GIÁO ÁN VẬT LÝ LỚP 12 CƠ BẢN Gv Nguyễn Thị Tâm
Tiết 12 Bài 7 SÓNG CƠ VÀ SỰ TRUYỀN SÓNG CƠ
Ngày soạn : Ngày dạy
I. MỤC TIÊU
1. Kiến thức:
- Phát biểu được định nghĩa của sóng cơ.
- Phát biểu được định nghĩa các khái niệm liên quan với sóng: sóng dọc, sóng ngang, tốc độ truyền sóng,
tần số, chu kì, bước sóng, pha.
- Viết được phương trình sóng.
- Nêu được các đặc trưng của sóng là biên độ, chu kì hay tần số, bước sóng và năng lượng sóng.
- Giải được các bài tập đơn giản về sóng cơ.
- Tự làm được thí nghiệm về sự truyền sóng trên một sợi dây.
2. Kĩ năng:
3. Thái độ:
II. CHUẨN BỊ
1. Giáo viên: Các thí nghiệm mô tả về sóng ngang, sóng dọc và sự truyền của sóng.Một số hình vẽ hoặc
giáo án Powerpoint
***) Phiếu học tập:
Câu 1. Sóng cơ là gì?
A. Sự truyền chuyển động cơ trong không khí.
B. Những dao động cơ học lan truyền trong môi trường
C. Chuyển động tương đối của vật này so với vật khác.
D. Sự co dãn tuần hoàn giữa các phần tử môi trường.
Câu 2. Bước sóng là gì?
A. Là quãng đường mà mỗi phần tử của môi trường đi được trong 1 giây.
B. Là khoảng cách giữa hai phần tử của sóng dao động ngược pha.
C. Là khoảng cách giữa hai phần tử trên phương truyền sóng gần nhau nhất dao động cùng pha.
D. Là khoảng cách giữa hai vị trí xa nhau nhất của mỗi phần tử sóng.
Câu 3. Một sóng cơ có tần số 1000Hz truyền đi với tốc độ 330 m/s thì bước sóng của nó có giá trị nào sau
đây?
A. 330 000 m. B. 0,3 m
Câu 6. Một sóng cơ học có tần số f lan truyền trong môi trường vật chất đàn hồi với vận tốc v, khi đó bước
sóng được tính theo công thức
A. λ = v.f; B. λ = v/f; C. λ = 2v.f; D. λ = 2v/f
Câu 7 Phát biểu nào sau đây về đại lượng đặc trưng của sóng cơ học là không đúng?
A. Chu kỳ của sóng chính bằng chu kỳ dao động của các phần tử dao động.
B. Tần số của sóng chính bằng tần số dao động của các phần tử dao động.
Trường THPT Bắc Bình Năm học 2008-2009
1
Dao dộng với
tần số f
Hình .1
O M
GIÁO ÁN VẬT LÝ LỚP 12 CƠ BẢN Gv Nguyễn Thị Tâm
C. Tốc độ của sóng chính bằng tốc độ dao động của các phần tử dao động.
D. Bước sóng là quãng đường sóng truyền đi được trong một chu kỳ.
Câu 8 Sóng cơ học lan truyền trong môi trường đàn hồi với tốc độ v không đổi, khi tăng tần số sóng lên 2
lần thì bước sóng
A. tăng 4 lần. B. tăng 2 lần. C. không đổi. D. giảm 2 lần.
Câu 9 Tốc độ truyền sóng phụ thuộc vào
A. năng lượng sóng. B. tần số dao động.
C. môi trường truyền sóng. D. bước sóng
Câu 10 Một người quan sát một chiếc phao trên mặt biển thấy nó nhô lên cao 10 lần trong 18s, khoảng
cách giữa hai ngọn sóng kề nhau là 2m. Tốc độ truyền sóng trên mặt biển là
A. v = 1m/s. B. v = 2m/s. C. v = 4m/s. D. v = 8m/s.
***) Đáp án phiếu học tập: 1(B); 2(C); 3(D); 4(C); 5(C); 6(B); 7(C); 8(B); 9(C); 10(A).
2. Học sinh: Ôn lại các bài về dao động điều hoà.
III. HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC
Hoạt động 1 ( phút): Kiểm tra bài cũ.:
Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung
Nêu câu hỏi Trả lời
→ Sóng truyền theo các
phương khác nhau với cùng
một tốc độ v.
- Dao động lên xuống theo
phương thẳng đứng.
- Theo phương nằm ngang.
- Tương tự, HS suy luận để trả
lời.
I. Sóng cơ
1. Thí nghiệm
a. Mũi S cao hơn mặt nước, cho cần rung
dao động → M vẫn bất động.
b. S vừa chạm vào mặt nước tại O, cho cần
rung dao động → M dao động.
Vậy, dao động từ O đã truyền qua nước tới
M.
2. Định nghĩa
- Sóng cơ là sự lan truyền của dao động
trong một môi trường.
3. Sóng ngang
- Là sóng cơ trong đó phương dao động
(của chất điểm ta đang xét) ⊥ với phương
truyền sóng.
4. Sóng dọc
- Là sóng cơ trong đó phương dao động //
(hoặc trùng) với phương truyền sóng.
Trường THPT Bắc Bình Năm học 2008-2009
2
M
S
Dùng sợi dây mềm ,dài căng ngang PQ , đầu
P rung theo phương thẳng đứng (hình bên )
Có sóng cơ lan truyền từ p đến Q
Hình vẽ biểu diễn dây ở các thời điểm
t= 0 ;t = T/4; t =T/2; t = 3T/4…
sau thời gianT sóng truyền đi tới P1 mà :
1
PP vT= λ =
Dây có dạng hình sin
Giáo viên giải thích thêm nếu
có điều kiện :Quá trình truyền
sóng là quá trình truyền năng
lượng.Năng lượng của sóng tại
1 điểm tỉ lệ với bình phương
biên độ sóng tại điểm đó .Một
phần tử vật chất đang nằm
yên,khi có sóng truyền tới thì
sẽ dao động ,nghĩa là nhận năng
lượng từ sóng .Quá trình truyền
sóng là quá trình truyền năng
lượng.Càng truyền đi xa năng
lương càng giảm .W tỉ lệ với
A
2
Học sinh nêu nhận xét
Nêu các khái niệm :
Biên độ sóng
Chu kỳ và tần số của
lên )
Hoạt động 4 ( phút): Các đặc trưng của một sóng hình sin
Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung
- Làm thí nghiệm kết hợp với
hình vẽ 7.2 về sự truyền của
một biến dạng.
→ Có nhận xét gì thông qua
thí nghiệm và hình vẽ?
→ Tốc độ truyền biến dạng
được xác định như thế nào?
(Biến dạng của dây, gọi là một
xung sóng, truyền tương đối
chậm vì dây mềm và lực căng
dây nhỏ).
→ Biến dạng truyền trên dây
thuộc loại sóng gì đã biết?
- Y/c HS hoàn thành C2.
- Trong thí nghiệm 7.2 nếu cho
đầu A dao động điều hoà →
hình dạng sợi dây ở cá thời
điểm như hình vẽ 7.3 → có
nhận xét gì về sóng truyền trên
dây?
- Sau thời gian T, điểm A
1
bắt
đầu dao động giống như A,
dao động từ A
1
tiếp trục truyền
a/ Biên độ của sóng tại 1 điểm là biên độ
dao động của phần tử vật chất nơi sóng
truyền qua
b/Chu kỳ và tần số của sóng :là chu kỳ
( tần số )dao động của phần tử vật chất nơi
sóng truyền tới.
1
f
T
=
c/ Vận tốc truyền sóng v là tốc độ lan
truyền dao động trong môi trường
s là quãng đường sóng truyền trong t
giây thì :
Đối với mỗi môi trường thì v không đổi
d) Bước sóng λ: có 2 định nghĩa :
- Sau thời gian t = T, sóng truyền được một
đoạn:
λ = AA
1
= v.t
- Sóng truyền với tốc độ v, bằng tốc độ
truyền của biến dạng.
- Hai đỉnh liên tiếp cách nhau một khoảng
λ không đổi, λ gọi là bước sóng.
- Hai điểm cách nhau một khoảng λ thì dao
động cùng pha.
• Là khoảng cách giữa hai điểm gần
pha dao động của O và M
u
0
( t ) = A cos
T
π
2
t
u
M
( t ) = A cos
t x
2
T
π −
÷
λ
3. Phương trình sóng:
• Phương trình
dao động tại O:
u
0
(t) = acos(ωt).
• Thời gian
(t)
=Acosω(t–
t
∆
) =Acosω(t –
x
v
)=
Acos (ωt –2π
x
λ
).
Vậy: u
M
(t) = Acos (ωt –2π
x
λ
) (1)
u
M
(t) = Acos
t x
2
T
π −
÷
................................................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................................................
Tiết 13 Bài 8 GIAO THOA SÓNG
Ngày soạn : Ngày dạy
I. MỤC TIÊU
1. Kiến thức:
- Mô tả được hiện tượng giao thoa của hai sóng mặt nước và nêu được các điều kiện để có sự giao thoa của
hai sóng.
- Viết được công thức xác định vị trí của cực đại và cực tiểu giao thoa.
2. Kĩ năng: Vận dụng được các công thức 8.2, 8.3 Sgk để giải các bài toán đơn giản về hiện tượng giao
thoa.
3. Thái độ:
II. CHUẨN BỊ
1. Giáo viên: Thí nghiệm hình 8.1 Sgk.
• Thiết bị tạo vân giao thoa đơn giản cho các nhóm Hs.
• Thiết bị tạo vân giao thoa sóng nước với nguồn dao động có f thay đổi dùng cho Gv.
***) Phiếu học tập:
Câu 1. Điều kiện có giao thoa sóng là gì?
A. Có hai sóng chuyển động ngược chiều giao nhau.
Trường THPT Bắc Bình Năm học 2008-2009
5
u
P
t
T
2T
O
A
-
sóng trên mặt nước là bao nhiêu?
A. v = 0,2m/s. B. v = 0,4m/s. C. v = 0,6m/s. D. v = 0,8m/s.
Câu 7. Trong thí nghiệm giao thoa sóng trên mặt nước, hai nguồn kết hợp A, B dao động với tần số 20Hz,
tại một điểm M cách A và B lần lượt là 16cm và 20cm, sóng có biên độ cực đại, giữa M và đường trung trực
của AB có 3 dãy cực đại khác. Tốc độ truyền sóng trên mặt nước là bao nhiêu?
A. v = 20cm/s. B. v = 26,7cm/s. C. v = 40cm/s. D. v = 53,4cm/s.
Câu 8. Trong thí nghiệm giao thoa sóng trên mặt nước, hai nguồn kết hợp A, B dao động với tần số f =
16Hz. Tại một điểm M cách các nguồn A, B những khoảng d
1
= 30cm, d
2
= 25,5cm, sóng có biên độ cực đại.
Giữa M và đường trung trực có 2 dãy cực đại khác. Tốc độ truyền sóng trên mặt nước là bao nhiêu?
A. v = 24m/s. B. v = 24cm/s. C. v = 36m/s. D. v = 36cm/s.
Câu 9. Trong thí nghiệm giao thoa sóng trên mặt nước, hai nguồn kết hợp A, B dao động với tần số f =
13Hz. Tại một điểm M cách các nguồn A, B những khoảng d
1
= 19cm, d
2
= 21cm, sóng có biên độ cực đại.
Giữa M và đường trung trực không có dãy cực đại khác. Tốc độ truyền sóng trên mặt nước là bao nhiêu?
A. v = 26m/s. B. v = 26cm/s. C. v = 52m/s. D. v = 52cm/s.
***) Đáp án phiếu học tập: 1(B); 2(C); 3(C); 4(C); 5(C); 6(D); 7(A); 8(B); 9(B).
Trường THPT Bắc Bình Năm học 2008-2009
6
GIÁO ÁN VẬT LÝ LỚP 12 CƠ BẢN Gv Nguyễn Thị Tâm
2. Học sinh: Ôn lại phần tổng hợp dao động.
III. HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC
Hoạt động 1 ( phút): Kiểm tra bài cũ.
Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung
loạt gợn
sóng cố
định có
hình các đường hypebol, có cùng tiêu điểm S
1
và
Trường THPT Bắc Bình Năm học 2008-2009
7
S
1
S
2
S
2
Dao dộng với
tần số f
Hình .1
S
1
GIÁO ÁN VẬT LÝ LỚP 12 CƠ BẢN Gv Nguyễn Thị Tâm
mạnh nằm trên họ các
đường hypebol (nét liền)
kể cả đường trung trực của
S
1
S
2
.
- Hai họ các đường
hypebol này xen kẽ nhau
tại M cách S
1
là d
1
do S
1
gây ra
và S
2
là d
2
do S
2
gây ra .
Dựa vào công thức (1) và (2)
suy ra các công thức xác định
phương trình dao động tại
điểm M
biên độ dao động tổng hợp tại
M cực đại hay cực tiểu.
Dựa vào công thức (3) và (4)
để nhắc lại cho H thấy quỹ
tích các điểm nằm trong một
mặt phẳng mà hiệu khoảng
cách từ điểm đó đến hai điểm
cố định là hằng số thì quỹ tích
đó là một đường hypebol.
Vậy tập hợp các điểm dao
phương trình dao động của
nguồn S
Chọn phương trình sóng tại S
1
,S
2
vào thời
điểm t là :
1 2 cos( )uS uS a t
ω ϕ
= = +
Xét tại 1
điểm M bất
kỳ trong môi
trường
truyền sóng ;
cách S
1
một
đoạn d
1
và
cách S
2
một đoạn d
2
.
Thời gian sóng truyền từ A đến M là
1
d
v
,từ B đến M là
Trường THPT Bắc Bình Năm học 2008-2009
8
S
1
S
2
S
1
S
2
K=2 K=1 K=0 K=1
M
d
1
d
2
S
1
S
2
GIÁO ÁN VẬT LÝ LỚP 12 CƠ BẢN Gv Nguyễn Thị Tâm
động với biên độ cực đại hay
cực tiểu với mỗi giá trị xác
định của k có hình dạng gì?
Dùng hình vẽ ( hình vẽ động
càng tốt) chỉ cho H thấy các
đường hypebol cực đại và cực
tiểu ứng với các giá trị của k
và lưu ý cho H các đường
hypebol cực đại và cực tiểu
và S
2
gọi
là vân giao thoa cực đại
b. Vị trí cực tiểu :
2 1
1
d d k
2
( )− = + λ
với k = 0 ,
1, 2, 3± ± ±
.
(8.3)
Quỹ tích của những điểm này là những
đường hypebol có 2 tiêu điểm là S
1
và S
2
gọi
là vân giao thoa cực tiểu
H Đ 3 Điều kiện để có giao thoa , sóng kết hợp
Điều kiện để có giao thoa ?
hai nguồn kết hợp
kết luận gì về hiện tượng giao
thoa ?
**Lưu y :
* Điều kiện để có giao thoa
sóng ?
* Nếu 2 nguồn dao động
Hoạt động 6 ( phút): Giao nhiệm vụ về nhà.
Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung
- Nêu câu hỏi và bài tập về
nhà.
- Yêu cầu: HS chuẩn bị bài
sau.
- Ghi câu hỏi và bài tập về
nhà.
- Ghi những chuẩn bị cho bài
sau.
BT 6;7;8 trang 45 SGK .Bài 30 đến 35
tài liệu
IV. RÚT KINH NGHIỆM
................................................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................................................
Tiết 14 BÀI TẬP VỀ SÓNG CƠ VÀ GIAO THOA SÓNG
Trường THPT Bắc Bình Năm học 2008-2009
9
2
λ
GIÁO ÁN VẬT LÝ LỚP 12 CƠ BẢN Gv Nguyễn Thị Tâm
Ngày soạn : Ngày dạy
I. MỤC TIÊU
1. Kiến thức:
- Phát biểu được định nghĩa của sóng cơ.
- Phát biểu được định nghĩa các khái niệm liên quan với sóng: sóng dọc, sóng ngang, tốc độ truyền sóng,
tần số, chu kì, bước sóng, pha.
- Viết được phương trình sóng.
- Nêu được các đặc trưng của sóng là biên độ, chu kì hay tần số, bước sóng và năng lượng sóng.
;v
2
với v
2
=
2v
1
. Bước sóng lần lượt trong hai môi trường là
21
;
λλ
. Tỉ số :
1
2
λ
λ
bằng :
A. 2 ; B. 0,5 ; C. 1 ; D. 4
Câu 9 : Vận tốc truyền sóng phụ thuộc vào :
A. năng lượng sóng ; B. tần số sóng ;C. Môi trường truyền sóng ; D. bước sóng
Câu 10 : Một người quan sát một chiếc phao trên măt biển , thấy nó nhô lên cao 10 lần trong 18s , ngoài ra
thấy 6 đầu ngọn sóng liên tiếp cách nhau 10m . Vận tốc truyền sóng trên mặt biển là :
A. 1m/s ; B. 2m/s ; C. 4m/s ; D. 8m/s
Câu 11. Sóng ngang l sóng:
A. lan truyền theo phương nằm ngang
B. trong đó có các phần tử sóng dao động theo phương nằm ngang
C. trong đó các phần tử sóng dao động theo phương vuông góc với phương truyền sóng
D. trong đó các phần tử sóng dao động theo cùng một phương với phương truyền sóng
Câu 12. Bước sóng là gì:
A. quãng đường sóng truyền đi được trong l s
A. 25(cm / s) B. 50(cm / s) C. 100(cm / s) D. 150 (cm / s)
Câu 26 : Một sóng cơ học lan truyền dọc theo 1 đường thẳng có phương truyền sóng tại nguồn O là : u
o
= A
sin
2
T
π
t (cm) . Một điểm M cách nguồn bằng 1/3 bước sóng ở thời điểm t = 1/2 chu kì có độ dịch chuyển u
M
= 2(cm) . Biên độ sóng A là :
A. 4(cm) B. 2 (cm) C.
4
3
(cm) D. 2
3
(cm)
*Câu 27 : Một sóng cơ học lan truyền trong 1 môi trường vật chất tại 1 điểm cách nguồn x(m) có phương
trình sóng : u = 4 cos (
3
π
t -
2
3
π
x) (cm) . Vận tốc trong môi trường đó có giá trị :
A. 0,5(m / s) B. 1 (m / s) C. 1,5 (m / s) D. 2(m / s)
*Câu 28 . Đầu O của một sợi dây đàn hồi dao động với phương trình u = 2cos2πt (cm) tạo ra một sóng ngang
trên dây có vận tốc v= 20 cm/s. Một điểm M trên dây cách O một khoảng 2,5 cm dao động với phương trình:
A
t ) (cm) B. u
M
= 2 cos (2
π
t -
2
π
) (cm)
C . u
M
= 2 cos (2
π
t +
4
π
) (cm) D. u
M
= 2 cos (2
π
t -
4
π
) (cm)
Trường THPT Bắc Bình Năm học 2008-2009
11
GIÁO ÁN VẬT LÝ LỚP 12 CƠ BẢN Gv Nguyễn Thị Tâm
*Câu 30 : Sóng truyền từ điểm M đến điểm O rồi đến điểm N trên cùng 1 phương truyền sóng với vận tốc v =
20(m / s) . Cho biết tại O dao động có phương trình
u
o
π
) (cm)
C. u
N
= 4cos (
40
9
π
t -
2
9
π
) (cm) D. u
N
= 4cos (
40
9
π
t +
2
9
π
) (cm)
*Câu 31 : 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 (m), t là thời gian được tính bằng giây (s). Vận tốc của sóng là
A. 334 m/s. B. 100m/s. C. 314m/s. D. 331m/s.
* Câu 32 Trên mặt một chất lỏng, tại O có một nguồn sóng cơ dao động có tần số f = 30Hz. Vận tốc truyền
sóng là một giá trị nào đó trong khoảng từ 1,6m/s đến 2,9m/s. Biết tại điểm M cách O một khoảng 10cm sóng
tại đó luôn dao động ngược pha với dao động tại O. Giá trị của vận tốc đó là:
A. 2m/s B. 3m/s C. 2,4m/s D. 1,6m/s
A.
2
3
λ
B.
4
λ
C.
2
λ
D.
λ
Câu 2 : Trong quá trình giao thoa sóng ,dao động tổng hợp tại M chính là sự tổng hợp của các sóng thành
phần .Gọi
ϕ∆
là độ lệch pha của hai sóng thành phần .Biên độ dao động tại M đật giá trị cực đại khi
ϕ∆
bằng
giá trị nào sau đây (với
...2;1;0k ±±=
):
Trường THPT Bắc Bình Năm học 2008-2009
12