Độ lệch pha, biên độ, li độ của một điểm sóng truyền qua. C2.P2.

TÓM TẮT LÝ THUYẾT

Related image

Hình 2.1: Hai sóng lệch pha 90o trong cùng 1 phương lan truyền, ảnh nguồn internet

Yêu cầu:

– Viết được phương trình sóng tại một điểm bất kỳ cách nguồn sóng 1 khoảng d.

– Tính ngược các thông số: A, ω, φ, d, λ khi cho một phương trình sóng tại 1 điểm.

– Xác định trạng thái dao động của điểm bất kỳ cách nguồn sóng 1 khoảng là d.

Nội dung:

Nguồn sóng O có phương trình (Tại O vật chất dao động với phương trình):

Tại M cách O một đoạn d dao động với phương trình:

Pha tại M chậm hơn pha tại O một lượng:  vì sóng truyền từ O tới M mất một khoảng thời gian .

Trên phương truyền trên 1 phương truyền sóng, điềm M nằm sau điểm O thì pha sẽ bé hơn và ngược lại nếu điểm M nằm trước điểm O so với nguồn sóng thì pha tại M sẽ lớn hơn. (Các em cần hiểu cho chính xác pha là: )

* BÀI TẬP MINH HỌA

Bài 1:

Một dây đàn hồi rất dài và được kéo căng. Gắn một đầu của nó với nguồn O dao động có biên độ 5 cm, chu kì T = 0,5 s theo phương vuông góc với phương sợi dây. Biết tốc độ truyền sóng trên dây là 40 cm/s. Tại thời điểm ban đầu nguồn gây dao động đang đi qua vị trí cân bằng theo chiều âm.

a. Tính khoảng cách từ đỉnh sóng thứ 3 đến đỉnh sóng thứ 9 kể từ tâm O.

b. Viết phương trình dao động tại nguồn với điều kiện ban đầu đã cho.

c. Viết phương trình dao động tại điểm M cách O khoảng 50 cm. Coi biên độ không đổi trong suốt quá trình lan truyền (điều kiện lý tưởng).

Lời giải:

a. Từ đỉnh sóng thứ 3 tới thứ 9 là 6 bước sóng. Theo bài ra có: λ = v.T = 40. 0,5 = 20 cm. Vậy khoảng cách d = 6.20 = 120 cm

b. Theo bài ra ta có biên độ sóng A = 5 cm, tần số góc: ω = 2π/T = 4.π (rad/s), thời điểm ban đầu tại nguồn O điểm đi xuống theo chiều âm nên pha ban đầu: φ = . Vậy phương trình sóng tại O là:

c. Phương trình dao động tại M cách O một khoảng d là:

            ĐS : a) d = 120cm ; b) uM = 5cos(4πt – 4,5π) (cm) → (Đây là loại bài đơn giản nhưng các em cần phân biệt rõ điểm nào dao động trước thì pha ban đầu sẽ lớn hơn)

Bài 2. Sóng có tần số 20 Hz truyền trên chất lỏng với tốc độ 200 cm/s, gây ra các dao động theo phương thẳng đứng của các phần tử chất lỏng. Hai điểm M và N thuộc mặt chất lỏng cùng phương truyền sóng cách nhau 22,5 cm. Biết điểm M gần nguồn sóng hơn. Tại thời điểm t điểm N hạ xuống thấp nhất.

a. Hỏi tại thời điểm đó điểm M đang có pha như nào (trạng thái chuyển động như nào)?

b. Hỏi sau đó thời gian ngắn nhất là bao nhiêu thì điểm M sẽ hạ xuống thấp nhất?

Lời giải:

a. λ = v/f = 200/20 = 10 cm;

theo bài ra: d = MN = 22,5 cm = 2.λ + λ/4

điểm M gần nguồn hơn, nên dao động trước, vị trí

điểm M và điểm N như trên hình vẽ.

→ điểm M tại thời điểm t: có ly độ x = 0 & di chuyển theo chiều dương.

b. Thời gian để điểm M chuyển động xuống điểm thấp nhất là 3/4T = ¾.1/f = 3/4/20 = 3/80 s

Đs: 3/80 s

Bài 3. Hai điểm M, N cùng nằm trên một phương truyền sóng cách nhau x = λ/3, sóng có biên độ A, chu kì T. Tại thời điểm t­1 = 0, có uM = +3cm và uN = -3cm. Ở thời điểm t2 liền sau đó có uM = +A, biết sóng truyền từ N đến M. Biên độ sóng A và thời điểm t2 là:

Lời giải:

 

Theo giả thuyết điểm N dao động nhanh pha hơn điểm M:  (tương ứng λ/3).

Cùng với giả thuyết hai điểm có cùng biên độ, điểm N sớm pha hơn M, vậy ta kết luận pha của hai điểm như hình vẽ.

Vậy điểm M có pha , như hình vẽ. Và biểu thức liên hệ giữa biên độ là:

Khoảng thời gian để ly độ điểm M đạt A sau thời điểm hiện tại: . Các em thấy chỉ thiếu góc 30o là đủ một chu kỳ.

                                                 Đs :  và

    Bài tập trắc nghiệm

  • (1)

    Một sợi dây đàn hồi nằm ngang có điểm đầu O dao động theo phương đứng với biên độ A = 5cm, T = 0,5 s. Vận tốc truyền sóng là 40 cm/s. Viết phương trình sóng tại M cách O: d=50 cm biết pha dao động của nguồn bằng 0?

  • (2)

    Một sóng cơ học lan truyền trên một phương truyền sóng với vận tốc 5 m/s. Phương trình sóng của điểm O trên phương truyền là: . Tìm phương trình sóng tại M nằm trước O và cách O một khoảng 50 cm là:

  • (3)

    Một nguồn dao động điều hoà với chu kỳ 0,04 s. Vận tốc truyền sóng bằng 200 cm/s. Hai điểm nằm trên cùng một phương truyền sóng và cách nhau 6 cm, thì có độ lệch pha:

    2,5p.

    0,5p.

    1,5p.

    3,5p.

  • (4)

    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, t là thời gian được tính bằng giây. Vận tốc truyền sóng là

    314 m/s

    334 m/s

    331 m/s

    100 m/s

  • (5)

    Trên một phương truyền sóng có hai điểm M và N cách nhau 80 cm. Sóng truyền theo chiều từ M đến N với bước sóng là 1,6 m. Coi biên độ của sóng không đổi trong quá trình truyền sóng. Biết phương trình sóng tại N là uN = 0,08 cos (t – 4) (m) thì phương trình sóng tại M là:

  • (6)

    Sóng truyền theo trục Ox với phương trình u = acos(4pt – 0,02px) (u và x tính bằng cm, t tính bằng giây). Tốc độ truyền của sóng này là

    300 cm/s

    50 cm/s

    200 cm/s

    100 cm/s

  • (7)

    Sóng cơ truyền trên một sợi dây đàn hồi rất dài. Phương trình sóng tại một điểm trên dây có dạng  (mm,s). Với x: đo bằng m, t: đo bằng giây. Tốc độ truyền sóng trên sợi dây có giá trị.

    30 mm/s

    60 cm/s

    60 m/s

    60 mm/s

  • (8)

    Cho phương trình sóng:  (m, s). Phương trình này biểu diễn:

    Sóng chạy theo chiều dương của trục x với vận tốc 10,5 (m/s)

    Sóng chạy theo chiều dương của trục x với vận tốc 17,5 (m/s)

    Sóng chạy theo chiều âm của trục x với vận tốc 15,5 (m/s)

    Sóng chạy theo chiều âm của trục x với vận tốc 17,5 (m/s)

  • (9)

    Trên một sợi dây dài vô hạn có một sóng cơ lan truyền theo phương Ox với phương trình sóng

    u = 2cos(10πt – πx) (cm) ( trong đó t tính bằng s; x tính bằng m). M, N là hai điểm nằm cùng phía so với O cách nhau 5 m, sóng truyền từ M đến N. Tại cùng một thời điểm khi phần tử M đi qua vị trí cân bằng theo chiều dương thì phần tử N

    đi qua vị trí cân bằng theo chiều dương.

    ở vị trí biên âm.

    ở vị trí biên dương.  

    đi qua vị trí cân bằng theo chiều âm.

  • (10)

    Một sóng ngang tần số 100 Hz truyền trên một sợi dây nằm ngang với vận tốc 60 m/s. M và N là hai điểm trên dây cách nhau 0,15 m và sóng truyền theo chiều từ M đến N. Chọn trục biểu diễn li độ cho các điểm có chiều dương hướng lên trên. Tại một thời điểm nào đó M có li độ âm và đang chuyển động đi xuống. Tại thời điểm đó N sẽ có li độ và chiều chuyển động tương ứng là

    Âm; đi lên.

    Dương; đi xuống.

    Âm; đi xuống.

    Dương; đi lên.

  • (11)

    Một sóng cơ học lan truyền trên mặt thoáng chất lỏng nằm ngang với tần số 10 Hz, tốc độ truyền sóng 1,2 m/s. Hai điểm M và N thuộc mặt thoáng, trên cùng một phương truyền sóng, cách nhau 26 cm (M nằm gần nguồn sóng hơn). Tại thời điểm t, điểm M hạ xuống thấp nhất. Khoảng thời gian ngắn nhất sau đó điểm N hạ xuống thấp nhất là

    1/120 s

    11/120 s

    1/60 s

    1/12 s

  • (12)

    Sóng truyền theo phương ngang trên một sợi dây dài với tần số 10Hz. Điểm M trên dây tại một thời điểm đang ở vị trí cao  nhất và tại thời điểm đó điểm N cách M 5cm đang đi qua vị trí có li độ bằng nửa giá trị biên độ và đi lên. Coi biên độ sóng không đổi khi  truyền. Biết khoảng cách MN nhỏ hơn bước sóng của sóng trên dây. Chọn đáp án đúng cho tốc độ truyền sóng và chiều truyền sóng.

    3m/s, truyền từ M đến N

    30cm/s, từ M đến N

    60cm/s, từ N đến M

    60cm/s, truyền từ M đến N

  • (13)

    Nguồn sóng ở O dao động với tần số 10 Hz , dao động truyền đi với vận tốc 0,4 m/s trên phương Ox. Trên phương này có 2 điểm P và Q theo chiều truyền sóng với PQ = 15 cm. Cho biên độ sóng a = 1 cm và biên độ không thay đổi khi sóng truyền. Nếu tại thời điểm nào đó P có li độ u = 0,5 cm và đang chuyển động theo chiều âm thì Q sẽ có li độ và chiều chuyển động tương ứng là:

     cm, theo chiều âm.

     cm, theo chiều dương.

     cm, theo chiều dương.

     cm, theo chiều âm.

  • (14)

    Một sóng cơ học lan truyền dọc theo một đường thẳng có phương trình sóng tại nguồn O là:  (m, s). Một điểm M cách nguồn O bằng 1/3  bước sóng ở thời điểm t = T/2 có ly độ uM 2 (cm). Biên độ sóng A là:

  • (15)

    Một sóng cơ lan truyền từ nguồn O, dọc theo trục Ox với biên độ sóng không đổi, chu kì sóng T và bước sóng λ. Biết rằng tại thời điểm t = 0, phần tử tại O qua vị trí cân bằng theo chiều dương và tại thời điểm t = 5T/6  phần tử tại điểm M cách O một đoạn d = λ/6 có li độ là -2 cm. Biên độ sóng là?

  • (16)

    Sóng truyền từ O đến M với vận tốc v = 40cm/s, phương trình sóng tại O là u = 4sint (cm). Biết lúc t thì li độ của phần tử M là 3cm, vậy lúc t + 6(s) li độ của M là

    2 cm

    3 cm

    -3 cm

    -2 cm

  • (17)

    Nguồn sóng ở O dao động với tần số 10Hz, dao động truyền đi với vận tốc 0,4m/s theo phương Oy; trên phương này có hai điểm lần lượt là P và Q với PQ = 15cm. Biên độ sóng bằng a = 1cm và không thay đổi khi lan truyền. Nếu tại thời điểm t nào đó P có li độ 1cm thì li độ tại Q là

    -1 cm

    1 cm

    0 cm

    2 cm

  • (18)

    Một sóng ngang có chu kì T = 0,2s truyền trong môi trường đàn hồi có tốc độ 1m/s. Xét trên phương truyền sóng Ox, vào một thời điểm nào đó một điểm M nằm tại đỉnh sóng thì ở sau M theo chiều truyền sóng, cách M một khoảng từ 42cm đến 60cm có điểm N đang từ vị tri cân bằng đi lên đỉnh sóng. Khoảng cách MN là:

    55 cm

    52 cm

    45 cm

    50 cm

  • (19)

    AB là một sợi dây đàn hồi căng thẳng nằm ngang, M là một điểm trên AB với AM=12,5cm. Cho A dao động điều hòa, biết A bắt đầu đi lên từ vị trí cân bằng. Sau khoảng thời gian bao lâu kể từ khi A bắt đầu dao động thì M lên đến điểm cao nhất. Biết bước sóng là 25cm và tần số sóng là 5Hz.

    0,15 s

    0,05 s

    0,19 s

    0,25 s

  • (20)

    Một sóng cơ được phát ra từ nguồn O và truyền dọc theo trục Ox với biên độ sóng không đổi khi đi qua hai điểm M và N cách nhau MN = 0,25l (l là bước sóng). Vào thời điểm t1 người ta thấy li độ dao động của điểm M và N lần lượt là uM = 4cm và uN = 4 cm. Biên độ của sóng có giá trị là

  • (21)

    Một nguồn O dao động với tần số f = 50 Hz tạo ra sóng trên mặt nước có biên độ 3cm (coi như không đổi khi sóng truyền đi). Biết khoảng cách giữa 7 gợn lồi liên tiếp là 9cm. Điểm M nằm trên mặt nước cách nguồn O đoạn bằng 5cm. Chọn t = 0 là lúc phần tử nước tại O đi qua vị trí cân bằng theo chiều dương. Tại thời điểm t1 li độ dao động tại M bằng 2cm. Li độ dao động tại M vào thời điểm t2 = (t1 + 2,01)s bằng bao nhiêu?

    -2 cm

    – 1,5 cm

    0 cm

    2 cm

  • (22)

    Hai điểm M, N cùng nằm trên một phương truyền sóng cách nhau l/3. Tại thời điểm t, khi li độ dao động tại M là uM = + 3 cm thì li độ dao động tại N là uN = – 3 cm. Biên độ sóng bằng :

  • (23)

    Nguồn sóng ở O dao động với tần số 10 Hz , dao động truyền đi với vận tốc 0,4 m/s trên phương Ox . Trên phương này có 2 điểm P và Q theo chiều truyền sóng với PQ = 15 cm. Cho biên độ sóng a = 1 cm và biên độ không thay đổi khi sóng truyền. Nếu tại thời điểm nào đó P có li độ 1 cm thì li độ tại Q là:

    0,5 cm

    -1 cm

    1 cm

    0 cm

  • (24)

    Một sóng cơ ngang truyền trên một sợi dây rất dài có phương trình ; trong đó u và x có đơn vị là cm, t có đơn vị là giây. Hãy xác định vận tốc dao động của một điểm trên dây có toạ độ x = 25 cm tại thời điểm t = 4 s.

  • (25)

    Một sóng cơ học lan truyền trên mặt nước với tốc độ 25cm/s. Phương trình sóng tại nguồn là

    u = 3cospt(cm). Vận tốc của phần tử vật chất tại điểm M cách O một khoảng 25cm tại thời điểm t = 2,5s là:

  • (26)

    Một sóng ngang có biểu thức truyền sóng trên phương x là: , trong đó x tính bằng mét (m), t tính bằng giây (s). Tỉ số giữa tốc độ truyền sóng và tốc độ cực đại của phần tử vật chất môi trường là:  

    3

    2.π

Để lại một bình luận

1 Bình luận on "Độ lệch pha, biên độ, li độ của một điểm sóng truyền qua. C2.P2."

avatar
Sắp xếp:   mới nhất | cũ nhất | bình chọn nhiều nhất
Nguyễn Hưng
Khách

Bài 2 lời giải có vẻ có lý, nhưng nếu xét sóng truyền từ trái qua phải thì tại thời điểm t điểm M đang ở VTCB và bắt đầu đi xuống vì MN = 2,25 lăm đa do đó t = T/4!!!!. Vậy nghịch lý ở đâu?

wpDiscuz
Bài liên quan
Sách và tư liệu
Trong Một Cuộc Tranh Biện Không Có Người Thắng Kẻ Bại
No img
Trong Một Cuộc Tranh Biện Không Có Người Thắng Kẻ BạiTrong Một bữa tiệc, ông khách ngồi bên tay mặt tôi ...
Phong trào công nhân
No img
PHONG TRÀO CÔNG NHÂNTheo những số liệu thông kê cuốĩ cùng thì sô lượng những người vô sản ồ Trung ...
LỜI KÊU GỌI
No img
LỜI KÊU GỌICách ra báo hằng tháng của chúng tôi nói lên rằng: Le Parừt ra mắt bạn đọc trong ...
Dòng điện xoay chiều_Tuyển tập đề thi ĐH – CĐ các năm_ Đáp án
Dòng điện xoay chiều_Tuyển tập đề thi ĐH – CĐ các năm_ Đáp án
Tổng hợp các câu hỏi và đáp án chương Dòng điện xoay chiều trong đề thi Đại học – Cao ...
Đáp án đề thi Môn Lý THPT 2015 – Bộ Giáo dục & Đào tạo
Đáp án đề thi Môn Lý THPT 2015 – Bộ Giáo dục & Đào tạo
Cần giải đáp các em hãy tham gia nhóm: Học Lý cùng Nhân Thành - nhanthanhcs1@gmail.com