Bài 15 Hiện tợng phản xạ sóng dừng I.mục tiêu -Bố trí thí nghiệm để tạo ra sóng dừng -Nhận biết đợc đặc điểm của sóng dừng.GiảI thích đợc sự tạo thành sóng dừng -Nêu điều kiện để có sóng dừng trên sợi dây đàn hồi -áp dụng hiện tợng sóng dừngtrên sợi dây đàn hồi II chuẩn bị - Một sợi dây lò so mềm có thể kéo dãn 2m - Một máy rung có tần số ổn định - Một sợi dây thun dài 1m III.Tiến trình lên lớp Trợ giúp của giáo viên Hoạt động của học sinh Kiến thức cần đạt Hoạt động 1: Học sinh làm thí nghiệm và nhận biết sóng tới và sóng phản xạ GV:Tiến hành thí nghiệm cầm đầu A của lò xo đa lên đa xuống gây ra một biến dạng trên lò xo. Em hãy so sánh chiều truyền biến dạng của lò xo trớc khi gặp đầu cố định và sau khi gặp đầu cố định Gv: Sóng tới là gì? Sóng phản xạ là gì? So sánh các đại lợng đặc trng là tần số ,bớc sóng của sóng tới và sóng phản xạ? Hoạt động 2: Hs quan sát hiện tợng sóng dừng Phân biệt nút sóng, bụng sóng ,Đk có sóng dừng Gv biểu diễn thí nghiệm hình 15.2 GV yêu cầu HS quan sát thí nghiệm GV : Em hãy vẽ lại hình ảnh em quan sát đợc. GV Phát biểu kháI niệm sóng dừng? Điểm nào có thể gọi là nút hoặc gọi là bụng? Em nhận xét về dao động của nút và bụng? HS quan sát thí nghiệm HS: chiều truyền biến dạng ngợc chiều nhau. Sóng tới là sóng truyền từ B đến A Sóng phản xạ gây ra khi sóng tới gặp B Sóng phản xạ và sóng tới cùng tần số, cùng bớc sóng và ngợc pha nhau Vẽ hình sóng dừng tĩnh thấy các bó sóng,nút sóng ,bụng sóng HS cho biết sóng dừng là gì? Nút là những điểm đứng yên Bụng là những điểm dao động với biên độ cực đại 1.Sự phản xạ sóng a) Thí nghiệm b) Nhận xét - Sóng tới:Sóng truyền từ A tới B - sóng phản xạ Sóng phản xạ gây ra khi sóng tới gặp B Sóng phản xạ và sóng tới cùng tần số, cùng bớc sóng và ngợc pha nhau 2.sóng dừng a)Thí nghiệm b)Các kết luận KN sóng dừng (Vẽ hình15.4,15.5) Nút sóng Bụng sóng 1 Em quan sát hình vẽ và trả lời C2 Tại sao trên sợi dây lại hình thành nút sóng và bụng sóng ? sóng tại M bất kì có pt ntn? Yêu cầu Hs về nhà đọc SGK Gợi ý: Từ phơng trình sóng tại B 15.1 Viết pt sóng tới ở M ,viết pt sóng phản xạ truyền tới M ,sóng tại M là u=u M +u , M GV Sau khi tổng hợp hai sóng ta đợc Pt sóng của M Trong đó biên độ dao động của M là: a= 2Acos( 2 2 + d ) a max =? a min_ =? TRả lời C3? Trả lời C4? Hs hoạt động nhóm:Làm bài tập sau Nhóm 1(ý a) Nhóm 2 (ý b) Đề bài: Trên sợi dây dài120cm có sóng dừng có bớc sóng 60cm(hình 15.4) a) Em hãy xác định tọa độ các nút sóng? b) Em hãy xác định tọa độ các bụng sóng? Khoảng cách giữa hai nút gần nhau nhất bằng với khoảng cách giữa hai bụng gần nhau nhất S : a max = 2A, a min_ = 0 Nhóm 1(ý a) Nút sóng a=0 (X M =d) Hay cos( 2 2 + M x )=0 ( 2 2 + M x )= k + 2 X M =k 2 đk: X M Biện luận: k=0 thì X M = 0 k= 1 thì X M = 2 =30cm k=2 thì X M =2 2 =60 cm k=3 thì X M =3 2 =90 cm c)GiảI thích sự tạo thành sóng dừng(SGK) Pt sóng dừng u= 2Acos( 2 2 + d )cos( 2 2 f ) Biên độ a= 2Acos( 2 2 + d ) Bụng sóng a max = 2A và vị trí d= 4 )12( + k Nút sóng a min_ = 0 vị trí d=k 2 2 khoảng cách giữa 2 nút hoặc 2 bụng liên tiếp bằng bao nhiêu? Hoạt động 3: điều kiện để có sóng dừng Chiều dài dây phảI thỏa mãn đk gì để trên dây có sóng dừng? H15.5 Nhóm 1TH:Đối với dây có 2 đầu cố định Nhóm 2TH:Đối với dây có 1 đầu cố định 1 đầu tự do Hoạt động 4 Củng cố GV cho Hs biết hiện tợng sóng dừng để đo tốc độ truyền sóng Gv cho hs hoạt động theo nhóm giảI Bt ví dụ Bài 1(83) Bài 2(83) k=4 thì X M =4 2 =120 cm có 4 nút sóng Nhóm 2(ý b) Bụng sóng a= 2A Hay cos( 2 2 + M x )= 1 ( 2 2 + M x )=k X M = 4 )12( + k đk: X M k=0 thì X M = 4 =15cm k= 1 thì X M = 3 4 =45cm k=2 thì X M =5 4 =75 cm k=3 thì X M =7 4 2 =150 cm(loại) có 3 bụng sóng Hs dễ dàng xác định đợc khoảng cách giữa 2 nút hoặc 2 bụng liên tiếp bằng 2 (Tọa độ nút sau trừ tọa độ nút trớc) TH:Đối với dây có 2 đầu cố định vì K/c gia 2 nút liên tiếp bằng 2 HS : = n . 2 ;n=1,2,3,4 :Đối với dây có 1 đầu cố định 1 đầu tự do = ( 4 + k 2 )= (2k+1) 4 ; = m 4 ; m=1,3,5,7. Hs trao đổi thảo luận giả bài tập Kho * Khoảng cách giữa 2 nút hoặc 2 bụng liên tiếp bằng 2 c) điều kiện để có sóng dừng TH:Đối với dây có 2 đầu cố định = n . 2 ;n=1,2,3,4 TH:Đối với dây có 1 đầu cố định 1 đầu tự do HS : = m 4 ;m=1,3,5,7. d)ứng dụng (SgK) 3 4