Kinh Nghiệm Hướng dẫn Phương trình truyền sóng trong một môi trường tự nhiên thiên nhiên từ một nguồn O 2022
Hoàng Thế Quang đang tìm kiếm từ khóa Phương trình truyền sóng trong một môi trường tự nhiên thiên nhiên từ một nguồn O được Cập Nhật vào lúc : 2022-04-04 11:53:06 . Với phương châm chia sẻ Mẹo về trong nội dung bài viết một cách Chi Tiết 2022. Nếu sau khi đọc nội dung bài viết vẫn ko hiểu thì hoàn toàn có thể lại Comment ở cuối bài để Admin lý giải và hướng dẫn lại nha.
a. Sóng cơ là những xấp xỉ cơ Viral trong môi trường tự nhiên thiên nhiên vật chất theo thời gian.
Thí dụ: Sóng ở mặt phẳng chất lỏng, sóng âm, sóng trên sợi dây đàn hồi ...
b. Phân loại sóng cơ: Có nhiều loại.
- Sóng ngang: là sóng có phương xấp xỉ vuông góc với phương truyền sóng. Thí dụ: Sóng trên mặt nước ... Sóng ngang chỉ truyền trong R, L.
- Sóng dọc: là sóng có phương xấp xỉ trùng với phương truyền sóng. Thí dụ: Sóng âm, sóng trên một lò xo... Sóng dọc truyền được trong R, L, K.
4. Các đại lượng đặc trưng cho sóng cơ
a. Biên độ sóng a: là biên độ xấp xỉ của những phần tử vật chất khi sóng truyền qua.
b. Tần số sóng f: là tần số xấp xỉ của những phần tử vật chất.
f sóng = f nguồn = f xấp xỉ
c. Chu kỳ sóng T : là chu kỳ luân hồi xấp xỉ của những phần tử vật chất môi trường tự nhiên thiên nhiên có sóng truyền qua.
T sóng = T nguồn = T xấp xỉd. Bước sóng λ:
- Bước sóng là khoảng chừng cách sớm nhất giữa hai điểm trên phương truyền sóng xấp xỉ cùng pha với nhau.Bước sóng là quãng đường mà sóng truyền trong một chu kỳ luân hồi xấp xỉ.Công thức:
e. Tốc độ truyền sóng v :
- Vận tốc sóng là vận tốc truyền pha xấp xỉ. Vận tốc truyền sóng phụ thuộc vào bản chất của môi trường tự nhiên thiên nhiên truyền (tính đàn hồi và tỷ lệ môi trường tự nhiên thiên nhiên). Vận tốc truyền sóng giảm : R → L → K Vận tốc sóng khác vận tốc xấp xỉ của những phần tử vật chất khi sóng truyền qua.Nếu phương trình sóng là u=acos(ωt) thì vận tốc xấp xỉ của những phần tử vật chất khi sóng truyền qua là:
vdđ=u'=(acos(ωt))' =-aωtsin(ωt)
5. Phương trình sóng từ một nguồn truyền đến một điểm:
a. Phương trình sóng nguồn:
Giả sử có một nguồn sóng xấp xỉ tại O với phương trình: Biên độ sóng ngang hoàn toàn có thể là a hoặc A.
b. Phương trình sóng tại điểm M cách O một khoảng chừng d.
- Thời gian sóng truyền từ O đến M là d/v Dao động tại M chậm pha hơn xấp xỉ tại O. Li độ tại O u(t - Δt) = u(t) li độ tại M ở thời điểm t.
- Phương trình xấp xỉ tại điểm M với OM=d:
a. Công thức độ lệch pha:
Gọi M là vấn đề trên phương truyền sóng cách nguồn khoảng chừng dM hoặc xM . b. Các trường hợp:
- Nếu Δφ = k2p : Cùng pha. d=nl
- Nếu Δφ = (2k + 1)p : Ngược pha. d=(2n+1)l/2
- Nếu Δφ = (2k + 1)p/2 : Vuông pha. d=(2n+1) l/4
Tóm tắt lý thuyết
Phương trình sóng tại nguồn O: uo = Acos(ωt + φ)
Phương trình sóng tại điểm M cách nguồn 1 đoạn x:
sóng truyền theo chiều dương (O →M):
u$_M$ = Acos(ωt + φ - [dfrac2pi xlambda])
sóng truyền theo chiều âm (M→O):u$_M$ = Acos(ωt + φ + [dfrac2pi xlambda])
Độ lệch pha giữa hai điểm M, N cách nguồn khoảng chừng x$_M$; x$_N$Δφ = [dfrac2pi dlambda]= [dfrac2pi (x_N-x_M)lambda]
sóng truyền từ M → N: Δφ < 0sóng truyền từ N → M: Δφ > 0
- M, N xấp xỉ cùng pha Δφ = 2k π
M, N xấp xỉ ngược pha: Δφ = (2k + 1)π
M, N xấp xỉ vuông pha: Δφ = (2k + 1)[dfracpi2]
λ1 ≤ λ ≤ λ2; v1 ≤ v ≤ v2; T1 ≤ T ≤ T2; f1 ≤ f ≤ f2
Bài tập 1: Một nguồn phát sóng cơ xấp xỉ theo phương trình u = 4cos(4πt - π/4) (cm). Biết xấp xỉ tại hai điểm gần nhau nhất trên cùng một phương truyền sóng cách nhau 0,5 m có độ lệch pha là π/3. Tốc độ truyền của sóng đó làA. 1,0 m/s.
B. 2,0 m/s.
C. 1,5 m/s.
D. 6,0 m/s.
Hướng dẫn
A. 100 cm/s.
B. 80 cm/s.
C. 85 cm/s.
D. 90 cm/s.
Hướng dẫn
A. 8,5 Hz.
B. 10 Hz.
C. 12 Hz.
D. 12,5 Hz.
Hướng dẫn
A. 4.
B. 3.
C. 2.
D. 5.
Hướng dẫn
A. 10.
B. 8.
C. 9.
D. 5.
Hướng dẫn
Chú ý: Trường hợp O, M, N không thẳng hàng
Từ O kẻ đường thẳng vuông góc với MN cắt MN tại H, chia MN thành hai đoạn MH và HN, tìm số điểm trên từng đoạn rồi cộng lại nhờ vào điều kiện
OH ≤ d ≤ OM
OH < d ≤ ON
![[IMG]](https://farm5.staticflickr.com/4155/35470142061_a59f8a3fc5_o.jpg)
Bài tập 6: Trên mặt thoáng của một chất lỏng, một mũi nhọn O chạm vào mặt thoáng xấp xỉ điều hòa với tần số f, tạo thành sóng trên mặt thoáng với bước sóng λ. Xét 2 phương truyền sóng Ox và Oy vuông góc với nhau. Gọi A là vấn đề thuộc Ox cách O một đoạn 16λ và B thuộc Oy cách O là 12λ. Tính số điểm xấp xỉ cùng pha với nguồn O trên đoạn AB.
A. 8.
B. 9.
C. 10.
D. 11.
Hướng dẫn
A. 100 cm/s.
B. 800 cm/s.
C. 900 cm/s.
D. 80 m/s.
Hướng dẫn
A. u$_M$ = 5cos(5πt - 17π/6) (cm).
B. u$_M$ = 5cos(5πt - 8π/3) (cm).
C. u$_M$ = 5cos(5πt + 4π/3) (cm).
D. u$_M$ = 5cos(5πt - 2π/3) (cm).
Hướng dẫn
A. u = 2cos0,5π(t – 0,1) (cm).
B. u = 2cos0,5πt (cm).
C. u = 2sin0,5π(t – 0,1) (cm)
D. u = 2sin0,5π(t + 1/20) (cm).
Hướng dẫn
A. truyền từ O đến M, OM = 0,5 m.
B. truyền từ M đến O, OM = 0,5 m.
C. truyền từ O đến M, OM = 0,25 m.
D. truyền từ M đến O, OM = 0,25 m.
Hướng dẫn
A. 6 (cm).
B. 5 (cm).
C. 4 (cm).
D. 3√3 (cm).
Hướng dẫn
Chú ý: Nếu bài toán yêu cầu tìm li độ tại điểm M ở thời điểm to nào đó thì ta phải kiểm tra xem sóng đã truyền tới hay chưa. Nếu to < d/v thì sóng chưa tới nên u$_M$ = 0, ngược lại thì sóng đã truyền đến và ta viết phương trình li độ rồi thay t = to.
Bài tập 12: Một nguồn sóng O trên mặt nước xấp xỉ với phương trình uo = 5cos(2πt + π/4) (cm) (t đo bằng giây). Tốc độ truyền sóng trên mặt nước 10 cm/s, coi biên độ sóng truyền đi không đổi. Tại những thời điểm t = 1,9 s và t = 2,5 s điểm M trên mặt nước cách nguồn 20 cm có li độ là bao nhiêu?
Hướng dẫn
A. 5 m/s.
B. 50 cm/s.
C. 40 cm/s.
D. 4 m/s.
Hướng dẫn
Chú ý: sóng tại M cách O một khoảng chừng x là u = Acos(ωt + φ - [dfrac2pi xlambda] ).
1/ Vận tốc xấp xỉ của phần tử vật chất tại điểm M là đạo hàm của li độ theo t:
v = u'$_t$ = - ωAsin(ωt + φ - [dfrac2pi xlambda])
2/ Hệ số góc của tiếp tuyến với đường sin tại điểm M là đạo hàm li độ theo x:tan α = u'$_x$ = [dfrac2pilambda]Asin(ωt + φ - [dfrac2pi xlambda])
Bài tập 14: Sóng ngang truyền trên trục Ox với tốc độ 10 (m/s) theo hướng từ điểm O đến điểm M nằm trên cùng một phương truyền sóng cách nhau 0,5π (m). Coi biên độ sóng không đổi. Biết phương trình sóng tại điểm O: u = 0,025cos(10t + π/6) (m) (t đo bằng giây). Tính vận tốc xấp xỉ của phần tử môi trường tự nhiên thiên nhiên tại M ở điểm t = 0,05π (s). Tính thông số góc tiếp tuyến tại điểm M ở thời điểm t = 0,025π (s).
Hướng dẫn
A. +5,44.
B. 1,57.
C. 57,5.
D. -5,44.
Hướng dẫn
2/ Li độ và vận tốc xấp xỉ tại những điểm ở những thời điểm
a/ Li độ vận tốc tại cùng 1 điểm ở 2 thời điểm
Cách 1: Viết phương trình li độ về dạng u = Acosωt và v = u’ = - ωAsinωt.
u = Acos(ωt1) = u1 (u1 > 0: li độ dương; u1 < 0: li độ âm)
v = u' = -ωA sin(ωt1) = v1 ( v1 > 0: đang tăng; v1 < 0: đang giảm)
=> α = ωt1
=> u$_(t1 + Δt) $ = Acos ω(t1 + Δt); v$_(t1 + Δt)$ = -ωA sin ω(t1 + Δt)
Cách 2: Dùng vòng tròn lượng giác
* Xác định vị trí đầu trên vòng tròn (xác định φ) và chọn mốc thời gian ở trạng thái này.
*Xác định pha xấp xỉ ở thời điểm tiếp theo α = ωΔt + φ.
*Li độ và vận tốc xấp xỉ thời điểm hiện nay: u = Acosα và v = -ωAsinα.
A. -2 cm.
B. -1 cm.
C. 2 cm.
D. 1 cm.
Hướng dẫn
A. –π/3 cm/s.
B. – π/√3 cm/s.
C. π/√3 cm/s.
D. π/3 cm/s.
Hướng dẫn
Chú ý:
1/ Hai thời điểm cùng pha: t2 - t1 = nT => u2 = u1; v2 = v1
2/ Hai thời điểm ngược pha: t2 - t1 = (2n + 1)T/2 thì u2 = -u1; v2 = -v1
3/ Hai thời điểm vuông pha: t2 - t1 = (2n + 1)T/4 thì
u12 + u22 = A2
|v2| = |ωu|; |v1| = |ωu2|
nếu n chẵn thì v2 = -ωu1; v1 = ωu2
nếu n lẻ thì v2 = ωu1 ; v1 = -ωu2
Bài tập 18: Một sóng cơ học được truyền theo phương Ox với biên độ không đổi. Phương trình xấp xỉ tại nguồn O có dạng u = 6sinπt/3 (cm) (t đo bằng giây). Tại thời điểm t1 li độ của điểm O là 3 cm. Vận tốc xấp xỉ tại O sau thời điểm đó 1,5 (s) là
A. –π/3 cm/s.
B. – π cm/s.
C. π cm/s.
D. π/3 cm/s.
Hướng dẫn
![[IMG]](https://farm5.staticflickr.com/4253/35563083356_30f730a221_o.jpg)
Bài tập 19: Sóng truyền đến điểm M rồi đến điểm N cách nó 15 cm. Biết biên độ sóng không đổi 2√3cm và bước sóng 45 cm. Nếu tại thời điểm nào đó M có li độ cm thì li độ √3cm tại N hoàn toàn có thể là
A. -√3 cm.
B. -2√3 cm.
C. 2√3 cm.
D. –1 cm.
Hướng dẫn
A. 3√3cm.
B. 2√2cm.
C. -2√3cm.
D. -3√2cm.
Hướng dẫn
A. +60π cm/s.
B. -60π cm/s.
C. +20π cm/s.
D. –20π cm/s.
Hướng dẫn
A. πfA.
B. πfA/2.
C. πfA/4.
D. 2πfA.
Hướng dẫn
A. li độ 2√3 cm và đang giảm.
B. li độ 2 cm và đang giảm.
C. li độ 2√3 cm và đang tăng.
D. li độ -2√3 cm và đang tăng.
Hướng dẫn
A. 20π cm/s.
B. 10√3 cm/s.
C. 0.
D. 10 cm/s.
Hướng dẫn
![[IMG]](https://farm5.staticflickr.com/4092/35601864495_d2094318e8_o.jpg)
Bài tập 25: M và N là hai điểm trên một mặt nước phẳng lặng cách nhau 1 khoảng chừng 20 cm. Tại 1 điểm O trên đường thẳng MN và nằm ngoài đoạn MN, người ta đặt nguồn xấp xỉ theo phương vuông góc với mặt nước với phương trình u = 5cosωt (cm), tạo ra sóng trên mặt nước với bước sóng λ = 15 cm. Khoảng cách xa nhất và sớm nhất giữa 2 phần tử môi trường tự nhiên thiên nhiên tại M và N khi có sóng truyền qua là bao nhiêu?
Hướng dẫn
Hướng dẫn
A. 5m/s
B. 50cm/s
C. 40cm/s
D. 4m/s
Hướng dẫn
từ phương trình sóng => ω = 20; 4x = [dfrac2pi xlambda ] => λ = π/2
=> v = 5m/s
A. 1m/s
B. 2m/s
C. 1,5m/s
D. 6m/s
Hướng dẫn
u = 4cos(4πt - π/4) => ω = 4π
Δφ = [dfrac2pi dlambda] = π/3 => λ = 3m
v = [dfracomega lambda2pi] = 6m/s
A. π/6
B. π/3
C. π/4
D. π/2
Hướng dẫn
u = 4cos([dfracpi3]t) => ω = π/3
=> Độ lệch pha của điểm M: Δα = ω.Δt = π/6
A. d/2v
B. φd/v
C. d/v
D. d/(φv)
Hướng dẫn
Gọi φ2 là pha xấp xỉ tại điểm B
tại thời điểm t + Δt: φ2 = φ1 + ω.Δt - [dfrac2pi dlambda] = φ1
=> Δt = d/v
A. 4cos(100πt + π)cm
B. 4cos(100πt)cm
C. 4cos(100πt - 0,5π)cm
D. 4cos(100πt + 0,5π)cm
Hướng dẫn
x = λ/4 => u$_M$ = 4cos(100πt - [dfrac2pi xlambda]) = 4cos(100πt - π/2)
A. acos(ωt - 2λ/3)cm
B. acos(ωt - πλ/3)cm
C. acos(ωt - 2π/3)cm
D. acos(ωt - π/3)cm
Hướng dẫn
A. acos2π(ft - d/λ)
B. acos2π(ft + d/λ)
C. acosπ(ft - d/λ)
D. acosπ(ft + d/λ)
Hướng dẫn
A. 0,08cos[dfracpi2](t + 1/2) (m)
B. 0,08cos[dfracpi2](t + 4) (m)
C. 0,08cos[dfracpi2](t - 2) (m)
D. 0,08cos[dfracpi2](t - 1) (m)
Hướng dẫn
A. 2√3 cm
B. 3√3 cm
C. 3cm
D. 2cm
Hướng dẫn
tại thời điểm t: u = 6sin(π/3)t = 3cm
=> 6cos(π/3)t = [sqrt6^2-3^2=3sqrt3]
tại thời điểm t + Δt: Δα = ω.Δt = π/2
u = 6sin[(π/3)t + π/2] = 6sin(π/3)t.cos(π/2) + 6cos(π/3)t.sin(π/2) = [3sqrt3]
A. 4cm
B. 2cm
C. 4/√3cm
D. 2√3cm
Hướng dẫn
d = λ/3 => Δφ = [dfrac2pi dlambda] = 2π/3
Phương trình sóng tại điểm M
u$_M$ = Acos(ωt + π/2 - 2π/3) = Acos(ωt - π/6)
=> tại thời điểm t = T/2 = π/ω
u$_M$ = Acos(ωt - π/6) = Acos(π -π/6) = ±2 => A = 4/√3 (cm)
A. 5cos(4πt + π/6) cm và 5cos(4πt - π/2)cm
B. 6cos(4πt + π/6) cm và 6cos(4πt + π/2)cm
C. 5cos(4πt - π/6) cm và 5cos(4πt - π/2)cm
D. 6cos(4πt - π/6) cm và 6cos(4πt + π/2)cm
Hướng dẫn
OM = ON = MN/2 = 1,5m; λ = v.T = 2π.v/ω = 9m
Vì sóng truyền từ M → O → N:
u$_M$ = 5cos(4πt - π/6 + [dfrac2pi OMlambda ]) = 5cos(4πt + π/6) cm
u$_N$ = 5cos(4πt - π/6 - [dfrac2pi ONlambda ]) = 5cos(4πt - π/2) cm
A. 3π cm/s
B. 0,5π cm/s
C. 4π cm/s
D. 6π cm/s
Hướng dẫn
v$_M$ = 6π => |x$_M$| = [sqrtA^2-dfracv_M^2omega ^2] = 0
Độ lệch pha giữa N và M:
Δφ = 2π[dfrac7lambda 3lambda ] = [dfrac14pi 3 ] = 4π + 2π/3[/IMG]
=> Li độ của điểm N tại thời điểm t1
x$_N$ = Acos(2π/3-π/2) = 1,5√3cm
=> |v$_N$| = ω[sqrtA^2-x_N^2] = 3π (cm/s)
A. (3π)-1
B. 0,5π
C. 3-1
D. 2π
Hướng dẫn
v$_max$ = Aω
[dfrac2pi xlambda =dfracomega xv=x] => v = ω
=> v/v$_max$ = 1/3
A. sóng đuổi theo chiều âm của trục x với vận tốc 10/7m/s
B. sóng đuổi theo chiều dương của trục x với vận tốc 10/7 m/s
C. sóng đuổi theo chiều dương của trục x với vận tốc 17,5m/s
D. sóng đuổi theo chiều âm của trục x với vận tốc 17,5m/s
Hướng dẫn
A. 100cm/s
B. 150cm/s
C. 200cm/s
D. 50cm/s
Hướng dẫn
A. 10m/s
B. 9m/s
C. 1,5m/s
D. 2m/s
Hướng dẫn
A. 60mm/s
B. 60cm/s
C. 60m/s
D. 30mm/s
Hướng dẫn
A. 3m/s
B. 60m/s
C. 6m/s
D. 30m/s
Hướng dẫn
A. 100m/s
B. 95m/s
C. 150m/s
D. 200m/s
Hướng dẫn
A. 0,6cos(240πt - π/2)cm
B. 0,6cos(200πt + π/2)cm
C. 0,6cos(240πt + π/2)cm
D. 0,6cos(200πt - π/2)cm
Hướng dẫn
A. 24π cm/s
B. 14π cm/s
C. 12π cm/s
D. 44π cm/s
Hướng dẫn
A. 6cos5πt cm
B. 6cos(5πt + π/2) cm
C. 6cos(5πt - π/2) cm
D. 6cos(5πt + π) cm
Hướng dẫn
A. 25cm/s
B. 3π cm/s
C. 0
D. -3π cm/s
Hướng dẫn
A. 9
B. 4
C. 5
D. 8
Hướng dẫn
A. π/3
B. 0,01πx
C. -0,01πx + 4π/3
D. π
Hướng dẫn
A. 1/5π
B. 0,08π
C. 0,8
D. 5/π
Hướng dẫn
A. 3π cm/s
B. 0,5π cm/s
C. 4π cm/s
D. 6π cm/s
Hướng dẫn
Xem thêm:
Tổng hợp lý thuyết,, bài tập vật lý lớp 12 chương sóng cơ, sóng âm
nguồn vật lý phổ thông ôn thi quốc gia [embed]https://www.youtube.com/watch?v=CtwbcrMIdTY[/embed]