một số bài tập sóng cơ và sóng âm vật lý 12

7/31/2019 mt s bi tp sng c v sng m vt l 12

1/19

Mt s dng bi tp sng c-sng m

I,C s l thuytvt l.

+,sng c l s lan truyn dao ng c trong mi trng vt cht theo thi gian

+,phn loi sng c: -sng dc: truyn c trong mi trng rn lng kh

-sng ngang ch truyn trong mi trng rn ( mt cht lng l mt trng hp c bit)

+,tc truyn sng : tc truyn pha dao ng ,truyn nng lng,ph thuc c tnh mitrng,vrn>vlng>vkh.

+, bc sng: l khong cch 2 im gn nht dao ng cng pha

L qung ng m sng i c trong 1 chu k

f

vvT

+,nng lng sng: khi sng truyn th n s truyn nng lng-khi sng truyn theo 1 ng thng th nng lng khng i => A cng khng i

-khi sng truyn trn mt phng th nng lng sng t l nghch vi khong cch.

1

2

2

1

R

R

E

E

-khi sng truyn trong khng gian th nng lng sng t l nghch vi bnh phng khongcch:


2/19

1

2

2

1

R

R

E

E

+, tng tcho bin sng :-khi truyn trn ng thng: A1=A2

-khi sng truyn trn mt phng :1

2

2

1

R

R

A

A

-khi sng truyn trong khng gian:1

2

2

1

R

R

A

A

+,khi quan st c n nh sng: S=(n-1)

Tnt ).1(

+ lch pha:

d2

-khi k2 =>d=K => 2 dao ng cng pha.

-khi ).2

1().12( kdk => 2 dao ng ngc pha

-khi2

).2

1(

2).12(

kdk => 2 dao ng vung pha

+giao thoa sng: cc bn nn thuc phng trnh sng 3 dng cng pha,ngc pha,vung pha

c thm sch gio khoa.

+qu tch cc im cc i cc tiu:-cng pha=> trung tm l cc i.

-ngc pha=> trung tm l cc tiu.

Cc phng php gii nhanh bi tp c bn:Dng 1: tm sim dao ng cc i ,cc tiu trn on AB.

Cch 1: p dng d2-d1= ?

V d2+d1=AB

p dng 0


3/19

Cch 2: cch nhanh hn:da vo tnh cht qu tch cc im cc i cc tiu

-A,B cng pha=>xC=2

k

XCT=42

k

-A,B ngc pha th x cc i cc tiu ngc li vi cng pha

V hnh => -AB/2K => vhnh xc nh


4/19

Dng 4: tm bin dao ng tng hp v pha ban u

+,Cng bin :trong sch gio khoa c dng ny da vo pt tng hp sng m thi.

+khc bin : a v tng hp dao ng

Tm A da vo nh l cosin

Cn tm pha dao ng ly hiu

Dng 5: tm sim dao ng vi bin Ao cho trc

+Cng bin : A=Ao

Giiphng trnh lng gic ri a v dng 1

Ch : n k ng trn lng gic mi lm c dng bi ny.+khc bin : da vo tng hp dao ng nh dng 4 khc bin .

Dng 6: tnh cht sng c:-hai ngun AB cng pha:uA=uB

-hai ngun AB ngc pha: uA=-uB

- hai ngun AB vung pha: Auu BA 22

Dng 7: bi ton qung ng thi gian trong sng c hc.

n k li 2 phng php trc thi gian v ng trn lng gic tm c t ,s

Ch cng thc:s

vt

Bi ton v sng dng:

)2

2cos(.

2sin.2

lt

dauM

Khi M l bng sng => bxkdd 4).12(12

Khi M l nt sng=> nxk

dd 2

12

Ch : khi M cch B m B li l nt =>

daAM

2sin.2


5/19

Khi M cch B m B li l bng =>

daAM

2cos.2

iu kin trn dy c sng dng l

+, hai u cnh2kl

K=bng=> nt=k+1 ( v hnh ra nhnhanh hn thuc cng thc nha)

+,mt u cnh 1 u t do:42

kl

K=bng=nt

Cc dng bi tp v sng m:

Kin thc c s:-sng m l s lan truyn cc dao ng m trong mi trng rn lng kh

-tai ngi ch c thnghe c cc m c tn s t16Hz n 20000Hz

f>20kHz=> siu m thanh

f h m

-sng m ch truyn c trong cc mi trng rn lng khkhng truyn c trong chnkhng

-sng m khng truyn c qua cc cht nh bng len xp

- tc truyn m gim theo th t: khlnr vvv

Ph thuc vo : mi trng truyn m, nhit , D ring mi trng.

-cc c trng sinh l ca m:

+c trng sinh l: cao , to, m sc.

+,c trng vt l: tn sv bin

Ch : +, to l mt c trng m ph thuc vo tn s m

+ to ph thuc vo tn s m v mc cng m

Cng m l nng lng c sng m truyn qua mt n v din tch t vunggc vi phng truyn sng trong 1 n v thi gian


6/19

)/(4 22 mWRP

S

PI

Chn m f=100Hz lm m chun ,Io=10-12 N/m2cng m chun.

Ta lun c : 2)(A

B

B

A

R

R

I

I

Mc cng m l i lng dng so snh to ca 1 m vi 1 m chunNhcng thc nhanh sau: 2)lg(.10lg.10

A

B

B

ABA

R

R

I

ILL

II, C s l thuyt ton hc v hypebol v ng dng vo gii bi ton vt l Kin thc c bn v hypelbol:

Phng trnh chnh tc: 12

2

2

2

b

y

a

x(ch ng c ln vi phng trnh elip du cng th kh

)

aMFMF 221

AB=2c

C2=a2+b2

Dng tm sim cc i cc tiu trn on bt k dng c phng php ny ngoi ta cn ccc bi ton giao nhau gia pt (H) vi cc ng thng cho trc trong cc bi tp s c.

II,Bi tpng dng

Bi tp hng dn khoa ly t thi th ln 1 ca anh Nguyn Vn Khnh v mt s bi trong kh ca khoa v bi tp ngoi.

Bi 1: Trn mt nc c 2 ngun sng ging ht nhau A v B cch nhau mt khong AB = 24cm. Cc sng c cng bc sng = 2,5 cm. Hai im M v N trn mt nc cng cch utrung im ca on AB mt on 16 cm v cng cch u 2 ngun sng v A v B. Simtrn on MN dao ng cng pha vi 2 ngun l

A. 7. B. 8. C. 6. D. 9.

A R = 4cm O B


7/19

Hng dn

Phng trnh sng ti M do sng ti A truyn n l:

uAM = 3cos(40t +6

- 1

2 d

)

Phng trnh sng ti M do sng ti B truyn n l:

uBM = 4cos(40t +2

3

- 22 d

)

Phng trnh sng tng qut tng hp ti M l:

uM = uAM + uBM = 3cos(40t +

6

- 12 d

) + 4cos(40t +2

3

- 22 d

)

Bin sng tng hp ti M l: (p dng cng thc dao ng iu ha)

A = 2 2 2 12 2 2

3 4 2.3.4. os( ( ))3 6

d dc

= 2 22 1

23 4 2.3.4. os( ( ))

2c d d

Bin sng tng hp ti M bng 5 khi: 2 12os( ( ))

2c d d

= 0

Khi : 2 12

( )2

d d

2 12 (

2

d d

) =

2k

Do : d2d1 = k2

;

M - 8 d2d1 8 - 8 k 2

8 - 8 k 8

Tng t ti hai im M v N hai u bn knh l im dao ng vi bin bng 5cm

Nn sim dao ng vi bin 5cm l: n = 17x22 = 32

Bi 2: mt nc c hai ngun sng c A v B cch nhau 15 cm, dao ng iu ha cng tns, cng pha theo phng vung gc vi mt nc. im M nm trn AB, cch trung im O l


8/19

1,5 cm, l im gn O nht lun dao ng vi bin cc i. Trn ng trn tm O, ngknh 20cm, nm mt nc c sim lun dao ng vi bin cc i l

A. 18. B. 16. C. 32. D. 17.

Hng dn

Sng ti M c bin cc i khi d2d1 = k

Ta c d1 = 15/2 + 1,5 = 9cm; d2 = 15/21,5 = 6cm

Khi d2d1 = 3.

Vi im M gn O nht chn k = 1. Khi ta c: = 3Sim dao ng vi bin cc i trn on AB l:

- S1S2 d2d1 S1S2

Hay -15 k 15 -5 k 5

Vy sim dao ng vi bin cc i trn ng trn tm O bn knh 20cm l

n = 10x22 = 18 cc i (y t A v B l hai cc i do ch c 8 ng cc i ct ngtrn ti 2 im, 2 cc i ti A v B tip xc vi ng trn)

Bi 3: Hai mi nhn S1, S2 cch nhau 9cm, gn u mt cu rung c tn sf = 100Hz c tcho chm nh vo mt mt cht lng. Vn tc truyn sng trn mt cht lng l v = 0,8 m/s. Gnh cho cn rung th 2 im S1,S2dao ng theo phng thng ng vi phng trnh dng: u =acos2ft. im M trn mt cht lng cch u v dao ng cng pha S1 , S2 gn S1S2 nht cphng trnh dao ng.

Hng dn


uM = 2acos(2 1d d

)cos(20t - 2 1

d d

)

d1

d2

A S1 O S2


9/19

Vi M cch u S1, S2 nn d1 = d2. Khi d2d1 = 0 cos(2 1d d

) = 1 A = 2a

M dao ng cng pha vi S1, S2 th: 2 1d d

= 2k

suy ra: 2 1 2d d k 1 2 2

d dk

v d1 = d2 = k

Gi x l khong cch tM n AB: d1 = d2 =

2

2

2

ABx

=k

Suy ra 2

2

2

ABx k

= 20,64 9k ; ( = v/f = 0,8 cm)

Biu thc trong cn c ngha khi 20,64 9k 0 k 3,75

Vi x 0 v khong cch l nh nht nn ta chn k = 4;

Khi 1 2 2 8d d

k

Vy phng trnh sng ti M l:

uM = 2acos(200t - 8) = uM = 2acos(200t)

Bi 4: Hai ngun sng kt hp trn mt nc cch nhau mt on S1S2= 9 pht ra dao ng

u=cos(t). Trn on S1S2, s im c bin cc i cng pha vi nhau v ngc pha vingun (khng k hai ngun) l:

A. 8. B. 9 C. 17. D. 16.

Hng dn


uM = 2cos(2 1d d

)cos(20t - 2 1

d d

)

S1 O x

d1


10/19

Vi d1 + d2 = S1S2= 9

Khi : Phng trnh sng tng qut tng hp ti M l:

uM = 2cos(2 1d d

)cos(20t - 9) = 2cos( 2 1

d d

)cos(20t - ) = -

2cos( 2 1d d

)cos(20t)

Vy sng ti M ngc pha vi ngun khi cos( 2 1d d

) = 1

2 1d d

= k2 d1 - d2 = 2k

Vi - S1S2 d1 - d2 S1S2 -9 2k 9 4,5 k 4,5

Suy ra k = 0; 1, 2; 3; 4. C 9 gi tr (c 9 cc i) Chn p n B

Bi 5 Trn mt nc c hai ngun kt hp S1, S2 cch nhau 6 2 cm dao ng theo phng trnhtau 20cos (mm). Bit tc truyn sng trn mt nc l 0,4 m/s v bin sng khng i

trong qu trnh truyn. im gn nht ngc pha vi cc ngun nm trn ng trung trc ca

S1S2 cch S1S2 mt on: A. 6 cm. B. 2 cm. C. 3 2 cmD. 18 cm.

Hng dn

Gi M l im dao ng ngc pha vi ngun

Phng trnh sng tng hp ti M l: uM = 2acos(2 1d d

)cos(20t - 2 1

d d

)

M dao ng ngc pha vi S1, S2 th: 2 1d d

= (2k + 1) suy ra: 2 1 2 1d d k

Vi d1 = d2 ta c: 2 1 2 12

d d k


11/19

Gi x l khong cch tM n AB: d1 = d2 =

2

2 1 2

2

S Sx

= 2 1

2k

Suy ra

2 2

1 2(2 1)2 2

S Sx k

= 24(2 1) 18k ; Vi = v/f = 4cm

Biu thc trong cn c ngha khi 24(2 1) 18k 0 k 0,56

Vi x 0 v khong cch l nh nht nn ta chn k = 1 suy ra x = 3 2 cm; Chn p nC

Bi 6: Trn mt nc c 2 ngun sng ging ht nhau A v B cch nhau mt khong AB =24cm. Cc sng c cng bc sng = 2,5 cm. Hai im M v N trn mt nc cng cch utrung im ca on AB mt on 16 cm v cng cch u 2 ngun sng v A v B. Simtrn on MN dao ng cng pha vi 2 ngun l: A. 7. B. 8.C. 6. D. 9.

Hng dn

Gi M l im dao ng cng pha vi ngun

Phng trnh sng tng hp ti M l: uM = 2acos(2 1d d

)cos(20t - 2 1

d d

)

M dao ng ngc pha vi S1 th: 2 1d d

= 2k suy ra: 2 1 2d d k

Vi d1 = d2 ta c: 2 1d d k ; Gi x l khong cch tM n AB: d1 = d2 =

2

2

2

ABx

= k

Suy ra 2

2

2

ABx k

= 26,25 144k ;

Vi 0 x 16 4,8 k 8 k = 5, 6, 7, 8.


12/19

Vy trn on MN c 2x4 = 8 imdao ng cng pha vi hai ngun Chnp n B

Bi 7: Ngun m ti O c cng sut khng i. Trn cng ng thng qua O c ba im A, B,C cng nm v mt pha ca O v theo th t xa c khong cch ti ngun tng dn. Mc cng

m ti B km mc cng m ti A l a (dB), mc cng m ti B hn mc cng m ti C l 3a (dB). Bit OA =

2

3OB. Tnh t s

OC

OA

A.81

16B.

9

4C.

27

8D.

32

27

Hng dn :

Cng thc lin hcng m v cng sut ngun pht :2

PI

4d

Ta cn tnh : C

A

dOC

OA d

- Mc cng m ti B km mc cng m ti A l a (dB)

a

A B A A 10A B

0 0 B B

I I I IaL L a 10lg 10lg a lg 10

I I I 10 I . (1)

- Mc cng m ti B hn mc cng m ti C l 3a (dB)

3a

CB B B 10B C

0 0 C C

II I I3aL L 3a 10lg 10lg 3a lg 10

I I I 10 I . (2)

- Theo gi thit : B

A

d2 3OA OB

3 d 2 .

- T(1)

2a a a

A B10 10 10

B A

I d 9: 10 10 10

I d 4

.


13/19


14/19

d1+ d2 = AB = 20 cm

d1 = 10 +1,5k

0 d1= 10 +1,5k 20

- 6 k 6 Trn ng trn c 26 im dao ng vi bin cc i

im gn ng thng AB nht ng vi k = 6. im M thuc cc i th 6

d1d2 = 6 = 18 cm; d2 = d118 = 2018 = 2cm

Xt tam gic AMB; h MH = h vung gc vi AB. t HB = x

h2 = d12AH2 = 202(20x)2

h2 = d22BH2 = 22x2

202(20x)2 = 22x2 x = 0,1 cm = 1mm

h = mmxd 97,193991202222 . Chn p n C

Cch khc:

v3

fcm ; AM = AB = 20cm

AM - BM = kBM = 20 - 3k

AB ABk 6,7

kmax = 6BMmin = 2cm

AMB cn: AM = AB = 200mm; BM = 20mm.

Khong cch tM n AB l ng cao MH ca AMB:

h = p p a p b p c a b c2 ; p 21cm

a 2

2 21.1.1.19h 1,997cm 19,97mm

20

Bi 10: Ti mt im trn mt phng cht lng c mt ngun dao ng to ra sng n nh trnmt cht lng. Coi mi trng tuyt i n hi. M v N l 2 im trn mt cht lng, cchngun ln lt l R1 v R2. Bit bin dao ng ca phn t ti M gp 4 ln ti N. T s

2

1

R

Rbng

A. 1/4 B. 1/16 C. 1/2 D. 1/8

Hng dn:


15/19

Nng lng sng c t l vi bnh phng bin , ti mt im trn mt phng cht lng c mtngun

dao ng to ra sng n nh trn mt cht lng th nng lng sng truyn i sc phn bu cho ng trn (tm ti ngun sng) Cng sut t ngun truyn n cho 1 n

v di vng trn tm O bn knh R l R

E

2

0

Suy ra1

2

0

0

2

2

2

2

R

R

R

R

R

E

R

E

A

A

E

E

M

N

N

M

N

M

N

M

Vy16

1164

2

12

2

2

1

2 R

R

A

A

R

R

N

M

Bi 11: Cng sut m thanh cc i ca mt my nghe nhc gia nh l 10W. Cho rng c truyntrn khong cch 1m, nng lng m b gim 5% so vi ln u do s hp th ca mi trngtruyn m. Bit

I0 = 10-12W/m2. Nu mto ht cth mc cng m khong cch 6m l:

A. 102 dB B. 107 dB C. 98 dB D. 89 dB

Hng dn:

Cng m pht i t ngun im c xc nh l:2d4

P

S

PI

Nng lng m gim nn cng sut gim theo quan h: P = E/t, c 1m th gim 5% hay

6066

0

6

0

1

0

10 95,0.PP95,0E

E95,0

E

E05,0

E

EE

Vy mc cng m ti v tr cch ngun m 6m l:

dB102I.d4

95,0.Plog10L

02

6

0

Bi 12:Mt si dy n hi cng ngang, ang c sng dng n nh. Trn dy, A l mt im

nt, B l im bng gn A nht vi AB = 18 cm, M l mt im trn dy cch B mt khong 12cm. Bit rng trong mt chu k sng, khong thi gian m ln vn tc dao ng ca phn tB nhhn vn tc cc i ca phn t M l 0,1s. Tc truyn sng trn dy l:

A. 3,2 m/s. B. 5,6 m/s. C. 4,8 m/s. D. 2,4 m/s.

Hng dn:

B MA


16/19

+ A l nt; B l im bng gn A nht Khong cch:

AB =4

= 18cm, = 4.18 = 72cm

+ Bin sng dng ti mt im M bt k trn dy:2

2 | sin |MMd

A a

(Vi dM l khong cch tB n M; a l bin ca sng ti v sng phn x)

Vi dM = MB = 12cm =6

2 .122 | sin |

72MA a

= 2a. sin

3

= 2a.

3

2= a 3

+. Tc cc i ti M: vMmax = AM. = a 3

+. Tc ca phn t ti B (bng sng) khi c li xB = AM l: vB = xB = a 3 = vMmax

* Phn t ti bng sng: Cng ra bin tc cng gim Thi gian m ln vn tc dao ngca phn t B nhhn vn tc cc i ca phn t M (ng vi lc phn t ca bng sng qua vtr c li M ra bin v trv M)

+ Cos =3

2

a

a=

3

2 =

6

+ Trong 1 chu k: Thi gian m ln vn tc dao ng ca phn t Bnhhn vn tc cc i ca phn t M l

4t

= 4.

.

6.2

T

= 3

T

= 0,1s

T = 3.0,1 = 0,3s

* Tc truyn sng c: v =T

=

72

0,3= 240 cm/s = 2,4m/s

* Lu : M trong on AB hay M ngoi on AB u ng.

p n D.

Bi 13 ( ca 1 bn hi khoa v ca anh Nguyn Vn Khnh) :Hai im M, N cng nm trn mt phng truyn sng cch nhau x = /3, sng c bin A,chu k T. Ti thi im t1 = 0, c uM = +3cm v uN = -3cm. thi im t2 lin sau c uM = +A,bit sng truyn tN n M. Bin sng A v thi im t2 l

A. cm32 v12

11T B. cm23 v

12

11TC. cm32 v

12

22TD.

cm23 v12

22T

Hng dn:

3a

M0


17/19

Ta c lch pha gia M v N l:

3

22

x

6

,

T hnh v, ta c thxc nh bin

sng l: A = 32cos

Mu (cm)

thi im t1, li ca im M l :

uM = +3cm, ang gim. n thi im t2lin sau , li ti M l : uM = +A.

Ta c

/

12

ttt vi

T

2;

6

112/

1211

2.

61112 TTttt

Vy: 121112 Tttt

Bi 14 : sng (A, B cng pha so vi S v AB = 100m). im M l trung im AB v cch S 70m c mc cng m 40dB. Bit vn tc m trong khng kh l 340m/s v cho rng mitrng khng hp thm (cng m chun Io = 10

-12W/m2). Nng lng ca sng m trongkhng gian gii hn bi hai mt cu tm S qua A v B l

A. J9,207 B. 207,9 mJ C. 20,7mJ D. 2,07J

Hng dn:

Sng truyn trong khng gian. Nng lng sng t l nghch vi bnh phng khong cch.Nng lng sng bng g? y cho mc cng m ti im M l trung im AB, nghal sxc nh c cng m ti M. Cn csuy ra cng m ti A v B. Cng m tiA v B t l nghch vi bnh phng khong cch n v l W/m 2 Nng lng sng ti ccmt cu tm (S, SA) v (S, SB). Ly hiu th c nng lng trong vng gii hn.

Theo gi thit:

2

2

ABrr

ABrr

MB

MA

. Cng m ti 1 im l nng lng i qua mt n v din

tch tnh

trong 1 n v thi gian. T gi thit suy ra cng sut ngun S l P= 24. MM rI

Nng lng trong hnh cu tm (S, SA) v (S, SB) l: :

Jrrv

rI

v

rP

v

rP AB

MMBA

9,207)100(340

75.4.10)(

4.WWW.W;.W

282

ABBA

M

M2

M1

u(cm)

N

A

3

-3

-A


18/19

Bi 15: Sng dng xut hin trn dy vi tn s f = 5 Hz. Gi th tcc im thuc dy ln lt

l O, M, N, P sao cho O l im nt sng, P l im bng sng nm gn O nht( M, N thuc

on OP). Khong thi gian gia 2 ln lin tip gi trli ca im P bng bin dao ng

ca im M v N ln lt l 1/20 s v 1/15 s. Bit khong cch gia 2 im M, N l 0,2cm. Bc

sng ca si dy l:A 3 B 4,8 C.1,2 D.4,8

Hng dn:

+ Thi gia i tli c ln bng bin ti M(tm gi lido M) l 1/20 ==> Thi gian i t

lido M v VTCB ht

+ L lun Tng t ta c N cch nt

Admin t khoa hc v t nhin: Duy Khoa

Blog:http://blog.yahoo.com/onthidh

Gmail:[email protected]

Yahoo: duykhoa144

Sin thoi: 01273705117

Chc cc bn hc tp tht tt.
http://blog.yahoo.com/onthidhhttp://blog.yahoo.com/onthidhhttp://blog.yahoo.com/onthidhmailto:[email protected]:[email protected]:[email protected]:[email protected]://blog.yahoo.com/onthidh


19/19

một số bài tập sóng cơ và sóng âm vật lý 12

Documents

Transcript of một số bài tập sóng cơ và sóng âm vật lý 12