Đang tải... (xem toàn văn)
Để đáp ứng việc thi THPT của Bộ giáo dục và đào tạo đối với bộ môn Vật lý, việc giải nhanh các bài toán trở thành vấn đề cấp bách và cần thiết. Qua nhiều năm giảng dạy phần giao thoa sóng tôi nhận thấy đây là một dạng khá khó trong chương trình vật lý 12. Để giúp các em giải nhanh thì việc đầu tiên phải hiểu rõ hiện tượng đồng thời nhận diện một cách nhanh nhất các dạng bài tập và đưa ra cách đán án nhanh nhất. Với tất cả lý do trên tôi đã viết và khái quát pp giải bài tập giao thoa sóng cơ. Tôi hy vọng với phương pháp này sẽ giúp ích cho các em phần nào.Trong thời gian ngắn bài viết của tôi không thể trách khỏi các sai sót mong các thầy cô góp ý để phương pháp tôi đưa ra hoàn thiện hơn. Tôi xin trân trọng cảm ơn.
BÁO CÁO CHUYÊN ĐỀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI NHANH BÀI TẬP GIAO THOA SÓNG CƠ Lời giới thiệu: Để đáp ứng việc thi THPT Bộ giáo dục đào tạo môn Vật lý, việc giải nhanh toán trở thành vấn đề cấp bách cần thiết Qua nhiều năm giảng dạy phần giao thoa sóng tơi nhận thấy dạng khó chương trình vật lý 12 Để giúp em giải nhanh việc phải hiểu rõ tượng đồng thời nhận diện cách nhanh dạng tập đưa cách đán án nhanh Với tất lý viết khái quát pp giải tập giao thoa sóng Tôi hy vọng với phương pháp giúp ích cho em phần nào.Trong thời gian ngắn viết tơi khơng thể trách khỏi sai sót mong thầy góp ý để phương pháp tơi đưa hồn thiện Tơi xin trân trọng cảm ơn Tên sáng kiến: Phương pháp giải nhanh tập giao thoa sóng Tác giả sáng kiến: - Họ tên: ………………… - Địa tác giả sáng kiến: ………………… - Số điện thoại: ……………………………… Chủ đầu tư tạo sáng kiến: Đỗ Thị Thu Hà Lĩnh vực áp dụng sáng kiến: Giáo dục Ngày sáng kiến áp dụng lần đầu áp dụng thử: 20/10/2019 Mô tả chất sáng kiến: - Nghiên cứu sở lí thuyết phần giao thoa song - Xác định mục tiêu dạy học xây dựng nội dung dạy học chuyên đề “Phương pháp giải nhanh tập giao thoa sóng ” - Xây dựng hệ thống câu hỏi kiểm tra đánh giá học sinh sau dạy học chuyên đề “Phương pháp giải nhanh tập giao thoa sóng cơ” - Nội dung chuyên đề: NỘI DUNG I CƠ SỞ LÝ THUYẾT : Giao thoa: - Nguồn kết hợp, sóng kết hợp: + Nguồn kết hợp: nguồn dao động tần số, pha có độ lệch pha khơng thay đổi theo thời gian + Sóng kết hợp: sóng nguồn kết hợp phát (có tần số vị trí xác định độ lêch pha khơng đổi) - Khái niệm giao thoa sóng: tổng hợp hai hay nhiều sóng kết hợp có điểm cố định mà biên độ sóng tăng cường giảm bớt Tập hợp điểm có biên độ tăng cường tạo thành dãy cực đại, tập hợp điểm có biên độ giảm bớt tạo thành dãy cực tiểu - Điều kiện giao thoa: Các sóng gặp phải sóng kết hợp Lưu ý: + Khoảng cách cực đại cực tiểu liên tiếp: λ/2 + Khoảng cách cực đại cực tiểu liền kề: λ/4 + Hai nguồn pha: trung trực cực đại, số cực đại số lẻ, cực tiểu số chẵn + Hai nguồn ngược pha: trung trực cực tiểu, số cực tiểu số lẻ, cực đại số chẵn + Khi hai nguồn bị lệch pha hệ vân dịch chuyển nguồn trễ pha Lý thuyết giao thoa Xét giao thoa hai sóng phát từ hai nguồn sóng kết hợp S1, S2 có phương trình: u1=A1cos( ωt + ϕ1 ) u2=A2cos( ωt + ϕ2 ), Tại điểm M vùng giao thoa có khoảng cách tới nguồn d1, d2 Phương trình sóng u1, u2 truyền tới M: d1 ) λ d u2M = A2cos( ωt + ϕ2 − 2π ) λ M u1M = A1cos( ωt + ϕ1 − 2π -Phương trình sóng tổng hợp M: uM= u1M + u2M = A1cos( ωt + ϕ1 − 2π - Biên độ sóng M: A2=A12+A22+2A1A2cos[ ϕ1 − 2π d1 S1 d1 d ) + A2cos( ωt + ϕ2 − 2π ) λ λ d2 S2 (1) d1 d d d -( ϕ − 2π )]=A12+A22+2A1A2cos( ϕ1 −ϕ2 + 2π 2− ) λ λ λ (2) - Nếu sóng nguồn biên độ A: + Hai sóng phát từ hai nguồn kết hợp S1, S2 cách khoảng S1S2 + Phương trình sóng nguồn: u1 = Acos(2πƒt + φ1) x2 = Acos(2πƒt + φ2) + Phương trình sóng M hai nguồn truyền tới: u1M = Acos(2πƒt -2π d1 d + φ1) x2 = Acos(2πƒt - 2π + φ2) λ λ → Phương trình sóng M: π( d + d1 ) ϕ1 + ϕ π ( d − d ) ∆ϕ + π ft − + cos λ λ uM = u1M + u2M = 2Acos d − d1 ∆ϕ AM = A cos π − ÷ λ Biên độ dao động M: với ∆ϕ = ϕ − ϕ1 (3) (4) - Độ lệch pha hai sóng từ hai nguồn đến M là: ∆ϕ M = ϕ1M − ϕ M = 2π ( d − d ) − ∆ϕ λ Với : ∆ϕ = ϕ2 − ϕ1 (5) - Hiệu đường sóng từ hai nguồn đến M là: d −d =( ∆ϕM +∆ϕ) λ 2π Điều kiện cực đại, cực tiểu: - Cực đại AM=A1+A2 khi: ∆ϕ M = 2kπ ⇔ d − d1 = ( k + (6) ∆ϕ )λ 2π (7) Cùng _ pha : ∆ϕ = ⇒ d − d = kλ ∆ϕ 1 d2 – d1 = k + λ ⇒ Nguoc − pha : ∆ϕ = π ⇒ d − d1 = k + λ 2π 2 π 1 Vuông _ pha : ∆ϕ = ⇒ d − d1 = k + λ 4 - Cực tiểu AM= A1 - A ∆ϕ M = (2k + 1)π ⇔ ∆ϕ d − d1 = ( k + + )λ 2π d – d1 = M ∆ϕ k + + λ 2π d1 1 S1 _ pha : ∆ ϕ = ⇒ d − d1 = k + dS2λ Cùng 2 ⇒ Nguoc _ pha : ∆ϕ = π ⇒ d − d1 = kλ π Vuông _ pha : ∆ϕ = ⇒ d − d1 = k + λ 4 -2 k=0 (8) k=0 k=-1 S1 S2 -1 Hai nguồn pha -1 Hai nguồn ngược pha II BÀI TẬP: DẠNG 1: PHƯƠNG TRÌNH, BIÊN ĐỘ GIAO THOA SĨNG VÀ ĐIỀU KIỆN CỰC ĐẠI, CỰC TIỂU 1.Phương pháp: Sử dụng số cơng thức sau để giải -Phương trình sóng tổng hợp M: uM= u1M + u2M = A1cos( ωt + ϕ1 − 2π - Biên độ sóng M: A2=A12+A22+2A1A2cos[ ϕ1 − 2π d1 d ) + A2cos( ωt + ϕ2 − 2π ) λ λ (1) d1 d d d ( ϕ − 2π )]=A12+A22+2A1A2cos( ϕ1 −ϕ2 + 2π 2− ) λ λ λ (4) -Nếu hai nguồn biên độA biên độ dao động M: d − d1 ∆ϕ AM = A cos π − ÷ λ - Cực đại AM=A1+A2 khi: ∆ϕ M = 2kπ ⇔ d − d1 = ( k + với ∆ϕ = ϕ − ϕ1 (6) ∆ϕ )λ 2π (7) - Cực tiểu AM= A1 - A ∆ϕ M = (2k + 1)π ∆ϕ ⇔ d − d1 = ( k + + )λ 2π (8) 2.Ví dụ: Ví dụ 1: Hai nguồn sóng A,B mặt nước có phương trình u1 = a1cosωt (cm) π u2 = a2 cos(ωt + )cm Trong vùng giao thoa tìm điểm gần đường trung trực AB dao động với biên độ: a)Cực đại b)Cực tiểu Hướng dẫn giải: λ 2π a) Ta có ∆ϕ = (d − d1 ) + (ϕ1 − ϕ ) = ⇒ d2- d1= (1) λ x A M O B Mà: d2-d1 = 2x ⇒ x = λ 12 λ phía A 12 λ 2π b)Tương tự ∆ϕ = (d − d1 ) + (ϕ1 − ϕ ) = - π ⇒ d2- d1 = λ λ Mà: d2-d1 = 2x ⇒ x = λ Vậy điểm cực đại gần O cách O khoảng phía B Vậy điểm cực đại gần O cách O khoảng Nhận xét: - Khi hai nguồn pha đường cực đại ứng với k=0 trùng với đường trung trực đường thẳng nối hai nguồn Khi hai nguồn lệch pha đường cực đại dich nguồn trễ pha - Khi hai nguồn pha đường cực tiểu ứng với k=0 trùng với đường trung trực đường thẳng nối hai nguồn Khi hai nguồn lệch pha đường cực tiểu dịch nguồn sớm pha Ví dụ 2: Trên mặt nước có hai nguồn kết hợp A B cách 20cm dao động theo phương thẳng đứng với phương trình u A = 6cos30π t (cm)và u B =6cos(30π t + α ) (cm).Tại M cách A,B 10cm 24cm sóng có biên độ cực đại, M đường trung trực AB có dãy cực đại khác Tìm vận tốc truyền sóng khi: a) α = 00 b) α = π c) α = π Hướng dẫn giải: a.Khi α = 00 ∆ϕ = M nằm đường cực đại ứng với k=2 d2-d1 = λ =14cm ⇒ λ = 7cm ⇒ v = λ f = 105cm/s b Khi α = π ∆ϕ = π M nằm đường cực đại ứng với k= d2-d1 = 2,5 λ = 14cm ⇒ λ = 28 cm ⇒ v = λ f = 84 cm/s π π ∆ϕ = M nằm đường cực đại ứng với k= 6 42 126 cm / s d2-d1 = (2+ ) λ = 14cm ⇒ λ = cm ⇒ v = λ f = 25 12 c Khi α = 3.Bài tập tự giải: Câu (CĐ 2008): Tại hai điểm M N mơi trường truyền sóng có hai nguồn sóng kết hợp phương pha dao động Biết biên độ, vận tốc sóng khơng đổi q trình truyền, tần số sóng 40 Hz có giao thoa sóng đoạn MN Trong đọan MN, hai điểm dao động có biên độ cực đại gần cách 1,5 cm Vận tốc truyền sóng môi trường A 2,4 m/s B 1,2 m/s C 0,3 m/s D 0,6 m/s Câu 2: Tại hai điểm A B mặt nước có nguồn sóng giống hệt với biên độ a, bước sóng 10cm Điểm M cách A 25cm, cách B 5cm dao động với biên độ A 2a B a C -2a D Câu 3: Trong giao thoa sóng mặt nước, khoảng cách ngắn từ trung điểm O hai nguồn sóng S1S2 đến điểm M dao động với biên độ cực đại đoạn S1S2 biết S1, S2 dao động pha: A λ/4 B λ/2 C 3λ/2 D 3λ/4 Câu (ĐH _2008): Tại hai điểm A B mơi trường truyền sóng có hai nguồn sóng kết hợp, dao động phương với phương trình uA = acosωt uB = acos(ωt +π) Biết vận tốc biên độ sóng nguồn tạo khơng đổi q trình sóng truyền Trong khoảng A B có giao thoa sóng hai nguồn gây Phần tử vật chất trung điểm đoạn AB dao động với biên độ A.0 B.a/2 C.a D.2a Câu (CĐ_2012): Tại mặt thống chất lỏng có hai nguồn sóng S1 S2 dao động theo phương thẳng đứng với phương trình u = acos40πt (a khơng đổi, t tính s) Tốc độ truyền sóng mặt chất lỏng 80 cm/s Khoảng cách ngắn hai phần tử chất lỏng đoạn thẳng S1S2 dao động với biên độ cực đại A cm B cm C cm D cm Câu (CĐ 2010): Ở mặt thống chất lỏng có hai nguồn kết hợp A B dao động hòa pha với theo phương thẳng đứng Biết tốc độ truyền sóng khơng đổi q trình lan truyền, bước sóng nguồn phát 12 cm Khoảng cách ngắn hai điểm dao động với biên độ cực đai nằm đoạn thẳng AB A cm B 12 cm C cm D cm Câu (CĐ_2012): Tại mặt chất lỏng có hai nguồn phát sóng kết hợp S S2 dao động theo phương vng góc với mặt chất lỏng có phương trình u=2cos40 π t (trong u tính cm, t tính s) Tốc độ truyền sóng mặt chất lỏng 80cm/s Gọi M điểm mặt chất lỏng cách S1,S2 12cm 9cm Coi biên độ sóng truyền từ hai nguồn đến điểm M không đổi Phần tử chất lỏng M dao động với biên độ B 2 cm C cm D cm A cm Câu 8: Trong thí nghiệm giao thoa mặt nước, hai nguồn kết hợp S S2 dao động với tần số f= 15Hz, pha Vận tốc truyền sóng mặt nước 30m/s Điểm sau dao động có biên độ cực đại (d1 d2 khoảng cách từ điểm xét đến S1 S2): A M(d1 = 25m d2 =20m) B N(d1 = 24m d2 =21m) C O(d1 = 25m d2 =21m) D P(d1=26m d2=27m) Câu 9: Hai điểm A, B cách 20cm nguồn sóng pha mặt nước dao động với tần số f=15Hz biên độ 5cm Vận tốc truyền sóng mặt nước v=0,3m/s Biên độ dao động nước điểm M, N nằm đường AB với AM=5cm, AN=10cm, là: A AM = 0; AN = 10cm B AM = 0; AN = 5cm C AM = AN = 10cm D AM = AN = 5cm Câu 10: Trên mặt chất lỏng có hai nguồn kết hợp A, B pha, dao động với chu kỳ 0,02s Vận tốc truyền sóng mặt chất lỏng 15cm/s Trạng thái dao động M cách A, B khoảng d = 12cm; d2 = 14,4cm M2 cách A, B khoảng d1' = 16,5cm; d '2 = 19,05cm là: A M1 M2 dao động với biên độ cực đại B M1 đứng yên không dao động M2 dao động với biên độ cực đại C M1 dao động với biên độ cực đại M2 đứng yên không dao động D M1 M2 đứng yên không dao động Câu 11: Cho hai loa nguồn phát sóng âm S 1, S2 phát âm phương trình uS1 = uS2 = acosωt Vận tốc sóng âm khơng khí 330(m/s) Một người đứng vị trí M cách S1 3(m), cách S2 3,375(m) Vậy tần số âm bé nhất, để M người khơng nghe âm từ hai loa bao nhiêu? A 420(Hz) B 440(Hz) C 460(Hz) D 480(Hz) Câu 12: Hai nguồn phát sóng A, B mặt nước dao động điều hoà với tần số f = 15Hz, pha Tại điểm M mặt nước cách nguồn đoạn d = 14,5cm d2 = 17,5cm sóng có biên độ cực đại Giữa M trung trực AB có hai dãy cực đại khác Tính tốc độ truyền sóng mặt nước A v = 15cm/s; B v = 22,5cm/s; C v = 0,2m/s; D v = 5cm/s; Câu 13: Trong thí nghiệm giao thoa sóng mặt nước, hai nguồn kết hợp A, B dao động pha với tần số 28Hz Tại điểm M cách nguồn A, B khoảng d1 = 21cm, d2 = 25cm Sóng có biên độ cực đại Giữa M đường trung trực AB có ba dãy cực đại khác Vận tốc truyền sóng mặt nước là: A 37cm/s B 112cm/s C 28cm/s D 0,57cm/s Câu 14: Trong thí nghiệm giao thoa sóng mặt nước, hai nguồn kết hợp A, B ngược pha dao động với tần số 18Hz Tại điểm M cách A 17cm, cách B 20cm sóng có biên độ cực đại Giữa M trung trực AB có dãy cực đại khác Vận tốc sóng mặt nước là: A 18 cm/s B 27 cm/s C 36 cm/s D 54 cm/s Câu 15: Người ta tạo giao thoa sóng mặt nước hai nguồn A,B dao động với phương trình uA = uB = 5cos10πt cm.Tốc độ truyền sóng mặt nước 20cm/s.Một điểm N mặt nước với AN – BN = - 10cm nằm đường cực đại hay cực tiểu thứ mấy, kể từ đường trung trực AB? A Cực tiểu thứ phía A B Cực tiểu thứ phía A C Cực tiểu thứ phía B D Cực đại thứ phía A Câu 16: Tại hai điểm A B mặt nước có hai nguồn kết hợp dao động với phương trình u = acos100πt Tốc độ truyền sóng mặt nước 40 cm/s Xét điểm M mặt nước có AM = cm BM = cm Hai dao động M hai sóng từ A B truyền đến hai dao động : A lệch pha 90º B ngược pha C pha D lệch pha 120º Câu 17: Tại hai điểm A, B mơi trường truyền sóng có hai nguồn kết hợp dao động phương với phương trình là: uA = acosωt cm uB = acos(ωt + π) cm Biết vận tốc biên độ nguồn truyền khơng đổi q trình truyền sóng Trong khoảng A B có giao thoa sóng hai nguồn gây Phần tử vật chất trung điểm O đoạn AB dao động với biên độ bằng: A a/2 B 2a C D.a Câu 18: Trên mặt nước có hai nguồn A, B dđ theo phương trình uA = acos(ωt + π/2) cm uB = acos(ωt + π) cm Vận tốc biên độ sóng khơng đổi q trình truyền sóng Các điểm thuộc mặt nước nằm đường trung trực đoạn AB dđ với biên độ: A a B 2a C D.a Câu 19: Hai sóng tạo nguồn A, B có bước sóng 0,8m Mỗi sóng riêng biệt gây M, cách A đoạn d1 = 3m cách B đoạn d2 = 5m, dđ với biên độ A Nếu dđ nguồn ngược pha biên độ dđ M hai nguồn gây là: A B A C 2A D 3A Câu 20: Hai điểm M, N nằm hướng truyền sóng cách phần ba bước sóng Biên độ sóng khơng đổi q trình truyền Tại thời điểm, li độ dao động phần tử M cm li độ dao động phần tử N -3 cm Biên độ sóng A cm B cm C cm D cm Câu 21: Ở bề mặt chất lỏng có hai nguồn phát sóng kết hợp S S2 cách 20cm Hai nguồn dao động theo phương thẳng đứng có phương trình u = 5cos40πt (mm) u2 = 5cos(40πt + π) (mm) Tốc độ truyền sóng mặt chất lỏng 80 cm/s Xét điểm S 1S2 Gọi I trung điểm S 1S2; M nằm cách I đoạn 3cm dao động với biên độ: A 0mm B 5mm C 10mm D 2,5 mm Câu 22: Trên mặt nước có hai nguồn phát sóng kết hợp A, B có biên độ a = 2(cm), tần số f = 20(Hz), ngược pha Coi biên độ sóng khơng đổi, vận tốc sóng v = 80 (cm/s) Biên độ dao động tổng hợp điểm M có AM = 12 (cm), BM = 10(cm) là: A 4(cm) B 2(cm) C 2 (cm) D Câu 23: Hai nguồn sóng kết hợp ln ngược pha có biên độ A gây M giao thoa với biên độ 2A Nếu tăng tần số dao động hai nguồn lên lần biên độ dao động M A B A C A D 2A Câu 24: Sóng lan truyền từ nguồn O dọc theo đường thẳng với biên độ không đổi Ở thời điểm t = 0, điểm O qua vị trí cân theo chiều (+) Ở thời điểm 1/2 chu kì điểm cách nguồn khoảng 1/4 bước sóng có li độ 5cm Biên độ sóng A 10cm B cm C cm D 5cm Câu 25: Một sóng học lan truyền dọc theo đường thẳng có phương truyền sóng nguồn O là: uo = Acos(2πt/T + π/2) (cm) Ở thời điểm t = 1/2 chu kì điểm M cách nguồn 1/3 bước sóng có độ dịch chuyển uM = 2(cm) Biên độ sóng A A 4cm B cm C 4/ cm D cm Câu 26: Một sóng học lan truyền phương truyền sóng với vận tốc v = 50cm/s Phương trình sóng điểm O phương truyền sóng là: u = acos(2πt/T) cm Ở thời điểm t = 1/6 chu kì điểm M cách O khoảng λ/3 có độ dịch chuyển uM = cm Biên độ sóng a A cm B cm C 4/ cm D cm DẠNG 2: SỐ ĐIỂM, SỐ ĐƯỜNG CỰC ĐẠI VÀ CỰC TIỂU TRÊN ĐOẠN THẲNG NỐI NGUỒN 1.Phương pháp: - Số cực đại: Để tìm số điểm( số đường) cực đại thì: − S1 S ≤ d − d1 = k + ∆ϕ λ ≤ S1 S 2π S1 S S1 S Cùng _ pha : − < k < λ λ S S SS 1 SS SS ∆ϕ ∆ϕ ⇒ Nguoc _ pha : − − < k < − ⇔− − ≤ x2 = 9k2 – 36 ≤ 64 ≤ 3k ≤ 10 => ≤ k ≤ Có hai giá trị k: k = 2; x = (N ≡ I) k = ; x = (cm) Chọn B Ví dụ 2: Nguồn sóng đặt O dao động với tần số 10Hz Điểm M nằm cách O đoạn 20cm Biết vận tốc truyền sóng 40cm/s Giữa O M có điểm dao động ngược pha với nguồn? Hướng dẫn giải: v f Ta có: v = λf => λ = = 40 = 4cm 10 Xét điểm I có li độ x nằm OM dao động pha với nguồn lệch pha: d = ( 2k + 1)π λ = > d = (k+ ) λ =4k + cm < d ≤ 20 0 < 4k + ≤ 20 −0,5 < k < 4,5 Vì k ∈ Z => k = 0; 1; 2; 3; => có => ∆ϕ = 2π điểm Ví dụ : Hai nguồn phát sóng kết hợp S1, S2 mặt nước cách 30 cm phát hai dao động điều hoà phương, tần số f = 50 Hz pha ban đầu khơng Biết tốc độ truyền sóng mặt chất lỏng v = 6m/s Những điểm nằm đường trung trực đoạn S1S2 mà sóng tổng hợp ln dao động ngược pha với sóng tổng hợp O ( O trung điểm S1S2) cách O khoảng nhỏ là: Hướng dẫn giải: Giả sử hai sóng S1, S2 có dạng : u1 = u2 = acos( ωt ) Gọi M điểm thỏa mãn tốn (có điểm thỏa mãn nằm đối xứng qua S1,S2) 2π d ) (d: Khoảng cách từ M đến S1, S2) λ 2π OS1 d Pt dao động O: uO = 2acos( ωt − ) λ Pt dao động M: uM = 2acos( ωt − S1 M d S2 O 28 Theo ra: ∆ϕ M / O = ϕM − ϕO = → d = OS1 − λ (2k + 1) (*) 2π λ (OS1 − d ) = (2k + 1)π → OS1 − d = (2k + 1) λ λ Tam giác S1OM vuông nên: d > OS1 → OS1 − (2k + 1) > OS1 ↔ 2k + O ngược pha với hai nguồn => diểm M ngược pha hai nguồn AB ⇒ d MA = ( K + )λ Ta có ⇒ d MA > => K > 2 − Muốn dMA(min) K=5 => dmin = 11cm => M = d AB = 10 cm Ví dụ : Thực giao sóng mạch nước với hai nguồn S1;S2 cánh 12 cm, biết bước sóng sóng mặt nước λ = 3cm Trên đương trung trực hai nguồn có điểm M, M cách trung điểm I hai nguồn 8cm.hỏi MI có nhiêu điểm dao động pha với I? Hướng dẫn giải: Giả sử phương trình sóng hai nguôn: u = acosωt M Xét điểm N MI: S1N = S2N = d d −d Độ lệch pha N I là: ∆φM = 2π λ N I S2 S1 Suy ra: d2-d1= kλ, d=6+kλ=6+3k ≤ 3k+6 ≤ 10 => 0≤ k ≤ 1,33 Có hai giá trị k: k = 0,1 Vị trí: d= 6cm (N ≡ I) k = ; d = (cm).Vậy MI có điểm dao động pha với I 3.Bài tập tự giải: Câu 1: Dùng âm thoa có tần số rung f=100Hz người ta tạo hai điểm S 1,S2 mặt nước hai nguồn sóng biên độ,cùng pha.S 1S2=3,2cm.Tốc độ truyền sóng 40cm/s I trung điểm S1S2 Định điểm dao động pha với I Tính khoảng từ I đến điểm M mà gần I dao động pha với I nằm trung trực S1S2 là: A.1,81cm B.1,31cm C.1,20cm D.1,26cm Câu 2: Hai nguồn phát sóng kết hợp S 1, S2 mặt nước cách 30 cm phát hai dao động điều hoà phương, tần số f = 50 Hz pha ban đầu không Biết tốc độ truyền sóng mặt chất lỏng v = 6m/s Những điểm nằm đường trung 31 trực đoạn S1S2 mà sóng tổng hợp ln dao động ngược pha với sóng tổng hợp O ( O trung điểm S1S2) cách O khoảng nhỏ là: A cm B 6 cm C cm D cm Câu 3: Ở mặt chất lỏng có hai nguồn sóng A, B cách 16 cm, dao động theo phương thẳng đứng với phương trình uA = uB = acos50πt (với t tính s) Tốc độ truyền sóng mặt chất lỏng 50 cm/s Gọi O trung điểm AB, điểm M mặt chất lỏng nằm đường trung trực AB gần O cho phần tử chất lỏng M dao động ngược pha với phần tử O Khoảng cách MO A 17 cm B cm C cm D cm Câu 4: Ở mặt thoáng chất lỏng có hai nguồn sóng kết hợp S1 S2 cách 20cm, dao động theo phương thẳng đứng với phương trình u = 2cos40πt (mm) Biết tốc độ truyền sóng mặt chất lỏng 40 cm/s Phần tử O thuộc bề mặt chất lỏng trung điểm S1S2 Điểm mặt chất lỏng thuộc trung trực S1S2 dao động pha với O, gần O nhất, cách O đoạn: A 6,6cm B 8,2cm C 12cm D 16cm Câu 5: Ba điểm A,B,C mặt nước đỉnh tam giác có cạnh 8cm, A B nguồn phát sóng giống nhau, có bước sóng 0,8cm Điểm M đường trung trực AB, dao động pha với điểm C gần C phải cách C khoảng bao nhiêu? A 0,94cm B 0,81cm C 0,91cm D 0,84cm Câu 6: Hai nguồn sóng kết hợp A B mặt chất lỏng dao động theo phương trình: uA= acos(100πt); uB= bcos(100πt) Tốc độ truyền sóng mặt chất lỏng 1m/s I trung điểm AB M điểm nằm đoạn AI, N điểm nằm đoạn IB Biết IM = cm IN = 6,5 cm Số điểm nằm đoạn MN có biên độ cực đại pha với I là: A B C D Câu 7: Ba điểm A,B,C mặt nước ba đỉnh tam giac có cạnh 20 cm A B hai nguồn phát sóng có phương trình u = u2 = 2cos20πt (cm), sóng truyền mặt nước khơng suy giảm có vận tốc 20 (cm/s).M trung điểm AB Số điểm dao động ngược pha với điểm C đoạn MC là: A B C D Câu 8: Ba điểm A,B,C mặt nước ba đỉnh tam giac có cạnh 16 cm A B hai nguồn phát sóng có phương trình u = u2 = 2cos20πt (cm), sóng truyền mặt nước khơng suy giảm có vận tốc 20 (cm/s) M trung điểm AB Số điểm dao động pha với điểm C đoạn MC là: A B C D DẠNG 10: VỊ TRÍ, SỐ ĐIỂM DAO ĐỘNG VỚI BIÊN ĐỘ BẤT KÌ 1.Phương pháp: - Biên độ dao động tổng hợp: A2=A12+A22+2A1A2cos[ ϕ1 − 2π ϕ1 −ϕ2 + 2π d 2−d1 λ d1 d -( ϕ2 − 2π )]=A12+A22+2A1A2cos( λ λ ) -Nếu hai nguồn biên độ A biên độ song điểm bất kỳ: 32 d − d ∆ϕ AM = A cos π + ÷ λ 2.Ví dụ: Ví dụ 1: Tại hai điểm A B mặt nước có nguồn sóng pha, biên độ 4cm 2cm, bước sóng 10cm Điểm M mặt nước cách A 25cm cách B 30cm dao động với biên độ là? Hướng dẫn giải: - Biên độ dao động tổng hợp: A2=A12+A22+2A1A2cos[ ϕ1 − 2π ϕ1 −ϕ2 + 2π d 2−d1 λ d1 d -( ϕ2 − 2π )]=A12+A22+2A1A2cos( λ λ ) Với A1=4cm, A2=2cm, λ=10cm, d1=25cm, d2=30cm Ta được: A2=42+22+2.4.2.cos( 2π 30 − 25 ) =4 10 Vậy A=2cm Ví dụ 2: Hai điểm M, N nằm phương truyền sóng cách λ/3 Tại thời điểm t, li độ dao động M u M = +3 cm li độ dao động N u N = cm Biên độ sóng : A A = cm B A = cm C A = cm D A = 3 cm Hướng dẫn giải: Độ lệch pha hai điểm MN là: ∆φ = 2π/3 Giả sử dao động M sớm pha dao động N Khi N qua vị trí cân theo chiều dương, cịn M có ly độ xM= A = (cm) ⇒A = A 3 cm 3.Bài tập tự giải: Câu 1: Trên mặt nước hai điểm S 1, S2 cách cm, người ta đặt hai nguồn sóng kết hợp, dao động điều hoà theo phương thẳng đứng với phương trình u A = 6cos40πt uB = 8cos(40πt ) (uA uB tính mm, t tính s) Biết tốc độ truyền sóng mặt nước 40cm/s, coi biên độ sóng khơng đổi truyền Số điểm dao động với biên độ 1cm đoạn thẳng S1S2 A 16 B C D 14 Câu 2: Ở mặt thoáng chất lỏng có hai nguồn sóng kết hợp A B cách 10 cm, dao động theo phương thẳng đứng với phương trình uA = 3cos40πt uB = 4cos(40πt) (uA uB tính mm, t tính s) Biết tốc độ truyền sóng mặt chất lỏng 30 cm/s Hỏi đường Parabol có đỉnh I nằm đường trung trực AB cách O đoạn 10cm qua A, B có điểm dao động với biên độ 5mm (O trung điểm AB): A 13 B 25 C 26 D 28 Câu 3: Trên mặt nước hai điểm S1, S2 cách cm người ta đặt hai nguồn sóng kết hợp, dao động điều hoà theo phương thẳng đứng với phương trình u A = 6cos40πt uB = 8cos(40πt) (uA uB tính mm, t tính s) Biết tốc độ truyền sóng 33 mặt nước 40cm/s, coi biên độ sóng khơng đổi truyền Trên đoạn thẳng S 1S2, điểm dao động với biên độ 1cm cách trung điểm đoạn S1S2 đoạn gần A 0,25 cm B 0,5 cm C 0,75 cm D 1cm Câu 4: Ở bề mặt chất lỏng có hai nguồn phát sóng kết hợp S S2 cách 20cm Hai nguồn dao động theo phương thẳng đứng có phương trình u = 5cos40πt (mm) u2=5cos(40πt + π) (mm) Tốc độ truyền sóng mặt chất lỏng 80 cm/s Xét điểm S 1S2 Gọi I trung điểm S 1S2 ; M nằm cách I đoạn 3cm dao động với biên độ: A 0mm B 5mm C 10mm D 2,5 mm Câu 5: Trên mặt nước có hai nguồn phát sóng kết hợp A, B có biên độ a=2(cm), tần số f=20(Hz), ngược pha Coi biên độ sóng khơng đổi, vận tốc sóng v = 80(cm/s) Biên độ dao động tổng hợp điểm M có AM = 12 (cm) , BM=10(cm) là: A 4(cm) B 2(cm) C 2 (cm) D Câu 6: Hai nguồn sóng kết hợp ln ngược pha có biên độ A gây M giao thoa với biên độ 2A Nếu tăng tần số dao động hai nguồn lên lần biên độ dao động M A B A C A D.2A Câu 7: Hai nguồn sóng kết hợp A B tần số, biên độ pha Coi biên độ sóng khơng đổi Điểm M, A,B, N theo thứ tự thẳng hàng, biết MB – MA = NA - NB Nếu biên độ dao động tổng hợp M có giá trị 6mm, biên độ dao động tổng hợp N có giá trị: A Chưa đủ kiện B 3mm C 6mm D 3 cm Câu 8: Hai sóng nước tạo nguồn A, B có bước sóng 0,8m Mỗi sóng riêng biệt gây M, cách A đoạn d1=3m cách B đoạn d2=5m, dao động với biên độ A Nếu dao động nguồn ngược pha biên độ dao động M hai nguồn gây là: A B A C 2A D.3A Câu 9: Hai nguồn sóng kết hợp A, B mặt thoáng chất lỏng dao động theo phương trình uA = uB = 4cos10πt (mm) Coi biên độ sóng khơng đổi, tốc độ sóng v = 15 cm/s Hai điểm M1, M2 nằm elip nhận A, B làm tiêu điểm có AM1 – BM1 = cm AM2 – BM2 = 3,5 cm Tại thời điểm li độ M1 mm li độ M2 thời điểm A mm B – mm C - mm D -3 mm Câu 10: Ở mặt thoáng chất lỏng có hai nguồn kết hợp A, B cách 10 cm, dao động theo phương thẳng đứng với phương trình uA = 3cos(40πt + π/6) cm; uB = 4cos(40πt + 2π/3) cm Cho biết tốc độ truyền sóng 40 cm/s Một đường trịn có tâm trung điểm AB, nằm mặt nước, có bán kính R = 4cm Số điểm dao động với biên độ 5cm có đường trịn A.30 B 32 C 34 D 36 Câu 11: Trên mặt nước có hai nguồn A, B dao động theo phương trình u A = acos(ωt + π/2) cm; uB = acos(ωt + π) cm Coi vận tốc biên độ sóng khơng đổi q trình truyền sóng Các điểm thuộc mặt nước nằm đường trung trực đoạn AB dao động với biên độ: A a B 2a C D.a 34 Câu 12: Hai nguồn song kết hợp A B dao động theo phương trình uA = acos(ωt); uB = acos(ωt + φ) Biết điểm không dao động gần trung điểm I AB đoạn λ/3 Tìm φ A π/6 B π/3 C 2π/3 D 4π/3 Câu 13: Ở bề mặt chất lỏng có hai nguồn phát sóng kết hợp S S2 cách 20cm Hai nguồn dao động theo phương thẳng đứng có phương trình u = 5cos40πt (mm) u2=5cos(40πt + π) (mm) Tốc độ truyền sóng mặt chất lỏng 80 cm/s Xét điểm S 1S2 Gọi I trung điểm S 1S2 ; M nằm cách I đoạn 3cm dao động với biên độ: A mm B mm C 10 mm D 2,5 mm Câu 14: Ở mặt thống chất lỏng có nguồn kết hợp A,B cách 10cm, dao động theo phương thẳng đứng có phương trình là: uA = 3cos(40πt + π/6) cm; uB = 4cos(40πt + 2π/3) cm Cho vận tốc truyền sóng 40cm/s Đường trịn có tâm I trung điểm AB, nằm mặt nước có bán kính R=4cm Số điểm dao động với biên độ cm có đường trịn là: A.18 B C.9 D.16 35 KẾT LUẬN Trong thời gian ngắn với tinh thần làm việc nghiêm túc nhận thấy đề tài hoàn thành giải vấn đề sau: Đã phân dạng tập dạng đưa phương pháp giải, ví dụ cụ thể giúp em nhận biết nhanh từ đưa kết nhanh nhất, đáp ứng tốt nhu cầu thi THPT Trong khoảng thời gian ngắn chuyên đề không tránh khỏi mặt hạn chế mong nhận ý kiến đóng góp thầy tổ, nhóm chuyên môn thầy cô cụm dự hội thảo Tôi xin trân trọng cảm ơn Những thơng tin cần bảo mật (nếu có): Các điều kiện cần thiết để áp dụng sáng kiến: Áp dụng cho học sinh luyện thi THPT Quốc Gia 10 Đánh giá lợi ích thu dự kiến thu áp dụng sáng kiến theo ý kiến tác giả theo ý kiến tổ chức, cá nhân tham gia áp dụng sáng kiến lần đầu, kể áp dụng thử (nếu có) theo nội dung sau: Đã áp dụng giảng dạy cho học sinh lớp 12A2 Trường THPT Ngô Gia Tự thu kết cao so với cách dạy thông thường Cụ thể: Lớp STT Họ tên Điểm kt sau dạy pp Điểm kt sau dạy pp cũ Ghi 12A2 12A2 12A2 12A2 12A2 12A2 12A2 12A2 12A2 12A2 12A2 36 12A2 12A2 12A2 12A2 12A2 12A2 12A2 12A2 12A2 12A2 12A2 12A2 12A2 12A2 12A2 12A2 12A2 12A2 12A2 12A2 12A2 12A2 12A2 12A2 12A2 12A2 12A2 12A2 12A2 12A2 12A2 37 12A2 Điểm trung bình mơn: ngày tháng năm Thủ trưởng đơn vị/ Chính quyền địa phương (Ký tên, đóng dấu) 6.81 , ngày tháng năm CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG SÁNG KIẾN CẤP CƠ SỞ (Ký tên, đóng dấu) 6.29 LT ngày 10 tháng2 năm2020 Tác giả sáng kiến (Ký, ghi rõ họ tên) ………… TÀI LIỆU THAM KHẢO 38 Vật lí 12 – Cơ – Vũ Quang (chủ biên) – NXB GD – Năm 2008 Vật lí 12 – Nâng cao – Vũ Thanh Khiết (chủ biên) – NXB GD – Năm 2008 Nội dung ơn tập mơn Vật lí 12 – Nguyễn Trọng Sửu – NXB GD – Năm 2010 Vật lí 12 – Những tập hay điển hình – Nguyễn Cảnh Hòe – NXB ĐHQG Hà Nội – 2008 Bài giảng trọng tâm chương trình chuẩn Vật lí 12 – Vũ Thanh Khiết – NXB ĐHQG Hà Nội – 2010 Các đề thi tốt nghiệp THPT tuyển sinh ĐH – CĐ năm Các trang web thuvienvatly.com violet.vn 39 ... Hai nguồn ngược pha II BÀI TẬP: DẠNG 1: PHƯƠNG TRÌNH, BIÊN ĐỘ GIAO THOA SĨNG VÀ ĐIỀU KIỆN CỰC ĐẠI, CỰC TIỂU 1 .Phương pháp: Sử dụng số cơng thức sau để giải -Phương trình sóng tổng hợp M: uM= u1M... thuyết giao thoa Xét giao thoa hai sóng phát từ hai nguồn sóng kết hợp S1, S2 có phương trình: u1=A1cos( ωt + ϕ1 ) u2=A2cos( ωt + ϕ2 ), Tại điểm M vùng giao thoa có khoảng cách tới nguồn d1, d2 Phương. .. bước sóng có độ dịch chuyển uM = 2(cm) Biên độ sóng A A 4cm B cm C 4/ cm D cm Câu 26: Một sóng học lan truyền phương truyền sóng với vận tốc v = 50cm/s Phương trình sóng điểm O phương truyền sóng