Phương Pháp Giải Bài Tập Sóng Cơ Và Sự Truyền Sóng Cơ - Tài Liệu Text

Tải bản đầy đủ (.docx) (43 trang)

1. Trang chủ
>>
2. Ôn thi Đại học - Cao đẳng
>>
3. Ngoại ngữ

Phương pháp giải bài tập sóng cơ và sự truyền sóng cơ

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (994.52 KB, 43 trang )

BÁO CÁO CHUYÊN ĐỀ ÔN THI THPTQGTên chuyên đề:PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP SÓNG CƠ VÀ SỰTRUYỀN SÓNG CƠMỤC LỤCMụcI. Lời giới thiệuII. Mục đích và nhiệm vụ của chuyên đềIII. Nội dung1. Lí thuyết trọng tâm2. Phân dạng bài tập và phương pháp giải2.1. Dạng 1: Xác định các đại lượng đặc trưng của sóng.2.2. Dạng 2: Phương trình truyền sóng.2.3. Dạng 3: Bài toán nhốt giá trị của (λ; v; f).2.4. Dạng 4: Tìm số điểm dao động cùng pha, ngược pha, vuông pha vớinguồn.2.5. Dạng 5: Bài toán li độ, biên độ, vận tốc, thời gian trong sóng cơ2.6. Dạng 6: Đồ thị sóng cơ.IV. Kết luậnI. Lời giới thiệu1Trang333355121722263041Trong chương trình vật lí 12, phần sóng cơ là phần luôn có nhiều dạng toán vànó có mặt hầu hết trong các đề thi THPTQG các năm. Qua quá trình tìm tòi, nghiêncứu trong các năm, tôi đã hệ thống hóa công thức, xây dựng phương pháp giải bàitập sóng cơ và sự truyền sóng cơ cho học sinh một cách dễ hiểu, logic, tránh lúngtúng, cho kết quả nhanh và chính xác trong các kì thi.Trên cơ sở đó tôi đã chọn đề tài “Phương pháp giải bài tập sóng cơ và sựtruyền sóng cơ”.II. Mục đích và nhiệm vụ của đề tài- Cung cấp cho học sinh hệ thống kiến thức cơ bản, đầy đủ, rõ ràng về phầnhiện tượng sóng cơ học- Phân loại các bài tập theo từng dạng và phương pháp giải.- Xây dựng hệ thống các bài tập minh họa và vận dụng để rèn kĩ năng, kỹ xảo,phát triển tư duy học sinh.- Học sinh có thể chủ động, sáng tạo để giải quyết tốt các bài tập thuộc từngdạng.III. Nội dung1. Lý thuyết trọng tâm1.1. Các định nghĩa cơ bản.a) Định nghĩa sóng cơ.Sóng cơ là dao động cơ lan truyền trong một môi trường.Khi sóng cơ truyền đi chỉ có pha dao động của các phần tử vật chất lan truyềncòn các phần tử vật chất thì dao động xung quanh vị trí cân bằng cố định.b) Sóng ngang: là sóng trong đó các phần tử của môi trường dao động theo phươngvuông góc với phương truyền sóng.- Trừ trường hợp sóng mặt nước, còn sóng ngang chỉ truyền được trong chất rắn.Ví dụ: sóng trên mặt nước, sóng trên sợi dây cao su.c) Sóng dọc: là sóng trong đó các phần tử của môi trường dao động theo phươngtrùng với phương truyền sóng.- Sóng dọc truyền được cả trong chất khí, chất lỏng và chất rắnVí dụ: sóng âm, sóng trên lò xo.* Chú ý: Sóng cơ không truyền được trong chân không.d) Các đặc trưng của một sóng hình sin. Biên độ sóng A: Biên độ A của sóng là biên độ dao động của một phần tử của môitrường có sóng truyền qua. Chu kì (hoặc tần số) của sóng: Chu kì T của sóng là chu kì dao động của một phầntử của môi trường có sóng truyền qua.2f =1T gọi là tần số của sóng.Đại lượngTần số sóng luôn không đổi kể cả khi truyền từ môi trường này sang môi trườngkhác.Tốc độ truyền sóng: Tốc độ truyền sóng v là tốc độ lan truyền dao động trong môitrường.Đối với mỗi môi trường, tốc độ truyền sóng v có một giá trị không đổi.Tốc độ truyền sóng phụ thuộc vào 3 yếu tố:• Nhiệt độ.• Đặc tính đàn hồi của môi trường.• Mật độ phân tử.Bước sóng: Bước sóng λ là quãng đường mà sóng truyền được trong một chu kì.Tacó:λ = vT =vf2λλAEBPhương truyền sóngHFDCIJλ2G3λ2+) Hai phần tử cách nhau một bước sóng thì dao động đồng pha với nhau.+) Khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên phương truyền sóng mà dao độngλngược pha là 2 .+) Khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên phương truyền sóng mà dao độngλvuông pha là 4 .+) Khoảng cách giữa hai điểm bất kì trên phương truyền sóng mà dao động cùng phalà k λ .+) Khoảng cách giữa hai điểm bất kì trên phương truyền sóng mà dao động ngượcpha là ( k + 0,5 ) λ .Khi sóng truyền từ môi trường này sang môi trường khác chu kỳ (tần số) không đổi,v >v >vtốc độ sóng thay đổi ( R L K ) nên bước sóng thay đổi.31.2. Phương trình sóng.Xét một sóng hình sin đang lan truyền trongmôi trường theo trục x, sóng này phát ra từmột nguồn đặt tại điểm O. Chọn gốc toạ độ tạiO và chọn gốc thời gian sao cho phương trìnhdao động tại O làuO = Acos ( ωt )uvxOMxSóng hình sin tại thời điểm tTrong đó uO là li độ tại O vào thời điểm t, còn t là thời gian dao động của nguồn.Sau khoảng thời gian ∆t , dao động từ O truyền đến M cách O một khoảng x = v.∆t (vlà tốc độ truyền sóng) làm cho phần tử M dao động. Do dao động tại M muộn hơndao động tại O một khoảng thời gian ∆t nên phương trình dao động tại M làuM = Acos ( ωt − ∆t )Thay∆t =xv và λ = vT ta được phương trình sóng tại M làx 2π t 2π x uM = Acos  ωt − ÷ = Acos −( *)vλ ÷ TPhương trình (*) trên là phương trình sóng hình sin truyền theo trục x. Nó cho biết liđộ u của phần tử có toạ độ x vào thời điểm t.Phương trình (*) là một hàm tuần hoàn vừa theo thời gian, vừa theo không gian.Thật vậy, cứ sau mỗi chu kì T thì dao động tại một điểm trên trục x lại lặp lại nhưtrước. Và cứ cách nhau một bước sóng λ trên trục x thì dao động tại các điểm lạigiống hệt nhau (tức là cùng pha với nhau).2. PHÂN DẠNG BÀI TẬP VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI.2.1. Dạng 1: Xác định các đại lượng đặc trưng của sóng.a. Phương pháp giải:λ = vT =v2π=vfω- Bước sóng:*Chú ý 1- Khoảng cách giữa n đỉnh sóng liên tiếp là (n-1) λ- Khoảng thời gian giữa n lần liên tiếp một chiếc phao nhô lên cao nhất là (n-1)T- Nếu trong khoảng thời gian t sóng truyền được quãng đường S thì tốc độ truyềnsóng là v=S/t*Chú ý 2: Trong quá trình truyền sóng, trạng thái của dao động truyền đi còn cácphần tử vật chất dao động tại chỗ. Cần phân biệt quãng đường truyền sóng và4quãng đường dao động:- Quãng đường dao động: S = n. 2A+ S’- Quãng đường truyền sóng: S = v.T*Chú ý 3: Phân biệt tốc độ truyền sóng và tốc độ dao động cực đại:- Tốc độ truyền sóngv=λTvmax = ω A =2πAT-Tốc độ dao động cực đại làb. Bài tập ví dụVí dụ 1: [THPT QG 2017]. Trong sóng cơ, tốc độ truyền sóng làA. tốc độ lan truyền dao động trong môi trường truyền sóng.B. tốc độ cực tiểu của các phần tử môi trường truyền sóng.C. tốc độ chuyển động của các phần tử môi trường truyền sóng.D. tốc độ cực đại của các phần tử môi trường truyền sóng.Lời giảiTốc độ truyền sóng v là tốc độ lan truyền dao động trong môi trường. Chọn A.Ví dụ 2: [THPT QG 2018]. Một sóng cơ hình sin truyền trong một môi trường. Xéttrên một hướng truyền sóng, khoảng cách giữa hai phần tử môi trường.A. Dao động cùng pha là một phần tư bước sóng.B. Gần nhau nhất dao động cùng pha là một bước sóng.C. Dao động ngược pha là một phần tư bước sóng.D. Gần nhau nhất dao động ngược pha là một bước sóng.Lời giảiXét trên một hướng truyền sóng, khoảng cách giữa hai phần tử môi trường gần nhaunhất dao động cùng pha là một bước sóng. Chọn B.Ví dụ 3: [THPT QG 2019]. Một sóng cơ hình sin truyền theo trục Ox. Quãngđường mà sóng truyền được trong một chu kì bằngA. ba lần bước sóng.B. hai lần bước sóng.C. một bước sóng.D. nửa bước sóng.Lời giảiQuãng đường mà sóng truyền được trong một chu kì bằng một bước sóng. ChọnCVí dụ 4: Một sóng cơ truyền trên một sợi dây rất dài với tốc độ 1 m/s và chu kì 0,5s. Sóng cơ này có bước sóng làA. 150 cm.B. 100 cm.C. 25cm.D. 50 cm.Lời giải5λ = vT =v= 100.0,5 = 50fcm. Chọn D.Ta cóVí dụ 5: Tại một điểm trên mặt chất lỏng có một nguồn dao động với tần số 120 Hz,tạo ra sóng ổn định trên mặt chất lỏng. Xét 5 gợn lồi liên tiếp trên một phươngtruyền sóng, ở về một phía so với nguồn, gợn thứ nhất cách gợn thứ năm 0,5 m. Tốcđộ truyền sóng làA. 30 m/s.B. 15 m/s.C. 12 m/s.D. 25 m/s.Lời giảiGiữa n đỉnh (ngọn) sóng có (n - 1) bước sóng.5 − 1) .λ = 0,5 ⇒ λ = 0,125Do đó ta có: (m.Tốc độ truyền sóng là v = f .λ = 120.0,125 = 15 m/s. Chọn B.Ví dụ 6: Một người quan sát thấy một cánh hoa trên hồ nước nhô lên 5 lần trongkhoảng thời gian 20 s. Khoảng cách giữa hai đỉnh sóng kế tiếp là 8 m. Tính tốc độtruyền sóng trên mặt hồ.A. v = 4,0 m/s.C. v = 1,6 m/s.D. v = 2,0 m/s.Lời giảiCánh hoa nhô lên 5 lần khi có sóng truyền qua thì cánh hoa sẽ thực hiện (5 - 1) daoT=B. v = 3, 2 m/s.20λ 8= 5s ⇒ v = = = 1,65 −1T 5m/s. Chọn C.động. Ta có:Ví dụ 7: Một người quan sát trên mặt biển thấy khoảng cách giữa 10 ngọn sóng liêntiếp bằng 45 m và có 4 ngọn sóng truyền qua trước mắt trong 12 s. Tốc độ truyềnsóng trên mặt biển làA. v = 1,125 m/s.B. v = 2 m/s.C. v = 1,67 m/s.Lời giảiKhoảng cách giữa 10 ngọn sóng liên tiếp bằng 45 m suy raDo có 4 ngọn sóng truyền qua trước mắt trong 12 s nênv=λ= 1, 25Tm/s. Chọn D.T=λ=D. v = 1, 25 m/s.45=510 − 1(m).12=44 −1(s)Do đóVí dụ 8: Người ta gây ra một dao động ở đầu O một sợi dây cao su căng thẳng tạonên một dao động theo phương vuông góc với vị trí bình thường của dây với chu kìT = 2 s. Trong thời gian 6,5 s sóng truyền được quãng đường 35 cm. Tính bước sóngtrên dây?A. 5 cmB. 10 cmC. 15 cmD. 20 cm6Lời giảiTrong một chu kì sóng truyền được quãng đường S = λTrong thời giant = 6,5s = 3T +T2S = 3λ +λ= 35 ⇔ λ = 102cm. Chọn B.Sóng truyền được quãng đường làVí dụ 9: Một sóng cơ lan truyền trong môi trường với tốc độ v = 1 m/s, chu kì sóngT = 0,2 s. Biên độ sóng không đổi A = 5 cm. Khi phần tử môi trường đi được quãngđường 60 cm thì sóng truyền được quãng đường làA. S = 60 cm.B. S =100 cm.C. S = 150cm.D. S = 200 cm.Lời giảiλ=v= 20TcmBước sóngPhần tử môi trường đi được quãng đường 60 cm ⇒ S =12AThời gian phần tử môi trường đi được quãng đường 12A là t = 3TTrong một chu kì sóng truyền được quãng đường S = λSóng truyền được quãng đường trong 3T là S = 3λ = 60cm . Chọn A.c. Bài tập vận dụngCâu 1: Trong sóng cơ, tốc độ truyền sóng làA. tốc độ lan truyền dao động trong môi trường truyền sóng.B. tốc độ cực tiểu cửa các phần tử môi trường truyền sóng.C. tốc độ chuyển động của các phần tử môi trường truyền sóng.D. tốc độ cực đại của các phần tử môi trường truyền sóng.Câu 2: Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về sóng cơ:A. Sóng ngang là sóng mà phương dao động của các phần tử vật chất nơi sóngtruyền qua vuông góc với phương truyền sóngB. Khi sóng truyền đi, các phần tử vật chất nơi sóng truyền qua cùng truyền đitheo sóng.C. Sóng cơ không truyền được trong chân khôngD. Sóng dọc là sóng mà phương dao động của các phần tử vật chất nơi sóngtruyền qua trùng với phương truyền sóng.Câu 3: (ĐH_2012): Khi nói về sự truyền sóng cơ trong một môi trường, phát biểunào sau đây đúng?A. Những phần tử của môi trường trên cùng một hướng truyền sóng và cách nhaumột số nguyên lần bước sóng thì dao động cùng pha.7B. Những phần tử của môi trường cách nhau một số nguyên lần bước sóng thì daođộng cùng pha.C. Hai phần tử của môi trường cáh nhau một phần tư bước sóng thì dao động lệchpha nhau 900.D. Hai phần tử của môi trường cáh nhau một nủa bước sóng thì dao động ngượcpha..Câu 4: Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về năng lượng của sóng:A. Quá trình truyền sóng là quá trình truyền năng lượngB. Trong khi sóng truyền đi thì năng lượng vẫn không truyền đi vì nó là đại lượngbảo toàn.C. Đối với sóng truyền từ một nguồn điểm trên mặt phẳng, năng lượng sóng giảmtỷ lệ với quãng đường truyền sóngD. Đối với sóng truyền từ một nguồn điểm trong không gian, năng lượng sónggiảm tỷ lệ với bình phương quãng đường truyền sóngCâu 5: Sóng ngang truyền được trong các môi trường:A. Rắn và khíB. Chất rắn và bề mặt chất lỏng.C. Rắn và lỏngD. Cả rắn, lỏng và khí.Câu 6: Điều nào sau đây là đúng khi nói về sóng cơ học:A. Sóng dọc chỉ truyền được trong chất khíB. Vận tốc truyền sóng không phụ thuộc vào môi trường mà phụ thuộc vào bướcsóngC. Quá trình truyền sóng là quá trình truyền các phần tử vật chất môi trường từnơi này đến nơi khácD. Sóng truyền trên mặt nước là sóng ngang.Câu 7: Vận tốc truyền sóng phụ thuộc vào yếu tố nào sau đây ?A. Môi trường truyền sóng.B. Tần số dao độngcủa nguồn sóngC. Chu kỳ dao động của nguồn sóngD. Biên độ dao động của nguồn sóng.Câu 8: Điều nào sau đây là đúng khi nói về sóng ngangA. Là loại sóng có phương dao động nằm ngangB. Là loại sóng có phương dao động vuông góc với phương truyền sóng.C. Là loại sóng có phương dao động song song với phương truyền sóngD. Là loại sóng có phương nằm ngang và vuông góc với phương truyền sóngCâu 9: Một sóng truyền trên mặt nước có bước sóng λ = 2 m. Khoảng cách giữa haiđiểm gần nhau nhất trên cùng một phương truyền dao động cùng pha nhau làA. 0,5 mB. 1 mC. 2 mD. 1,5 mCâu 10: (ĐH_2011): Phát biểu nào sau đây là đúng khi nói về sóng cơ?8A. Sóng cơ truyền trong chất lỏng luôn là sóng ngang.B. Bước sóng là khoảng cách giữa hai điểm trên cùng một phương truyền sóngmà dao động tại hai điểm đó cùng pha.C. Sóng cơ truyền trong chất rắn luôn là sóng dọc.D. Bước sóng là khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên cùng một phươngtruyền sóng mà dao động tại hai điểm đó cùng pha.Câu 11: Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về quá trình truyền sóng:A. Quá trình truyền sóng là quá trình truyền dao động trong môi trường đàn hồiB. Quá trình truyền sóng là quá trình truyền năng lượngC. Quá trình truyền sóng là quá trình truyền pha dao độngD. Quá trình truyền sóng là quá trình truyền các phần tử vật chất.Câu 12: Sóng dọc truyền được trong các môi trường:A. Rắn và khíB. Chất rắn và bề mặt chất lỏngC. Rắn và lỏngD. Cả rắn, lỏng và khí.Câu 13: Một người quan sát trên mặt nước biển thấy một cái phao nhô lên 5 lầntrong 20(s) và khoảng cách giữa hai đỉnh sóng liên tiếp là 2(m). Vận tốc truyền sóngbiển là:A. 40(cm/s)B. 50(cm/s)C. 60(cm/s)D. 80(cm/s)Câu 14: Nguồn phát sóng S trên mặt nước tạo dao động với tần số f = 100Hz gây racác sóng tròn lan rộng trên mặt nước. Biết khoảng cách giữa 7 gợn lồi liên tiếp là3cm. Vận tốc truyền sóng trên mặt nước bằng bao nhiêu?A. 25cm/s.B. 50cm/s.C. 100cm/s.D. 150cm/s.Câu 15: Tại một điểm trên mặt chất lỏng có một nguồn dao động với tần số 120Hz,tạo ra sóng ổn định trên mặt chất lỏng. Xét 5 gợn lồi liên tiếp trên một phươngtruyền sóng, ở về một phía so với nguồn, gợn thứ nhất cách gợn thứ năm 0,5m. Tốcđộ truyền sóng làA. 30 m/sB. 15 m/sC. 12 m/sD. 25 m/sCâu 16: Một người ngồi ở bờ biển trông thấy có 10 ngọn sóng qua mặt trong 36giây, khoảng cách giữa hai ngọn sóng là 10m.. Tính tần số sóng biển.và vận tốctruyền sóng biển.A. 0,25Hz; 2,5m/s B. 4Hz; 25m/sC. 25Hz; 2,5m/sD. 4Hz; 25cm/s.Câu 17: Sóng cơ truyền trong một môi trường dọc theo trục Ox với phương trình u= cos(20t - 4x) (cm) (x tính bằng mét, t tính bằng giây). Vận tốc truyền sóng nàytrong môi trường trên bằngA. 5 m/s.B. 4 m/s.C. 40 cm/s.D. 50 cm/s.9Câu 18: Người ta gây một chấn động ở đầu O một dây cao su căng thẳng làm tạonên một dao động theo phương vuông góc với vị trí bình thường của dây, với chu kỳ1,8s. Sau 4s chuyển động truyền được 20m dọc theo dây. Bước sóng của sóng tạothành truyền trên dâyA. 9mB. 6mC. 4mD. 3mCâu 19: (ĐH _2007): Một nguồn phát sóng dao động theo phương trình u =acos20πt(cm) với t tính bằng giây. Trong khoảng thời gian 2 s, sóng này truyền điđược quãng đường bằng bao nhiêu lần bước sóng ?A. 20B. 40C. 10D. 30Câu 20: Một người quan sát một chiếc phao trên mặt biển thấy phao nhấp nhô lênxuống tại chỗ 16 lần trong 30 giây và khoảng cách giữa 5 đỉnh sóng liên tiếp nhaubằng 24m. Tốc độ truyền sóng trên mặt biển làA. v = 4,5m/sB. v = 12m/s.C. v = 3m/sD. v = 2,25 m/sCâu 21: (QG-2015): Một sóng cơ có tần số f, truyền trên dây đàn hồi với tốc độtruyền sóng v và bước sóng λ . Hệ thức đúng làA.v = λf.B.v=f.λC.v=λ.fD.v = 2πfλ.Câu 22: Một người quan sát sóng trên mặt hồ thấy khoảng cách giữa hai ngọn sóngliên tiếp bằng 2m và có 6 ngọn sóng qua trước mặt trọng 8s. Vận tốc truyền sóngtrên mặt nước là:A. 3,2m/sB. 1,25m/sC. 2,5m/sD. 3m/sCâu 23: Khoảng cách giữa hai điểm trên phương truyền sóng gần nhau nhất và daođộng cùng pha với nhau gọi là:A. Vận tốc truyền sóng B. Chu kỳC. Tần sốD. Bước sóng.Câu 24: Đặt mũi nhọn S (gắn vào đầu của một thanh thép nằm ngang) chạm mặtnước. Khi lá thép dao động với tần số f = 120Hz, tạo trên mặt nước một sóng cóbiên độ 6mm, biết rằng khoảng cách giữa 9 gợn lồi liên tiếp là 4cm. Vận tốc truyềnsóng trên mặt nước là:A. v = 120cm/sB. v = 40cm/sC. v = 100cm/sD. v = 60cm/sCâu 25: Đối với sóng cơ học, vận tốc truyền sóngA. phụ thuộc vào chu kỳ, bước sóng và bản chất môi trường truyền sóng.B. chỉ phụ thuộc vào tần số sóng.C. phụ thuộc vào bước sóng và bản chất môi trường truyền sóng.D. bản chất môi trường truyền sóng.10Câu 26: (CĐ_2009): Một sóng cơ có chu kì 2 s truyền với tốc độ 1 m/s. Khoảngcách giữa hai điểm gần nhau nhất trên một phương truyền mà tại đó các phần tử môitrường dao động ngược pha nhau làA. 0,5m.B. 1,0m.C. 2,0 m.D. 2,5 m.Câu 27: Điều nào sau đây là đúng khi nói về sóng dọcA. Là loại sóng có phương dao động nằm ngangB. Là loại sóng có phương dao động vuông góc với phương truyền sóngC. Là loại sóng có phương dao động song song với phương truyền sóng.D. Là loại sóng có phương nằm ngang và vuông góc với phương truyền sóngCâu 28: (ĐH-2014): Một sóng cơ truyền trên một sợi dây rất dài với tốc độ 1m/s vàchu kì 0,5s. Sóng cơ này có bước sóng làA. 150 cmB. 100 cmC. 50 cmD. 25 cm.Câu 29: Người quan sát chiếc phao trên mặt biển , thấy nó nhô lên cao 10 lần trongkhoảng thời gian 27 s. Tính tần số của sóng biển.A. 2,7 Hz.B. 1/3 Hz.C. 270 Hz.D. 10/27 HzCâu 30 : Một người quan sát một chiếc phao trên mặt biển thấy phao nhấp nhô lênxuống tại chỗ 16 lần trong 30 giây và khoảng cách giữa 5 đỉnh sóng liên tiếp nhaubằng 24m. Tốc độ truyền sóng trên mặt biển làA. v = 4,5m/sB. v = 12m/s.C. v = 3m/sD. v = 2,25 m/sCâu 31 : Tại điểm O trên mặt nước yên tĩnh, có một nguồn sóng dao động điều hoàtheo phương thẳng đứng với tần số f = 2Hz. Từ O có những gợn sóng tròn lan rộngra xung quanh. Khoảng cách giữa 2 gợn sóng liên tiếp là 20cm. Tốc độ truyền sóngtrên mặt nước làA.160(cm/s)B.20(cm/s)C.40(cm/s)D.80(cm/s)Câu 32: Nguồn phát sóng S trên mặt nước tạo dao động với tần số f = 100Hz gây racác sóng tròn lan rộng trên mặt nước. Biết khoảng cách giữa 7 gợn lồi liên tiếp là3cm. Vận tốc truyền sóng trên mặt nước bằng bao nhiêu?A. 25cm/s.B. 50cm/s.C. 100cm/s.D. 150cm/s.Câu 33: Đặt mũi nhọn S (gắn vào đầu của một thanh thép nằm ngang) chạm mặtnước. Khi lá thép dao động với tần số f = 120Hz, tạo trên mặt nước một sóng cóbiên độ 6mm, biết rằng khoảng cách giữa 9 gợn lồi liên tiếp là 4cm. Vận tốc truyềnsóng trên mặt nước làA. v = 120cm/sB. v = 40cm/sC. v = 100cm/s D. v = 60cm/sCâu 34 (ĐH_2010): Tại một điểm trên mặt chất lỏng có một nguồn dao động vớitần số 120 Hz, tạo ra sóng ổn định trên mặt chất lỏng. Xét 5 gợn lồi liên tiếp trênmột phương truyền sóng, ở về một phía so với nguồn, gợn thứ nhất cách gợn thứ11năm 0,5 m. Tốc độ truyền sóng làA. 12 m/sB. 15 m/sC. 30 m/sD. 25 m/sCâu 35. (Đề minh họa lần 3 của Bộ GD năm học 2016-2017). Một cần rung daođộng với tần số 20 Hz tạo ra trên mặt nước những gợn lồi và gợn lõm là nhữngđường tròn đồng tâm. Biết tốc độ truyền sóng trên mặt nước là 40 cm/s. Ở cùng mộtthời điểm, hai gợn lồi liên tiếp (tính từ cần rung) có đường kính chênh lệch nhauA. 4 cm.B. 6 cm.C. 2 cm.D. 8 cm.2.2. Dạng 2: Phương trình truyền sóng.a. Phương pháp giảiPhương trình sóng hình sin truyền theo trục x.x 2π t 2π x uM = Acos  ωt − ÷ = Acos −( *)vλ ÷ TNó cho biết li độ u của phần tử có toạ độ x vào thời điểm t.Nhận xét:+) Từ (*) ⇒ dao động tại M trễ pha hơn dao động tại nguồn O góc 2π x / λ2π x⇒+) Từ λx và λ cùng đơn vị.(+) Nếu cho phương trình sóng tại I là I ( )trình sóng tại P và Q (điểm đứng trước và đứng sau I):u t = a cos ωt + ϕ ). Ta có thể suy ra phương2πa u P ( x, t ) = a cos  ωt + ϕ +÷λ P đứng trước:2πb u Q ( x, t ) = a cos  ωt + ϕ −÷λ Q đứng sau:+) Phương trình (*) là một hàm tuần hoàn vừa theo thời gian, vừa theo không gian.Thật vậy, cứ sau mỗi chu kì T thì dao động tại một điểm trên trục x lại lặp lại nhưtrước. Và cứ cách nhau một bước sóng λ trên trục x thì dao động tại các điểm lạigiống hệt nhau (tức là cùng pha với nhau).b.Bài tập ví dụ.Ví dụ 1: Tại điểm M cách một nguồn sóng một khoảng x có phương trình dao động2π x uM = 4cos  200π t −λ ÷ (cm). Tần số của dao động sóng bằngsóng M làA. f = 0,01 Hz.B. f = 200 Hz.C. f = 100 Hz.D. f = 200π Hz.Lời giảiTa có:ω = 200π ⇒ f =ω= 1002πHz. Chọn C.12πxu = 4cos  2π t +÷2 Ví dụ 2: Một sóng ngang truyền trên một sợi dây rất dài có li độcm, x đo bằng cm. Li độ của sóng tại x = 0,5 cm và t = 0, 25 s làA. u = 2 2 cm.B. u = 2 3 cm.C. u = −2 3 cm.Lời giảiD. u = −2 2 cm.π π ⇒ u = 4cos  + ÷ = −2 22 4Với x = 0,5 cm; t = 0, 25 scm. Chọn D.Ví dụ 3: Một mũi nhọn S đươc gắn vào đầu một lá thép nằm ngang và chạm nhẹ vàomặt nước. Khi lá thép dao động với tần số f = 50 Hz, tạo ra trên mặt nước một sóngcó biên độ 0,9 cm. Biết khoảng cách giữa 13 gợn lồi liên tiếp là 36 cm. Viết phươngtrình sóng của phần tử tại điểm M trên mặt nước cách S một khoảng 6 cm. Chọn gốcthời gian lúc mũi nhọn chạm vào mặt thoáng và đi xuống. Chiều dương hướngxuốngπuM = 0,9cos 100π t − ÷2  cm.A.πuM = 0,9cos 100π t + ÷2  cm.B.πuM = 0, 45 2cos 100π t + ÷2  cm.C.πuM = 0,9 2cos 100π t − ÷2D.cm.Lời giảiKhoảng cách giữa 13 gợn lồi liên tiếp là 36 cmM trễ pha so với nguồn S một góc∆ϕ =⇒λ =36=312cm2π d MS= 4π rad ⇒λM cùng pha với nguồnGốc thời gian lúc mũi nhọn chạm vào mặt thoáng và đi xuống⇒ ϕo = −πrad2πuM = 0,9cos 100π t + ÷2  cm. Chọn APhương trình sóng tại điểm M làVí dụ 4: Cho một sợi dây đàn hồi rất dài căng ngang, đầu P của sợi dây dao độngu = 2cos ( π t + π / 2 )theo phương thẳng đứng với phương trình Pcm. Tốc độ truyền sóngv = 5 m/s. Cho điểm M trên dây cách P một đoạn x = 2,5 m. Vận tốc chuyển độngcủa phần tử môi trường tại M ở thời điểm t = 4,5 s làA. π cm/s. B. −π cm/s. C. −2π cm/s.D. 2π cm/s.Lời giảiT = 2π / ω = 2 s, vs = 5m / s ⇒ λ = vs .T = 10 m.Phương trình li độ sóng tại M là13π 2π x π 2π .2,5 uM = 2cos  π t + −÷ = 2cos  π t + −÷ = 2cos ( π t )2λ 210 (cm).′Phương trình vận tốc tại M: vM = uM ( t ) = −2π sin ( π t ) cm/s.Tại t = 4,5s ⇒ vM = −2π sin ( 4,5π ) = −2π cm/s. Chọn D.c. Bài tập vận dụng.Câu 1: Một sợi dây đàn hồi nằm ngang có điểm đầu O dao động theo phương đứngvới biên độ A=5cm, T=0,5s. Vận tốc truyền sóng là 40cm/s. Viết phương trình sóngtại M cách O d=50 cm.A. uM = 5cos(4π t − 5π )(cm)B. uM = 5cos(4π t − 2,5π )(cm)C. uM = 5cos(4π t − π / 2)(cm)D. uM = 5cos(4π t − 3,5π )(cm)Câu 2: Một sóng cơ học truyền theo phương Ox với biên độ coi như không đổi. Tại1O, dao động có dạng u = acosωt (cm). Tại thời điểm M cách xa tâm dao động O là 3bước sóng . Phương trình dao động ở M thỏa mãn hệ thức nào sau đây:A.uM = a cos(ω t −2λ)cm3uM = a cos(ω t −2π)cm3πλ)cm3B..πuM = a cos(ω t − )cm3D..uM = a cos(ω t −C.Câu 3. Một sóng cơ học truyền dọc theo trục Ox có phương trình u=28cos(20x 2000t) (cm), trong đó x là toạ độ được tính bằng mét, t là thời gian được tính bằnggiây. Vận tốc truyền sóng làA. 334m/sB. 314m/sC. 331m/sD.100m/sCâu 4: Một sóng cơ ngang truyền trên một sợi dây rất dài có phương trìnhu = 6 cos( 4πt − 0,02πx ) ; trong đó u và x có đơn vị là cm, t có đơn vị là giây. Hãy xácđịnh vận tốc dao động của một điểm trên dây có toạ độ x = 25 cm tại thời điểm t=4s.A.24 π (cm/s)B.14 π (cm/s)C.12 π (cm/s)D.44 π (cm/s)Câu 5: Một sóng cơ học lan truyền trên một phương truyền sóng với vận tốc 5m/s.πuO = 6 cos(5π t + )cm2Phương trình sóng của một điểm O trên phương truyền đó là:.Phương trình sóng tại M nằm trước O và cách O một khoảng 50cm là:A. u M = 6 cos 5πt (cm)B.u M = 6 cos(5πt +14π)cm2u M = 6 cos(5πt −π)cm2C.D. uM = 6 cos(5pt + p)cmCâu 6(ĐH _2008): Một sóng cơ lan truyền trên một đường thẳng từ điểm O đếnđiểm M cách O một đoạn d. Biết tần số f, bước sóng λ và biên độ a của sóng khôngđổi trong quá trình sóng truyền. Nếu phương trình dao động của phần tử vật chất tạiđiểm M có dạng uM(t) = acos2πft thì phương trình dao động của phần tử vật chấttại O làA. u0(t) = a cos2π(ft – d/λ)B. u0(t) = a cos2π(ft + d/λ)C. u0(t) = a cosπ(ft – d/λ)D. u0(t) = a cosπ(ft + d/λ)Câu 7: Một sóng cơ học lan truyền trên mặt nước với tốc độ 25cm/s. Phương trìnhsóng tại nguồn làu = 3cosπt(cm).Vận tốc của phần tử vật chất tại điểm M cách O một khoảng 25cmtại thời điểm t = 2,5s là:A.25cm/s.B. 3πcm/s.C: 0.D: -3πcm/s.Câu 8: Đầu O của một sợi dây đàn hồi nằm ngang dao động điều hoà theo phươngtrình x = 3cos(4πt)cm. Sau 2s sóng truyền được 2m. Lỵ độ của điểm M trên dâycách O đoạn 2,5m tại thời điểm 2s làA. xM = -3cm.B. xM = 0C. xM = 1,5cm. D. xM = 3cm.Câu 9: Cho một sóng ngang có phương trình sóng là u = 5cosπ()mm. Trong đó xtính bằng cm, t tính bằng giây. Vị trí của phần tử sóng M cách gốc toạ độ 3 m ở thờiđiểm t = 2 s làA.5 mmB.0C.5 cmD.2.5 cmCâu 10: . Sóng truyền từ O đến M với vận tốc v=40cm/s, phương trình sóng tại O làπu= 4sin 2 t(cm). Biết lúc t thì li độ của phần tử M là 3cm, vậy lúc t + 6(s) li độ của MlàA. -3cmB. -2cmC. 2cmD. 3cmCâu 11: Trên một sợi dây dài vô hạn có một sóng cơ lan truyền theo phương Oxvới phương trình sóng u = 2cos(10πt - πx) (cm) ( trong đó t tính bằng s; x tính bằngm). M, N là hai điểm nằm cùng phía so với O cách nhau 5 m. Tại cùng một thờiđiểm khi phần tử M đi qua vị trí cân bằng theo chiều dương thì phần tử NA. đi qua vị trí cân bằng theo chiều dương.B. đi qua vị trí cân bằng theo chiều âm.C. ở vị trí biên dương.D. ở vị trí biên âm.15Câu 12 . Cho phương trình sóng:biểu diễn:πu = a sin(0,4 πx + 7πt + )3 (m,s). Phương trình nàyA. Sóng chạy theo chiều âm của trục x với vận tốc 10 7 (m/s)B. Sóng chạy theo chiều dương của trục x với vận tốc 10 7 (m/s)C. Sóng chạy theo chiều dương của trục x với vận tốc 17,5 (m/s)D. Sóng chạy theo chiều âm của trục x với vận tốc 17,5 (m/s)Câu 13. Người ta gây một dao động ở đầu O của một sợi dây cao su căng thẳng theophương vuông góc với phương của sợi dây, biên độ 2cm, chu kì 1,2s. Sau 3s daođộng truyền được 15m dọc theo dây.Nếu chọn gốc thời gian là lúc O bắt đầu daođộng theo chiều dương từ VTCB, phương trình sóng tại một điểm M cách O mộtkhoảng 2,5m làA.2 cos(5ππt − )cm36(t > 0,5s)B.10π5π2 cos(t + )cm36C.(t > 0,5s).2 cos(5π5πt − )cm36(t > 0,5s).2 cos(5π4πt−)cm33(t > 0,5s).D.Câu 14: (THPTQG 2018). Hai điểm M và N nằm trên trục Ox và ở cùng một phíaso với O. Một sóng cơ hình sin truyền trên trục Ox theo chiều từ M đến N với bướcsóng λ. Biết MN = và phương trình dao động của phần tử tại M là u M = 5cos10πt(cm) (tính bằng s). Tốc độ của phần tử tại N ở thời điểm t = s làA. 25π cm/s.B. 50π cm/s.C. 25π cm/s.D. 50π cm/s.Câu 15. Cho một sợi dây đàn hồi rất dài căng ngang, đầu P của sợi dây dao động() . Tốc độ truyềntheo phương thẳng đứng với phương trình Psóng là 5 m/s. Cho điểm M trên dây cách P một đoạn x = 7,5 m. Vận tốc chuyểnđộng của phần tử môi trường tại thời điểm t = 10,5 s làu = 5cos 2π t + π / 3 cmA. 5π 3 cm/sB. −5π 3 cm/sC. −5π cm/sD. 5π cm/sCâu 16. Cho một sợi dây đàn hồi rất dài căng ngang, đầu P của sợi dây dao độngtheo phương thẳng đứng với phương trình uP = 2 cos ( π t + π / 2 ) cm . Tốc độ truyềnsóng là 5 m/s. Cho điểm M trên dây cách P một đoạn x = 2,5 m. Gia tốc chuyểnđộng của phần tử môi trường tại thời điểm t = 4,5 s làA. π cm/s2B. 0 cm/s2C. -2π cm/s2D. 2π2 cm/s2Câu 17. Một sóng cơ học lan truyền trong không gian, M và N là hai điểm trên cùngmột phương truyền sóng cách nhau 25 cm. Phương trình sóng tại hai điểm M, N lần216lượt là: uM = 3sinπt (cm) và uN = 3cos(πt + π/4) (cm) (t tính bằng giây). Phát biểunào sau đây là đúng ?A. Sóng truyền từ M đến N với tốc độ 1 m/s.B. Sóng tuyền từ N đến M với tốc độ 1 m/s.C. Sóng tuyền từ N đến M với tốc độ 1/3 m/s.D. Sóng tuyền từ M đến N với tốc độ 1/3 m/s.Câu 18. Sóng truyền với tốc độ 10 m/s từ điểm O đến điểm M nằm trên cùng mộtphương truyền sóng cách nhau 0,5πm. Coi biên độ sống không đổi. Biết phươngtrình sóng tại điểm O: u = 5cos(10t + π/6) (cm) (t đo bằng giây). Vận tốc dao độngcủa phần tử môi trường tại M ở điểm t = 0,05πs làA. +25 cm/s.B. -25 cm/s.C. +25 cm/s.D. -25 cm/s.2.3. Dạng 3: Bài toán nhốt giá trị của (λ; v; f)a. Phương pháp giải2πdĐộ lệch pha dao động của hai điểm trên phương truyền sóng: ∆φ = λDạng bài nhốt giá trị của λ: Một sóng hình sin truyền theo phương Ox từnguồn O với tần số f, có bước sóng nằm trong khoảng từ λ 1 đến λ2 . Gọi A và B làhai điểm nằm trên Ox, ở cùng một phía so với O và cách nhau d. Hai phần tử môitrường tại A và B luôn dao động cùng pha (ngược pha hoặc vuông pha) với nhau.Bước sóng λ bằng bao nhiêu?2πdd+ Giả sử nếu 2 nguồn cùng pha ta có: ∆φ = λ = 2kπ ⇒ λ = k ; [k ∈ N*] (1)dd⇒ λ1 < λ = k 2,58 < k < 3,14 ⇒ k=3f =25Hz ⇒ λ=v/f =16cm Chọn DCách 2: Dùng máy Fx570ES, 570ES PlusMODE 7 : TABLE Xuất hiện: f(X) = ( Hàm là tần số f)f ( x) = f = (2k + 1)4v4d =( 2X+1) 4.0, 28Nhập máy:( 2 x ALPHA ) X + 1 ) x ( 1 : 0,28 )= START 0 = END 10 = STEP 1 =kết quảChọn f = 25 Hz ⇒40λ=v/f= 25 =16cmx=kf(x) = f03.517110.71217.85325432.42Ví dụ 2: Một sóng hình sin truyền theo phương Ox từ nguồn O với tần số 20 Hz, cótốc độ truyền sóng nằm trong khoảng từ 0,7 m/s đến 1 m/s. Gọi A và B là 2 điểmnằm trên Ox, ở cùng một phía so với O và cách nhau 10cm. Hai phần tử môi trườngtại A và B luôn dao động ngược pha với nhau. Tốc độ truyền sóng làA. 90 cm/sB. 80 cm/sC. 85 cm/sD. 100 cm/sLời giải:Hai phần tử môi trường tại A và B luôn dao động ngược pha với nhau nênv2AB = ( k + 0,5 ) λ = 0,1 ⇔ ( k + 0,5 ) . = 0,1 ⇔ v =( k ∈¢) .fk + 0,5Cho0, 7