Đang tải... (xem toàn văn)
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” 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
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 1 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 12A 7 , 12A 10 , 12A 13 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. Trường THPT Võ Trường Toản Giáo viên: Lê Thị Thúy 2 Phân loại và phương pháp giải nhanh các bài tập về giao thoa sóng cơ Vật lí 12 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 )cos( 1 ϕω += tau A và )cos( 2 ϕω += tau B Điểm M cách A khoảng d 1 = AM; M cách B khoảng d 2 = BM. Độ lệch pha của hai nguồn là 2 1 ∆ = − ϕ ϕ ϕ Phương trình sóng tổng hợp tại M + + + − ∆ − − = 2 cos 2 cos2 211212 ϕϕ λ πω ϕ λ π dd t dd au M *TH1: Hai nguồn A, B dao động cùng pha Phương trình dao động tổng hợp tại M do A, B truyền đến là u = u AM + u BM = 2acos ( ) − λ π 12 dd cos ( ) + − λ π ω 12 dd t *TH2: Hai nguồn A, B dao động ngược pha Xét hai nguồn kết hợp A, B có phương trình )cos( tau A ω = và )cos( πω += tau B Phương trình dao động tổng hợp tại M do A, B truyền tới là u = u AM + u BM = 2acos ( ) − − 2 12 π λ π dd cos ( ) + + − 2 12 π λ π ω dd t *TH3: Hai nguồn A, B dao động vuông pha Xét hai nguồn kết hợp A, B có phương trình )cos( tau A ω = và ) 2 cos( π ω += tau B Phương trình dao động tổng hợp tại M do A, B truyền tới là u = u AM + u BM = 2acos ( ) − − 4 12 π λ π dd cos ( ) + + − 4 12 π λ π ω dd t b. Ví dụ minh họa 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 u A = u B = 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. u M = 5 2 cos(10πt – 3,85π) cm B. u M = 2 2 cos(10πt – 3,85π) cm C. u M = 4 2 cos(10πt – 3,85π) cm D. u M = 2 cos(10πt – 3,85π) cm Hướng dẫn Từ phương trình ta có ƒ = = 5 Hz → λ = = 5 20 = 4 cm/s. Hai nguồn cùng pha nên phương trình sóng tổng hợp tại M do A, B truyền đến là Trường THPT Võ Trường Toản Giáo viên: Lê Thị Thúy 3 Phân loại và phương pháp giải nhanh các bài tập về giao thoa sóng cơ Vật lí 12 u = u AM + u BM = 2acos ( ) − λ π 12 dd cos ( ) + − λ π ω 12 dd t = 2.5cos ( ) − 4 2,72,8 π cos ( ) + − 4 2,72,8 10 π π t = 5 2 cos(10πt – 3,85π) cm. → Chọn đáp án A 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 u A = 2cos(50πt)cm, u B = 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 d 1 = 16cm, d 2 = 23cm là A. u M = 2 cos(50πt – 17π) cm B. u M = 2 cos(50πt –19π) cm C. u M = 4cos(50πt – 19π) cm D. u M = 4cos(50πt – 17π) cm Hướng dẫn Từ phương trình ta có ƒ = = 25 Hz → λ = = 25 5,0 = 0,02 m/s = 2cm Hai nguồn ngược pha nên phương trình dao động tổng hợp tại M do A, B truyền tới là u = u AM + u BM = 2acos ( ) − − 2 12 π λ π dd cos ( ) + + − 2 12 π λ π ω dd t = 2.2cos ( ) − − 22 1623 ππ cos ( ) + + − 22 1623 50 ππ π t = 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 u A = acos( ) 1 ϕω +t u B = acos( ) 2 ϕω +t Điểm M cách A khoảng d 1 = AM; M cách B khoảng d 2 = BM. Độ lệch pha của hai nguồn là 2 1 ∆ = − ϕ ϕ ϕ Biên độ sóng tổng hợp tại M là a M = 2 )( cos2 12 ϕ λ π ∆ + − dd a *TH1: Hai nguồn A, B dao động cùng pha + Biên độ giao động tổng hợp tại M là: a M = λ π )( cos2 12 dd a − + Biên độ dao động tổng hợp cực đại khi d 2 - d 1 = kλ (k ∈ Z) Khi đó a max = 2a + Biên độ dao động tổng hợp cực tiểu khi d 2 - d 1 = (2k+1) (k ∈ Z) Khi đó a min = 0 Chú ý Trường THPT Võ Trường Toản Giáo viên: Lê Thị Thúy 4 Phân loại và phương pháp giải nhanh các bài tập về giao thoa sóng cơ Vật lí 12 + 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 + Khoảng cách giữa hai cực đại liên tiếp hoặc 2 cực tiểu liên tiếp là 2 λ *TH2: Hai nguồn A, B dao động ngược pha + Biên độ giao động tổng hợp tại M là: a M = ) 2 )( cos(2 12 π λ π ± − dd a + Biên độ dao động tổng hợp cực đại khi d 2 - d 1 = (2k+1) (k ∈ Z) Khi đó a max = 2a + Biên độ dao động tổng hợp cực tiểu khi d 2 - d 1 = kλ (k ∈ Z) Khi đó a min = 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 )cos( tau A ω = và ) 2 cos( π ω += tau B + Biên độ giao động tổng hợp tại M là: a M = 4 )( cos2 12 π λ π − − dd a 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 2 b. Ví dụ minh họa Ví dụ 1: Hai nguồn kết hợp A, B cách nhau 10cm có phương trình dao động là u A = u B = 5cos20πt(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 C. 8cm D. 10 cm Hướng dẫn Cách 1: Từ phương trình ta có ƒ = = 10 Hz → λ = = 20 1 = 0,05 m/s = 5cm M là trung điểm AB nên d 1 = d 2 = 5cm Hai nguồn cùng pha nên biên độ giao động tổng hợp tại M là: a M = λ π )( cos2 12 dd a − = 5 )55( cos5.2 − π = 10cm → Chọn đáp án D Cách 2: Vì M là trung điểm AB nên a M = 2a = 2.5 = 10cm Trường THPT Võ Trường Toản Giáo viên: Lê Thị Thúy 5 Phân loại và phương pháp giải nhanh các bài tập về giao thoa sóng cơ Vật lí 12 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 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 Ta có λ = = 20 80 = 4cm/s Hai nguồn ngược pha nên biên độ giao động tổng hợp tại M là: a M = ) 2 )( cos(2 12 π λ π ± − dd a = ) 24 )1210( cos(2.2 ππ ± − = 4cm → Chọn đáp án A Ví dụ 3: Ở bề mặt một chất lỏng có hai nguồn phát sóng kết hợp S 1 và S 2 cách nhau 20cm. Hai nguồn này dao động theo phương thẳng đứng có phương trình lần lượt là u 1 = 5cos40πt (mm) và u 2 = 5cos(40πt + π) (mm). Tốc độ truyền sóng trên mặt chất lỏng là 80 cm/s. Xét các điểm trên S 1 S 2 , điểm I là trung điểm của S 1 S 2 , điểm M nằm cách I một đoạn 3cm sẽ dao động với biên độ A. 8mm B. 6mm C. 10mm D. 4 mm Hướng dẫn Cách 1: Vì M là trung điểm AB nên a M = 2a = 2.5 = 10mm Cách 2: Từ trình ta có ƒ = = 20 Hz → λ = = 20 80 = 4cm = 40mm I là trung điểm S 1 S 2 nên IS 1 = IS 2 = 10cm M trên S 1 S 2 , cách I một đoạn 3cm nên d 1 = 7cm = 70mm, d 2 = 13cm = 130mm Hai nguồn ngược pha nên biên độ giao động tổng hợp tại M là: a M = ) 2 )( cos(2 12 π λ π ± − dd a = ) 240 )70130( cos(5.2 ππ ± − = 10mm → Chọn đáp án C Ví dụ 4: Trên mặt nước có hai nguồn A, B dao động lần lượt theo phương trình ) 2 5cos(4 π π += tu A cm và )5cos(4 ππ += tu B 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 2 cm B. 4 2 cm C. 2 2 cm D. 2 cm Hướng dẫn Cách 1 Hai nguồn vuông pha nên điểm M nằm trên đường trung trực của đoạn AB sẽ dao động với biên độ : a M = a 2 = 4 2 cm Cách 2 Trường THPT Võ Trường Toản Giáo viên: Lê Thị Thúy 6 Phân loại và phương pháp giải nhanh các bài tập về giao thoa sóng cơ Vật lí 12 Biên độ giao động tổng hợptại M là: a M = 4 )( cos2 12 π λ π − − dd a Vì d 2 = d 1 nên a M = 2a ) 4 cos( π = 4 2 cm. → Chọn đáp án B 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 + Vị trí các đường cực đại thỏa mãn: d 2 – d 1 = k λ với k ∈ Z + Vị trí các đường cực tiểu thỏa mãn: d 2 – d 1 = (k + 0,5) λ với k ∈ Z *TH2: Hai nguồn ngược pha + Vị trí các đường cực đại thỏa mãn: d 2 – d 1 = (k + 0,5) λ với k ∈ Z + Vị trí các đường cực tiểu thỏa mãn: d 2 – d 1 = k λ với k ∈ Z 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 d 1 = 19 cm, d 2 = 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. B. v = 7 cm/s. C. v = 14 cm/s. D. v = 56 cm/s. 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 d 2 – d 1 = k λ ⇔ 2 = 2 λ λ ⇒ = 1cm Mà λ = ⇒ v = λ .f = 1.14 = 14cm/s → Chọn đáp án C 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 d 1 = 16 cm, d 2 = 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 A. v = 24 cm/s. B. v = 20 cm/s. C. v = 36 cm/s. D. v = 48 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 d 2 – d 1 = (k + 0,5) λ ⇔ 4 = (2+0,5) λ λ ⇒ = 1,6cm Mà λ = ⇒ v = λ .f = 1,6.15 = 24cm/s → Chọn đáp án A 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 7 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 ⇒ d 2 – d 1 = k λ ⇔ 2 = λ λ ⇒ = 2cm Mà λ = ⇒ v = λ .f = 2.15 = 30cm/s → Chọn đáp án C 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 ⇒ d 2 – d 1 = k λ ⇔ 2 = 4 λ λ ⇒ = 0,5cm Mà λ = f v ⇒ f = λ v = 5,0 40 = 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 λλ AB k AB ≤≤− + Vị trí các cực đại giao thoa: d 2 – d 1 = k λ (k∈Z). + Số điểm dao động cực tiểu trên đoạn AB là các giá trị của k nguyên thỏa mãn 2 1 2 1 −≤≤−− λλ AB k AB + Vị trí các cực tiểu giao thoa: (d 2 – d 1 = k+0,5) λ ( k∈ Z ). *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 2 1 2 1 −≤≤−− λλ AB k AB + Vị trí các cực đại giao thoa: (d 2 – d 1 = k+0,5) λ ( k∈ Z ). + Số điểm dao động cực tiểu trên đoạn AB là các giá trị của k nguyên thỏa mãn hệ thức: λλ AB k AB ≤≤− + Vị trí các cực đại giao thoa: d 2 – d 1 = k λ (k∈Z). Trường THPT Võ Trường Toản Giáo viên: Lê Thị Thúy 8 Phân loại và phương pháp giải nhanh các bài tập về giao thoa sóng cơ Vật lí 12 *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: 4 1 4 1 −≤≤−− λλ AB k AB 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. B. 20. C. 21. D. 22. Hướng dẫn Bước sóng: 2,0 100 20 === f v λ 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 2 1 2 1 −≤≤−− λλ AB k AB 2 1 2,0 2 2 1 2,0 2 −≤≤− − ⇔ k 5,95,10 ≤≤−⇔ k Có 20 giá trị của k nguyên thỏa mãn ⇒ có 20 điểm → Chọn đáp án B Ví dụ 2. Tại hai điểm O 1 , O 2 cách nhau 48 cm trên mặt chất lỏng có hai nguồn phát sóng dao động theo phương thẳng đứng với phương trình u 1 = 5sin(100πt) mm và u 2 = 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 O 1 O 2 có số cực đại giao thoa là A. 24. B. 23. C. 25. D. 26. Hướng dẫn Từ phương trình ta có ƒ = = 50 Hz → λ = = 50 2 = 0,04 m/s = 4cm Vì hai nguồn ngược pha nên trên đoạn O 1 O 2 có số cực đại giao thoa là các giá trị của k nguyên thỏa mãn 2 1 2 1 2121 −≤≤−− λλ OO k OO 2 1 4 48 2 1 4 48 −≤≤− − ⇔ k 5,115,12 ≤≤−⇔ k Có 24 giá trị của k nguyên thỏa mãn ⇒ có 24 điểm → Chọn đáp án A 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 9 Phân loại và phương pháp giải nhanh các bài tập về giao thoa sóng cơ Vật lí 12 theo các phương trình: 1 0,2. (50 )u cos t cm π π = + và cmtu ) 2 50cos(2,0 2 π π += . 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 = = 25 5,0 = 0,02 m/s = 2cm Vì hai nguồn vuông pha nên số điểm dao động cực đại bằng số điểm dao động cực tiểu trên đoạn AB 4 1 4 1 −≤≤−− λλ AB k AB 4 1 2 10 4 1 2 10 −≤≤−−⇔ k 75,425,5 ≤≤−⇔ k ⇒ 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 S 1 , S 2 , hai điểm M và N lần lượt cách 2 nguồn là d 1M , d 2M , d 1N , d 2N . Đặt ∆d M = d 2M – d 1M ; ∆d N = d 2N – d 1N và giả sử ∆d M < ∆d N . *TH 1 .Hai nguồn dao động lệch pha nhau góc bất kì: ∆ϕ = ϕ 2 - ϕ 1 + Cực đại: 2 2 N M d d k ϕ ϕ λ π λ π ∆ ∆ ∆ ∆ + < < + + Cực tiểu: 1 1 2 2 2 2 N M d d k ϕ ϕ λ π λ π ∆ ∆ ∆ ∆ − + < < − + * TH 2. Hai nguồn dao động cùng pha + Cực đại: N M d d k λ λ ∆ ∆ < < + Cực tiểu: 1 1 2 2 N M d d k λ λ ∆ ∆ − < < − * TH 3. Hai nguồn dao động ngược pha + Cực đại: 1 1 2 2 N M d d k λ λ ∆ ∆ − < < − + Cực tiểu: N M d d k λ λ ∆ ∆ < < * TH 4. Hai nguồn dao động vuông pha Cực đại = cực tiểu: ∆d M < (k+0,25)λ < ∆d N 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 10 [...]... 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 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. .. 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 TÀI LIỆU THAM KHẢO Trường THPT Võ Trường Toản Giáo viên: Lê Thị Thúy 22 Phân loại và phương pháp giải nhanh các bài tập về giao thoa sóng cơ Vật lí 12 [1] “ Hệ thống kiến thức và giải nhanh các bài tập trắc nghiệm chương sóng cơ vật lí 12 của các. .. Vật lí 12 ” Trường THPT Võ Trường Toản Giáo viên: Lê Thị Thúy 32 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 Đơn vị (Tổ): Lí – Công nghệ Lĩnh vực: Quản lý giáo dục Phương pháp dạy học bộ môn: Vật lí Phương pháp giáo dục Lĩnh vực khác: 1 Tính mới - Có giải pháp hoàn toàn mới - Có giải pháp cải tiến, đổi mới từ giải pháp. .. MÔN VẬT LÍ 12 – PHẦN GIAO THOA SÓNG CƠ Trường THPT Võ Trường Toản Giáo viên: Lê Thị Thúy 23 Phân loại và phương pháp giải nhanh các bài tập về giao thoa sóng cơ Vật lí 12 Thời gian: 90 phút Mã đề 01 Điểm Họ và tên Lớp 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 Câu 1 (HKI-2010): Trong thí nghiệm về hiện tượng giao thoa sóng. .. 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... Thúy 20 Phân loại và phương pháp giải nhanh các bài tập về giao thoa sóng cơ Vật lí 12 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... 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 A một số lẻ lần nửa bước sóng B một số nguyên lần bước sóng C một số nguyên lần nửa bước sóng D một số lẻ lần bước sóng Trường THPT Võ Trường Toản Giáo viên: Lê Thị Thúy 28 Phân loại và phương pháp giải nhanh các bài tập về giao thoa sóng cơ Vật lí 12 Câu 33 (ĐH2007): Để khảo sát giao thoa sóng cơ, ... ĐỀ TÀI .2 1 Phương pháp chung 2 2 Phân loại và phương pháp giải nhanh các bài tập về giao thoa sóng cơ 3 2.1 Dạng 1 Viết phương trình sóng tổng hợp 3 a Phương pháp 3 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... 2C 12 A 22C 32B 3B 13A 23A 33A 4A 14B 24 B 34A 5C 15B 25 C 35A 6B 16B 26 C 36C 7B 17D 27 A 37B 8B 18A 28 C 38C 9B 19D 29 B 39A 10B 20B 30A 40B MỤC LỤC I LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI .1 Trường THPT Võ Trường Toản Giáo viên: Lê Thị Thúy 30 Phân loại và phương pháp giải nhanh các bài tập về giao thoa sóng cơ Vật lí 12 II CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ CƠ SỞ THỰC TIỄN 1 1 Cơ sở lí luận .1 2 Cơ sở... 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 Trường THPT Võ Trường Toản Giáo viên: Lê Thị Thúy 21 Phân loại và phương pháp giải nhanh các bài tập về giao thoa sóng cơ Vật lí 12 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