Xin chào các bạn, trong bài viết hôm nay HocThatGioi xin được giới thiệu về Các dạng bài tập sóng cơ và có lời giải chitiết. Bài viết sẽ trình bài đến các bạn về các dạng bài tập sóng cơ như sau: Xác định các đại lượng đặc trưng của sóng cơ, Bài toán về độ lệch pha giữa hai điểm trên phương truyền sóng . Hãy cùng HocThatGioi xem hết bài viết dưới đây để học hiệu quả và làm được những bài liên quan đến các dạng bài tập sóng cơ nhé!
1. Xác định các đại lượng đặc trưng của sóng
Để giải quyết được bài toán dạng này thì trước tiên các bạn cần nắm vững những kiến thức trọng tâm và phương pháp giải dưới đây nhé. Và để hiệu quả hơn thì hãy tự làm trước những bài tập dưới rồi hãy xem lời giải chi tiết.
1.1 Phương pháp giải bài tập
Dưới đây, chúng ta sẽ dựa vào một số tính chất đặc trưng của sóng cũng như những công thức liên quan để đề ra phương pháp giải cho hiệu quả nha.
Các tính chất đặc trưng của sóng:
Khoảng cách giữa n ngọn sóng liên tiếp là: (n-1)\lambda.
Khoảng cách từ đỉnh sóng thứ n đến thứ m là: (m-n)\lambda.
Thời gian hai ngọn sóng liên tiếp chạy qua là 1 chu kì sóng (T).
Dưới đây là một vài công thức liên quan đến bài toán xác định các đại lượng đặc trưng của sóng mà các bạn cần phải nắm rõ:
Trong đó:
f là tần số của sóng.
T là chu kì của sóng \lambda là bước sóng.
v là tốc độ truyền sóng.
S là quãng đường sóng truyền đi được trong thời gian t.
t là thời gian sóng truyền đi.
1.2 Bài tập áp dụng
Để tiếp thu được phương pháp làm bài ở trên thì hãy cùng HocThatGioi giải quyết những câu hỏi bài tập liên quan ở bên dưới nhé. Hãy tự làm trước để kiểm tra mức độ hiểu bài của mình đến đâu rồi mới xem đáp án lời giải chi tiết để tham khảo nhé.
Câu 1: Tại một điểm trên mặt chất lỏng có một nguồn dao động với tần số 120 Hz, tạo ra sóng ổn định trên mặt nước. Xét 5 gợn sóng liên tiếp trên một phương truyền sóng, ở về một phía đối với nguồn, gợn thứ nhất cách gợn thứ năm 0,5m. Tốc độ truyền sóng là bao nhiêu ?
Hướng dẫn giải:
Từ đề bài ta có:
Gợn sóng thứ nhất cách gợn sóng thứ 5 là 0,5 m \rightarrow(5-1)\lambda= 0,5 m \Leftrightarrow4\lambda =0,5 \Rightarrow \lambda = \frac{0,5}{4} = 0,125 m.
Vậy tốc độ truyền sóng là v=\lambda*f= 0,125*120= 15 m/s.
Câu 2: Cho một sóng cơ lan truyền trong môi trường với vận tốc là v, chu kì là T, bước sóng là \lambda, biên độ sóng là A. Tỉ số giữa vận tốc truyền sóng và vận tốc dao động cực đại của phần tử môi trường là gì ?
Hướng dẫn giải:
Vận tốc truyền sóng: v= \lambda f
Vận tốc cực đại của phần tử môi trường: v_{max}= \omega A= 2\pi fA
Tỉ số giữa vận tốc sóng và vận tốc cực đại của phần tử môi trường là: \frac{v}{v_{max}}=\frac{\lambda f}{ 2\pi fA}= \frac{\lambda }{2\pi A}
Vậy đáp án B
Câu 3: Một sóng cơ truyền dọc theo trục Ox. Phương trình dao động của phần tử tại một điểm trên phương truyền sóng là u=4cos(20 \pi t- \pi) (u tính bằng mm, t tính bằng s). Biết tốc độ truyền sóng là 60 cm/s. Bước sóng của sóng này bằng bao nhiêu ?
Hướng dẫn giải:
Từ phương trình truyền sóng u=4cos(20 \pi t- \pi) \Rightarrow \omega = 20 \pi \rightarrow T= \frac{2 \pi }{ \omega } = 0,1s.
Vậy bước sóng là: \lambda = v.T =60* 0,1=6 cm
2. Bài toán về độ lệch pha giữa hai điểm trên phương truyền sóng
Cũng như ở dạng toán trên thì trước tiên các bạn cũng cần phải ôn lại những kiến thức lý thuyết liên quan, tham khảo phương pháp giải bài tập sau đây và làm bài tập để cũng cố thêm kiến thức để học hiểu quả hơn.
2.1 Phương pháp giải
Các bạn cần vận dụng những lý thuyết liên quan đến về độ lệch pha trong sóng cơ để giải quyết được bài toán.
Sau đây, là các đặc trưng quan trọng về độ lệch pha mà các bạn cần nắm rõ:
Độ lệch pha giữa hai điểm cách nhau một khoảng cách là d trên phương truyền sóng: \Delta \varphi=\frac{2\pi d }{\lambda }.
Sóng truyền từ M đến N theo chiều dương thì M sớm pha hơn N và ngược lại.
Trên cùng một phương truyền sóng khoảng cách giữa:
Hai điểm dao động cùng pha là: \Delta \varphi =k 2\pi \rightarrow d=k \lambda
Hai điểm dao động ngược pha: \Delta \varphi =(2k+ 1)\pi \rightarrow d=(k +0,5) \lambda
Hai điểm dao động vuông pha: \Delta \varphi =(2k+ 1)\frac{\pi }{2} \rightarrow d=(k +0,5) \frac{\lambda }{2}
2.2 Bài tập áp dụng
Để học hiệu quả thì hãy làm những câu hỏi bài tập liên quan dưới đây, các bạn cần phải tự làm trước tiên rồi hãy xem đáp án để kiểm tra lại chỗ nào còn chưa rõ thì hãy xem đáp án, học như vậy mới tiến bộ được nha.
Câu 1: Một nguồn phát sóng cơ dao động với phương trình: x=4cos(4 \pi t- \frac{\pi }{4}) cm. Biết dao động tại hai điểm gần nhau nhất trên cùng một phương truyền sóng cách nhau là 0,5 m và có độ lệch pha là \frac{\pi }{3}. Tính tốc độ truyền sóng bằng bao nhiêu ?
Hướng dẫn giải:
Theo đề bài ta có:
Hai điểm dao động gần nhau nhất cách nhau 0,5 m và có độ lệch pha là \frac{\pi }{3} \Rightarrow \frac{\pi }{3}= \frac{2\pi *0,5 }{\lambda } \rightarrow \lambda = 3m
Từ phương trình dao động: x=4cos(4 \pi t- \frac{\pi }{4}) \Rightarrow \omega =4\pi \rightarrow T= \frac{2 \pi }{\omega }= 0,5 m
Vậy vận tốc truyền sóng là: v= \frac{\lambda }{T}=\frac{3}{0,5} = 6 m/s
Câu 2: Một sóng cơ học lan truyền dọc theo trục Ox với biên độ không đổi. Phương trình sóng tại nguồn O là u=acos \omega t(cm). Điểm M cách xa nguồn O một khoản \frac{\lambda }{3} ở thời điểm \frac{T }{2} có li độ bằng bao nhiêu ?
Hướng dẫn giải:
Sóng truyền từ nguồn O đến M theo chiều dương nên M trễ pha so với O: \Delta \varphi =\frac{2\pi d}{\lambda }= \frac{2\pi }{3}
Phương trình dao động tại M có dạng: u_{M}= acos(\omega t- \frac{2\pi d}{\lambda }) \Leftrightarrow u= acos(\omega t- \frac{2\pi }{3})
Tại t= \frac{T}{2} \Rightarrow u_{M}=\frac{a}{2}
Vậy chọn đáp án D.
Câu 3: Một sóng cơ lan truyền trong một môi trường dọc theo trục Ox với phương trình u= cos( 20t- 4x) cm (x tính bằng m, t tính bằng giây). Vận tốc truyền sóng trong môi trường trên bằng bao nhiêu ?
Hướng dẫn giải:
Đối với bài này có rất nhiều cách giải nhưng sau đây sẽ là công thức tính nhanh cho bài toán này.
Từ phương trình trên u= cos( 20t- 4x) để tính được v thì ta dùng công thức v= \frac{hệ \: số \: của \: t}{hệ \: số \: của \: x}
Áp dụng: v=\frac{20}{4}=5 m/s. Do đơn vị của x tính bằng m nên v tính theo m.
Vậy chọn đáp án A.
Như vậy, bài viết về Các dạng bài tập sóng cơ và có lời giải của HocThatGioi đến đây đã hết. Qua bài viết này, hi vọng sẽ đem lại cho các bạn nhiều kiến thức bổ ích. Đừng quên Like và Share để giúp HocThatGioi ngày càng phát triển . Cuối cùng, cảm ơn tất cả các bạn đã theo dõi hết bài viết nhé!
Bài viết khác liên quan đến Lớp 12 – Vật Lý – Sóng cơ và sự truyền sóng cơ
