau 16 cm. Sóng truyền trên mặt nước với bước sóng 3 cm. Trên đoạn AB, số điểm mà tại đó phần tử nước dao động với biên độ cực đại là:

Trường THPT Võ Trường Toản Giáo viên: Lê Thị Thúy

Phân loại và phương pháp giải nhanh các bài tập về giao thoa sóng cơ Vật lí 12

B. 10. C. 11. D. 12.

B. 9. D. 8. C. 10.

B. 18. D. 17. C. 20.

C. 10 mm. D. 89 mm. B. 15 mm.

D. 2 cm. cm. C. B. .

A. 9. Câu 26. (ĐH2009): Ở bề mặt một chất lỏng có hai nguồn phát sóng kết hợp S1 và S2 cách nhau 20cm. Hai nguồn này dao động theo phương trẳng đứng có phương ) (mm). Tốc độ truyền trình lần lượt là u1 = 5cos40 t (mm) và u2 = 5cos(40pt + sóng trên mặt chất lỏng là 80 cm/s. Số điểm dao động với biên độ cực đại trên đoạn thẳng S1S2 là: A. 11. Câu 27. (ĐH2010): Ở mặt thoáng của một chất lỏng có hai nguồn sóng kết hợp A và B cách nhau 20cm, dao động theo phương thẳng đứng với phương trình uA = 2cos40t và uB = 2cos(40t + ) (uA và uB tính bằng mm, t tính bằng s). Biết tốc độ truyền sóng trên mặt chất lỏng là 30 cm/s. Xét hình vuông AMNB thuộc mặt thoáng chất lỏng. Số điểm dao động với biên độ cực đại trên đoạn BM là A. 19. Câu 28. (ĐH2012): Trong hiện tượng giao thoa sóng nước, hai nguồn dao động theo phương vuông góc với mặt nước, cùng biên độ, cùng pha, cùng tần số 50 Hz được đặt tại hai điểm S1 và S2 cách nhau 10cm. Tốc độ truyền sóng trên mặt nước là 75 cm/s. Xét các điểm trên mặt nước thuộc đường tròn tâm S1, bán kính S1S2, điểm mà phần tử tại đó dao động với biên độ cực đại cách điểm S2 một đoạn ngắn nhất bằng A. 85 mm. Câu 29. (ĐH2011): Ở mặt chất lỏng có hai nguồn sóng A, B cách nhau 18 cm, dao động theo phương thẳng đứng với phương trình là uA = uB = acos50t (với t tính bằng s). Tốc độ truyền sóng của mặt chất lỏng là 50 cm/s. Gọi O là trung điểm của AB, điểm M ở mặt chất lỏng nằm trên đường trung trực của AB và gần O nhất sao cho phần tử chất lỏng tại M dao động cùng pha với phần tử chất lỏng tại O. Khoảng cách MO là A. 10 cm. Câu 30. (ĐH2013): Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, nguồn sáng phát ra ánh sáng đơn sắc có bước sóng . Trên màn quan sát, trên đoạn thẳng MN dài 20 mm (MN vuông góc với hệ vân giao thoa) có 10 vân tối, M và N là vị trí của

hai vân sáng. Thay ánh sáng trên bằng ánh sáng đơn sắc có bước sóng thì

B. 5 C. 8.

C. 12 B. 11 D. 9

tại M là vị trí của một vân giao thoa, số vân sáng trên đoạn MN lúc này là D. 6 A.7 Câu 31. (ĐH2013): Trong một thí nghiệm về giao thoa sóng nước, hai nguồn sóng kết hợp dao động cùng pha tại hai điểm A và B cách nhau 16cm. Sóng truyền trên mặt nước với bước sóng 3cm. Trên đoạn AB, số điểm mà tại đó phần tử nước dao động với biên độ cực đại là A. 10 Câu 32. (CĐ2009) Ở mặt nước có hai nguồn sóng dao động theo phương vuông góc với mặt nước, có cùng phương trình u = Acost. Trong miền gặp nhau của hai sóng, những điểm mà ở đó các phần tử nước dao động với biên độ cực đại sẽ có hiệu đường đi của sóng từ hai nguồn đến đó bằng

Trường THPT Võ Trường Toản Giáo viên: Lê Thị Thúy

Phân loại và phương pháp giải nhanh các bài tập về giao thoa sóng cơ Vật lí 12

B. một số nguyên lần bước sóng. D. một số lẻ lần bước sóng.

B. dao động với biên độ cực tiểu. D. dao động với biên độ bằng nửa

C. a D. 2a B. a/2

C. 75cm/s B. 25cm/s

C. 11 D. 12 B. 9

D. 14 C. 20 B. 16

C. 21. B. 20. D. 10

A. một số lẻ lần nửa bước sóng. C. một số nguyên lần nửa bước sóng. Câu 33. (ĐH2007): Để khảo sát giao thoa sóng cơ, người ta bố trí trên mặt nước nằm ngang hai nguồn kết hợp S1 và S2. Hai nguồn này dao động điều hòa theo phương thẳng đứng, cùng pha. Xem biên độ sóng không thay đổi trong quá trình truyền sóng. Các điểm thuộc mặt nước và nằm trên đường trung trực của đoạn S1S2 sẽ A. dao động với biên độ cực đại. C. không dao động. biên độ cực đại. Câu 34. (ĐH2008)Tại hai điểm A và B trong một môi trường truyền sóng có hai nguồn sóng kết hợp, dao động cùng phương với phương trình lần lượt là uA = acost và uB = acos(t +). Biết vận tốc và biên độ sóng do mỗi nguồn tạo ra không đổi trong quá trình sóng truyền. Trong khoảng giữa A và B có giao thoa sóng do hai nguồn trên gây ra. Phần tử vật chất tại trung điểm của đoạn AB dao động với biên độ bằng A. 0 Câu 35. (CĐ2013): Trong thí nghiệm giao thoa sóng nước, hai nguồn kết hợp được đặt tại A và B dao động theo phương trình uA = uB = acos25πt (a không đổi, t tính bằng s). Trên đoạn thẳng AB, hai điểm có phần tử nước dao động với biên độ cực đại cách nhau một khoảng ngắn nhất là 2cm. Tốc độ truyền sóng: D. 100cm/s A. 50cm/s Câu 36. (CĐ2013): Trong thí nghiệm về giao thoa sóng nước, hai nguồn kết hợp dao động cùng pha được đặt tại A và B cách nhau 18cm. Sóng truyền trên mặt nước với bước sóng 3,5cm. Trên đoạn AB, số điểm mà tại đó phần tử nước dao động với biên độ cực đại là: A. 10 Câu 37. (CĐ2014): Tại mặt chất lỏng nằm ngang có hai nguồn sóng O1, O2 cách nhau 24 cm, dao động điều hòa theo phương thẳng đứng với cùng phươn trình u = Acosωt. Ở mặt chất lỏng, gọi d là đường vuông góc đi qua trung điểm O của đoạn O1O2. M là điểm thuộc d mà phần tử sóng tại M dao động cùng pha với phần tử sóng tại O, đoạn OM ngắn nhất là 9 cm. Số điểm cực tiểu giao thoa trên đoạn O1O2 là: A. 18 Câu 38. (CĐ2014): Trong một thí nghiệm về giao thoa sóng nước, hai nguồn A và B cách nhau 16 cm, dao động điều hòa theo phương vuông góc với mặt nước với cùng phương trình u=2cos16t (u tính bằng mm, t tính bằng s). Tốc độ truyền sóng trên mặt nước là 12 cm/s. Trên đoạn AB, số điểm dao động với biên độ cực đại là A. 11. Câu 39. (ĐH2014):Trong một thí nghiệm giao thoa sóng nước, hai nguồn S1 và S2 cách nhau 16 cm, dao động theo phương vuông góc với mặt nước, cùng biên độ, cùng pha, cùng tần số 80 Hz. Tốc độ truyền sóng trên mặt nước là 40 cm/s. Ở mặt nước, gọi d là đường trung trực của đoạn S1S2. Trên d, điểm M ở cách S1 10 cm;

Trường THPT Võ Trường Toản Giáo viên: Lê Thị Thúy

Phân loại và phương pháp giải nhanh các bài tập về giao thoa sóng cơ Vật lí 12

C. 9,8 mm. B. 6,8 mm. D. 8,8 mm.

B. cùng biên độ, ngược pha. D. khác biên độ, ngược pha.

điểm N dao động cùng pha với M và gần M nhất sẽ cách M một đoạn có giá trị gần giá trị nào nhất sau đây? A. 7,8 mm. Câu 40. (ĐH 2014) Sự giao thoa sóng trên mặt chất lỏng được gây ra bởi hai nguồn sóng A, B dao động cùng phương vuông góc với mặt chất lỏng, cùng tần số. Trung điểm I của AB không dao động khi hai nguồn A, B có A. cùng biên độ, cùng pha. C. cùng biên độ, vuông pha.

ĐÁP ÁN MÃ ĐỀ 01

1 C 2 C 11 B 12 A 22C 21C 32B 31B 3 B 13A 23A 33A 4 A 14B 24 B 34A 5 C 15B 25 C 35A 6 B 16B 26 C 36C 7 B 17D 27 A 37B 8 B 18A 28 C 38C 9 B 19D 29 B 39A 10B 20B 30A 40B

Trường THPT Võ Trường Toản Giáo viên: Lê Thị Thúy

Phân loại và phương pháp giải nhanh các bài tập về giao thoa sóng cơ Vật lí 12

MỤC LỤC I. LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI ........................................................................................ 1

II. CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ CƠ SỞ THỰC TIỄN .................................................... 1

1. Cơ sở lí luận ....................................................................................................... 1

2. Cơ sở thực tiễn ................................................................................................... 2

2.1. Thuận lợi ...................................................................................................... 2

2.2. Khó khăn ...................................................................................................... 2

III. NỘI DUNG ĐỀ TÀI ......................................................................................... 2

1. Phương pháp chung ............................................................................................ 2

2. Phân loại và phương pháp giải nhanh các bài tập về giao thoa sóng cơ............ 2

2.1. Dạng 1. Viết phương trình sóng tổng hợp ................................................... 2

a. Phương pháp .................................................................................................... 2

2.2. Dạng 2. Xác định biên độ sóng tổng hợp của hai nguồn giao thoa ............. 4

2.3. Dạng 3. Tính các đại lượng đặc trưng của sóng từ điều kiện cực đại, cực tiểu giao thoa ....................................................................................................... 7

2.4. Dạng 4. Tìm số điểm cực trị trên đoạn thẳng AB ........................................ 8

2.5. Dạng 5. Tìm số điểm cực trị trên đoạn thẳng MN bất kì ........................... 10

2.6. Dạng 6. Xác định số điểm dao động cùng pha hoặc ngược pha với nguồn trên đoạn thẳng CO thuộc đường trung trực của AB (chỉ xét trường hợp hai nguồn A, B cùng pha, O là trung điểm AB) ..................................................... 13

2.7. Dạng 7. Xác định số điểm cực trị trên đường tròn tâm O là trung điểm của AB có đường kính d .......................................................................................... 15

Xét đường tròn tâm O là trung điểm của AB có ............................................... 15

đường kính d AB (hình vẽ) ............................................................................ 15

2.8. Dạng 8. Xác định khoảng cách ngắn nhất hoặc lớn nhất từ điểm cực trị nằm trên đường thẳng đi qua một nguồn và vuông góc với đoạn nối hai nguồn cùng pha ............................................................................................................ 16

IV. VẬN DỤNG TỔNG HỢP .............................................................................. 18

V. ÁP DỤNG ĐỀ TÀI ........................................................................................... 20

1. Phạm vi áp dụng ............................................................................................... 20

2. Tiến trình vận dụng và hiệu quả ...................................................................... 21

VI. KẾT LUẬN ...................................................................................................... 21

Trường THPT Võ Trường Toản Giáo viên: Lê Thị Thúy

Phân loại và phương pháp giải nhanh các bài tập về giao thoa sóng cơ Vật lí 12

VII. KIẾN NGHỊ ................................................................................................... 22

TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................... 23

PHỤ LỤC ............................................................................................................... 24

Trường THPT Võ Trường Toản Giáo viên: Lê Thị Thúy

Phân loại và phương pháp giải nhanh các bài tập về giao thoa sóng cơ Vật lí 12

SỞ GD&ĐT ĐỒNG NAI Trường THPT Võ Trường Toản

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự do - Hạnh phúc Cẩm Mỹ, ngày 19 tháng 05 năm 2015

Đơn vị (Tổ): Lí – Công nghệ

PHIẾU NHẬN XÉT, ĐÁNH GIÁ SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM Năm học: 2014 - 2015 ––––––––––––––––– Tên sáng kiến kinh nghiệm: “ Phân loại và phương pháp giải nhanh các bài tập về giao thoa sóng cơ Vật lí 12 ” Họ và tên tác giả: Lê Thị Thúy Lĩnh vực: Quản lý giáo dục  Phương pháp giáo dục  Phương pháp dạy học bộ môn: Vật lí  Lĩnh vực khác: ................................................

1. Tính mới - Có giải pháp hoàn toàn mới  - Có giải pháp cải tiến, đổi mới từ giải pháp đã có  2. Hiệu quả - Hoàn toàn mới và đã triển khai áp dụng trong toàn ngành có hiệu quả cao  - Có tính cải tiến hoặc đổi mới từ những giải pháp đã có và đã triển khai áp

dụng trong toàn ngành có hiệu quả cao 

- Hoàn toàn mới và đã triển khai áp dụng tại đơn vị có hiệu quả cao  - Có tính cải tiến hoặc đổi mới từ những giải pháp đã có và đã triển khai áp

dụng tại đơn vị có hiệu quả  3. Khả năng áp dụng

- Cung cấp được các luận cứ khoa học cho việc hoạch định đường lối, chính

sách: Tốt  Khá  Đạt 

- Đưa ra các giải pháp khuyến nghị có khả năng ứng dụng thực tiễn, dễ thực

hiện và dễ đi vào cuộc sống: Tốt  Khá  Đạt 

- Đã được áp dụng trong thực tế đạt hiệu quả hoặc có khả năng áp dụng đạt

hiệu quả trong phạm vi rộng: Tốt  Khá  Đạt 