13
HOC360.NET - TÀI LIU HC TP MIN PHÍ Group: https://www.facebook.com/groups/tailieutieuhocvathcs/ CHỦ ĐỀ 1: HIỆN TƯỢNG SÓNG CƠ HỌC 2. BÀI TOÁN LIÊN QUAN ĐẾN PHƯƠNG TRÌNH SÓNG Phương pháp giải 1) Phương trình sóng Gissóng truyn tđiểm M đến điểm N cách nhau mt khong d trên cùng mt phương truyền sóng. Nếu phương trình dao động ti M: thì phương trình sóng tại N sDao động ti N trhơn dao động ti M là Khi M, N dao động cùng pha , ta tính được , v, T, f theo k. Khi M, N dao động ngược pha ta tính được , v, T, f theo k. Khi M, N dao động vuông pha ta tính được , v, T, f theo k. Để xác định giá trnguyên k ta phải căn cứ vào điều kin ràng buc: Ví d1: (ĐH-2009) Mt nguồn phát sóng cơ dao động theo phương trình Biết dao động tại hai điểm gn nhau nht trên cùng mt phương truyền sóng cách nhau 0,5m có độ lch pha là /3. Tốc độ truyn của sóng đó A. 1,0 m/s B. 2,0 m/s C. 1,5 m/s D. 6,0 m/s Hướng dn: Chọn đáp án D Hai điểm trên phương truyn sóng cách nhau mt khoảng d thì dao động lch pha nhau: Ví d2: (ĐH-2011) Mt sóng hình sin truyền theo phương Ox từ ngun O vi tn s20 Hz, có tốc độ truyn sóng nm trong khong t0,7 m/s đến 1 m/s. Gi A và B là hai điểm nm trên Ox, cùng mt phía so vi O và cách nhau 10 cm. Hai phn tmôi trường ti A và B luôn dao động ngược pha vi nhau. Tốc độ truyn sóng là A. 100 cm/s B. 80 cm/s. C. 85 cm/s. D. 90 cm/s. Hướng dn: Chọn đáp án B Thay vào điều kin ( ) cos M M u a t = + 2 cos . N N d u a t = +− 2 2 2 d d df d vT v v = = = = ( ) 2 k k Z = ( ) ( ) 2 1 k k Z = + (2 1) (k Z) 2 k = + 1 2 1 2 1 2 1 2 ; ; ; v v vT T T f f f ( )( ) 4 4 π/4 cm . u cos t = = ( ) 2 2 4 .0,5 hay 6 4 d df d v m v v v = = = = = ( ) ( ) ( ) 2 2 1 2 1 / . 2 1 d df k v m s v k = = = + = + ( ) 0,7m/s 1m/s 1,5 2,35 2 0,8 m/s v k k v = =

CHỦ ĐỀ 1: HIỆN TƯỢNG SÓNG CƠ HỌC - hoc360.net · có tốc độ truyền sóng nằm trong khoảng từ 0,7 m/s đến 1 m/s. Gọi A và B là hai điểm nằm trên

  • Upload
    others

  • View
    6

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: CHỦ ĐỀ 1: HIỆN TƯỢNG SÓNG CƠ HỌC - hoc360.net · có tốc độ truyền sóng nằm trong khoảng từ 0,7 m/s đến 1 m/s. Gọi A và B là hai điểm nằm trên

HOC360.NET - TÀI LIỆU HỌC TẬP MIỄN PHÍ

Group: https://www.facebook.com/groups/tailieutieuhocvathcs/

CHỦ ĐỀ 1: HIỆN TƯỢNG SÓNG CƠ HỌC

2. BÀI TOÁN LIÊN QUAN ĐẾN PHƯƠNG TRÌNH SÓNG

Phương pháp giải

1) Phương trình sóng

Giả sử sóng truyền từ điểm M đến điểm N cách nhau một khoảng d trên cùng một

phương truyền sóng. Nếu phương trình dao động tại M: thì

phương trình sóng tại N sẽ là

Dao động tại N trễ hơn dao động tại M là

Khi M, N dao động cùng pha , ta tính được , v, T, f theo k.

Khi M, N dao động ngược pha ta tính được , v, T, f theo k.

Khi M, N dao động vuông pha ta tính được , v, T, f theo k.

Để xác định giá trị nguyên k ta phải căn cứ vào điều kiện ràng buộc:

Ví dụ 1: (ĐH-2009) Một nguồn phát sóng cơ dao động theo phương trình

Biết dao động tại hai điểm gần nhau nhất trên cùng một

phương truyền sóng cách nhau 0,5m có độ lệch pha là /3. Tốc độ truyền của sóng đó

A. 1,0 m/s B. 2,0 m/s C. 1,5 m/s D. 6,0 m/s

Hướng dẫn: Chọn đáp án D

Hai điểm trên phương truyền sóng cách nhau một khoảng d thì dao động lệch pha

nhau:

Ví dụ 2: (ĐH-2011) Một sóng hình sin truyền theo phương Ox từ nguồn O với tần số 20 Hz,

có tốc độ truyền sóng nằm trong khoảng từ 0,7 m/s đến 1 m/s. Gọi A và B là hai điểm nằm trên

Ox, ở cùng một phía so với O và cách nhau 10 cm. Hai phần tử môi trường tại A và B luôn dao

động ngược pha với nhau. Tốc độ truyền sóng là

A. 100 cm/s B. 80 cm/s. C. 85 cm/s. D. 90 cm/s.

Hướng dẫn: Chọn đáp án B

Thay vào điều kiện

( )cosM Mu a t= +

2cos .N N

du a t

= + −

2 2 2d d df d

vT v v

= = = =

( )2k k Z =

( ) ( )2 1 k k Z = +

(2 1) (k Z)2

k

= +

1 2 1 2 1 2 1 2; ; ;v v v T T T f f f

( )( )4 4 π/4 cm .u cos t= =

( )2 2 4 .0,5

hay 64

d df dv m

v v v

= = = = =

( )( )

( )2 2 1

2 1 / .2 1

d dfk v m s

v k

= = = + =

+

( )0,7m/s 1m/s 1,5 2,35 2 0,8 m/sv k k v = =

Page 2: CHỦ ĐỀ 1: HIỆN TƯỢNG SÓNG CƠ HỌC - hoc360.net · có tốc độ truyền sóng nằm trong khoảng từ 0,7 m/s đến 1 m/s. Gọi A và B là hai điểm nằm trên

HOC360.NET - TÀI LIỆU HỌC TẬP MIỄN PHÍ

Group: https://www.facebook.com/groups/tailieutieuhocvathcs/

Ví dụ 3: Sóng cơ truyền trên một sợi dây đàn hồi rất dài với tốc độ là 4 m/s. Hai điểm trên

dây cách nhau 40 cm, người ta thấy chúng luôn luôn dao động vuông pha. Biết tần số f có giá

trị trong khoảng từ 8 Hz đến 13 Hz. Tính tần số.

A. 8,5 Hz B. 10 Hz C. 12 Hz D. 12,5 Hz

Hướng dẫn: Chọn đáp án

Thay vào điều kiện

Ví dụ 4: Một nguồn O phát sóng cơ dao động theo phương trình (trong

đó u tính bằng đơn vị mm, t tính bằng đơn vị s). Xét sóng truyền theo một đường thẳng từ O

đến điểm M (M cách O một khoảng 45 cm) với tốc độ không đổi 1m/s. Trong khoảng từ O đến

M có bao nhiêu điểm dao động cùng pha với dao động tại nguồn O?

A. 4 B. 3 C. 2 D. 5

Hướng dẫn: Chọn đáp án A

Thay vào điều kiện: có 4 giá trị

Ví dụ 5: Một nguồn O phát sóng cơ dao động theo phương trình (trong

đó u tính bằng đơn vị mm, t tính bằng đơn vị s). Xét trên một phương truyền sóng từ O đến

điểm M rồi đến điểm N với tốc độ 1 m/s. Biết và ON = 55cm. Trong đoạn MN

có bao nhiêu điểm dao động vuông pha với dao động tại nguồn O?

A. 10 B. 8 C. 9 D. 5

Hướng dẫn: Chọn đáp án C

Độ lệch pha của một điểm trên MN cách O một khoảng d là:

Điểm này dao động vuông pha với O thì

Thay vào điều kiện: OM d ON

10 5k + 2,5 55 1,5 k 10,5

( ) ( )2 2

2 1 5 2,5 .2

d dfk f k Hz

v

= = = + = +

13Hz 1,1 2,1 2 12,5 (Hz)v k k f = =

( )0 2 20 π/3u cos t= +

2 2 2 2 2 .1.2 0,1. ( )

20

d d df d vk d k k k m

vT v v

= = = = = = = =

0 0,45 m 0 4,5 1;2;3;4d k k =

( )0 2 20 π/3u cos t= +

OM 10 cm=

20

100 5

d d d

v

= = =

(2 1) 5 2,5( )2

k d k cm

= + = +

Page 3: CHỦ ĐỀ 1: HIỆN TƯỢNG SÓNG CƠ HỌC - hoc360.net · có tốc độ truyền sóng nằm trong khoảng từ 0,7 m/s đến 1 m/s. Gọi A và B là hai điểm nằm trên

HOC360.NET - TÀI LIỆU HỌC TẬP MIỄN PHÍ

Group: https://www.facebook.com/groups/tailieutieuhocvathcs/

k = 2,…,10: Có 9 giá trị nên có 9 điểm

Suy nghĩ: Nếu O, M, N không thẳng hàng thì làm thế

nào?

Chú ý:

Để tìm số điểm dao động cùng pha, ngược pha, vuông

pha với nguồn O trên đoạn MN (MN không đi qua O)

ta có thể làm theo các cách sau:

Cách 1:

Từ O kẻ đường thẳng vuông góc với MN cắt MN tại H.

Vẽ các đường tròn tâm O, bán kính bằng k (nếu dao

động cùng pha) hoặc bằng (nếu dao động ngược pha) hoặc bằng

(nếu dao động vuông pha) đồng thời bán kính phải lớn hơn hoặc bằng OH. Số điểm cần tìm

chính là số giao điểm của các đường tròn nói trên.

Cách 2: Ta chia MN thành hai đoạn MH và HN, tìm số điểm trên từng đoạn rồi cộng lại, dựa

vào điều kiện:

Ví dụ 6: Trên mặt thoáng của một chất long, một mũi nhọn O chạm vào mặt thoáng dao động

điều hòa với tần số f, tạo thành sóng trên mặt thoáng với bước sóng . Xét 2 phương truyền

sóng Ox và Oy vuông góc với nhau. Gọi A là điểm thuộc Ox cách O một đoạn 16 và B thuộc

Oy cách O là 12. Tính số điểm dao động cùng pha với nguồn O trên đoạn AB.

A. 8 B. 9 C. 10 D. 11

Hướng dẫn: Chọn đáp án C

Kẻ từ hệ thức tính được OH = 9,6

Cách 1:

Các điểm dao động cùng pha với O cách O một số nguyên

lần . Ta vẽ các vòng tròn tâm O bán kính một số nguyên

lần . Để các vòng tròn này cắt AB thì bán kính bắt đầu từ

10, 11, 12, 13, 14, 15, 16. Các đường tròn bán kính

10, 11, 12 cắt đoạn AB tại 2 điểm còn các đường tròn

bán kính 13, 14, 15 và 16 chỉ cắt đoạn AB tại 1 điểm.

Nên tổng số điểm dao động cùng pha với O trên AB là 3.2

+ 4 = 10 điểm Chọn C.

Cách 2:

Các điểm dao động cùng pha với O cách O một khoảng d = k.

+ Số điểm trên AH: 9,6 k 16 9,6 k 16 k = 10,…16: có 7 điểm.

+ Số điểm trên HB: 9,6 < k 12 9,6 < k 12 k = 10,…,12: có 3 điểm.

( )2 1 /2λk + ( )2 1 /4λk +

OH d OM

OH d ON

OH AB,⊥2 2 2

1 1 1

OH OA OB= =

Page 4: CHỦ ĐỀ 1: HIỆN TƯỢNG SÓNG CƠ HỌC - hoc360.net · có tốc độ truyền sóng nằm trong khoảng từ 0,7 m/s đến 1 m/s. Gọi A và B là hai điểm nằm trên

HOC360.NET - TÀI LIỆU HỌC TẬP MIỄN PHÍ

Group: https://www.facebook.com/groups/tailieutieuhocvathcs/

Tổng số điểm là 10.

Ví dụ 7: Sóng cơ lan truyền trên sợi dây, qua hai điểm M và N cách nhau 150 cm và M sớm

pha hơn N là /3 + k (k nguyên). Từ M đến N chỉ có 3 điểm vuông pha với M. Biết tần số f

= 10 Hz. Tính tốc độ truyền sóng trên dây.

A. 100 cm/s B. 800 cm/s C. 900 cm/s D. 80 m/s

Hướng dẫn: Chọn đáp án D

Vì chỉ có 3 điểm vuông pha với M nên:

Ví dụ 8: Sóng truyền với tốc độ 6 m/s từ điểm O đến điểm M nằm trên cùng một phương truyền

sóng cách nhau 3,4 m. Coi biên độ sóng không đổi. Viết phương trình sóng tại M, biết phương

trình sóng tại điểm O:

A. B.

C. D.

Hướng dẫn: Chọn đáp án B

Dao động tại M trễ pha hơn dao động tại O là :

Ví dụ 9: Tạo sóng ngang trên một dây đàn hồi Ox. Một điểm M cách nguồn phát sóng O một

khoảng d = 50 cm có phương trình dao động tốc độ truyền

sóng trên dây là 10 m/s. Phương trình dao động của nguồn O là

A. B.

C. D.

Hướng dẫn: Chọn đáp án B

Ví dụ 10: Sóng truyền với tốc độ 5 m/s giữa hai điểm O và M nằm trên cùng một

phương truyền sóng. Biết phương trình sóng tại O là và phương

5 7 hay

2 2

5 72,2 3,2 3

2 3 2k k k

+ =

2 2 20 .1503 900 ( / )

3

d dfv cm s

v v

= = = = + =

( )u 5cos 5 t π/6( ) cm .= +

( )Mu 5cos 5 t 17π/6 m( c .) = + ( )Mu 5cos 5 t 8π/( )3 cm .= −

( )Mu 5cos 5 t 4π/( )3 cm .= + ( )Mu 5cos 5 t 2π/( )3 cm .= −

2 2 5 .3,4 17

6 6

d d d

vT v

= = = = =

( )17 8

5cos 10 5cos 106 6 3

Mu t t cm

= + − = −

( ) ( ) 2cos0,5 –1/20 cm ,Mu t=

( ) ( )u 2cos0,5 – 0,1 cm ,t= ( ) 2cos0,5 c .mu t=

( ) ( ) 2sin0,5 – 0, c .1 mu t= ( ) ( ) 2sin0,5 1/20 cmu t= +

2 2 0,5 .0,5

10 40

d d d

vT v

= = = = =

( )2cos 2cos2 40 40 2

tu t cm

= − + =

( )u 5.cos 5 t π cm( /6)= −

Page 5: CHỦ ĐỀ 1: HIỆN TƯỢNG SÓNG CƠ HỌC - hoc360.net · có tốc độ truyền sóng nằm trong khoảng từ 0,7 m/s đến 1 m/s. Gọi A và B là hai điểm nằm trên

HOC360.NET - TÀI LIỆU HỌC TẬP MIỄN PHÍ

Group: https://www.facebook.com/groups/tailieutieuhocvathcs/

trình sóng tại điểm M là Xác định khoảng cách OM và cho biết

chiều truyền sóng.

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: Chọn đáp án B

Dao động tại M sớm hơn tại O là = /2 nên sóng truyền từ M đến O và

Ví dụ 11: Một sóng cơ học lan truyền dọc theo một đường thẳng với biên độ không

đổi, phương trình sóng tại nguồn O là u = Acos2t/T (cm). Một điểm M cách nguồn O bằng

7/6 bước sóng ở thời điểm t = 1,5T có li độ -3 (cm). Biên độ sóng A là

A. 6 (cm) B. 5 (cm) C. 4 (cm) D.

Hướng dẫn: Chọn đáp án A

Dao động tại M trễ pha hơn dao động tại O là :

Chú ý: Nếu bài toán yêu cầu tìm li độ tại điểm M ở thời điểm t0 nào đó thì ta phải

kiểm tra xem sóng đã truyền tới hay chưa. Nếu t0 < d/v thì sóng chưa đến nên uM = 0,

ngược lại thì sóng đã truyền đến và ta viết phương trình li độ rồi thay t = t0.

Ví dụ 12: Một nguồn sóng O trên mặt nước dao động với phương trình

(t đo bằng giây). Tốc độ truyền sóng trên mặt nước 10 cm/s, coi biên độ sóng truyền đi không đổi. Tại

các thời điểm t = 1,9s và t = 2,5s điểm M trên mặt nước cách nguồn 20 cm có li độ là bao nhiêu?

A. B. C. D.

Hướng dẫn: Chọn đáp án

Thời gian cần thiết sóng truyền từ O đến M:

* Khi t = 1,5 s thì sóng chưa truyền đến M nên uM = 0.

* Khi t = 2,5 s thì sóng đã truyền đến rồi, để tìm li độ ta viết phương trình sóng tại M:

Thay t = 2,5s ta tính ra:

Chú ý: Khi cho biết phương trình sóng

( )Mu 5.cos 5 t π/ m .( 3 c) = +

( )5 .

0,52 5

d dd m

v

= = =

( )3 3 cm

2 7

3

d = =

( )(1,5 )

2 7 2 7cos cos 1,5 3

3 3M M T

tu A u A T cm

T T

= − = − = −

( )6A cm =

( )0 5 2 π/4 m( c) u cos t= +

( )20

210

dt s

v = = =

( ) ( )5 2 2 π/4 ) .cm(Mu cos t= − +

( ) ( )5 2 2,5 2 π/4( ) cm2,5 2Mu cos = −= − +

2cosu a t x

=

Page 6: CHỦ ĐỀ 1: HIỆN TƯỢNG SÓNG CƠ HỌC - hoc360.net · có tốc độ truyền sóng nằm trong khoảng từ 0,7 m/s đến 1 m/s. Gọi A và B là hai điểm nằm trên

HOC360.NET - TÀI LIỆU HỌC TẬP MIỄN PHÍ

Group: https://www.facebook.com/groups/tailieutieuhocvathcs/

Ví dụ 13: (CĐ - 2008) Sóng cơ truyền trong một môi trường dọc theo trục Ox với phương trình

(x tính bằng mét, t tính bằng giây). Vận tốc truyền sóng này trong

môi trường trên bằng

A. 5 m/s B. 50 cm/s C. 40 cm/s D. 4 m/s

Hướng dẫn: Chọn đáp án A

Chú ý: Nếu phương trình dao động tại nguồn thì phương trình sóng tại M

cách O một khoảng x là

1) Vận tốc dao động của phần tử vật chất tại điểm M là đạo hàm của li độ theo t:

2) Hệ số góc của tiếp tuyến với đường sin tại điểm M là đạo hàm li độ theo x:

Ví dụ 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 0,5 (m). Coi biên độ sóng không đổi.

Biết phương trình sóng tại điểm O: u = 0,025cos(10t + /6) (m) (t đo bằng giây). Tính vận tốc

dao động của phần tử môi trường tại M ở điểm t = 0,05 (s). Tính hệ số góc tiếp tuyến tại điểm

M ở thời điểm t = 025 (s).

A. B. C. D.

Hướng dẫn: Chọn đáp án

Bước sóng

Phương trình sóng

* Vận tốc dao động , thay t = 0,05 (s)

* Hệ số góc của tiếp tuyến tại M: thay

.2

vT

= =

He äsoá cuûa tToác ñoä truyeàn soùng = .

He äsoá cuûa x

( ) ( )=u cos 20t – 4x cm

( )= + cosu A t

= + −

2cos .u A t x

= = − + −

2' sin

tv u A t x

= = + −

2 2tan ' sin

xu A t x

( )

= = =

22vT v m

( )

= + − = + −

22,5cos 10 2,5cos 10

6 6

xu t t x cm

( )

= = − + −

' 10.0,025sin 10 /6t

v u t x m s

( ) ( ) ( )

= = − + − =

1x 0,5 : 10.0,025sin 10.0,05 0,5 / /

6 8m v m s m s

( )

= = + −

tan ' 1.0,025sin 10 ,6x

u t x rad

Page 7: CHỦ ĐỀ 1: HIỆN TƯỢNG SÓNG CƠ HỌC - hoc360.net · có tốc độ truyền sóng nằm trong khoảng từ 0,7 m/s đến 1 m/s. Gọi A và B là hai điểm nằm trên

HOC360.NET - TÀI LIỆU HỌC TẬP MIỄN PHÍ

Group: https://www.facebook.com/groups/tailieutieuhocvathcs/

t = 0,05 (s) và x = 0,5 (m):

Ví dụ 15: Sóng ngang lan truyền dọc theo sợi dây đàn hồi căng ngang dọc theo trục Ox. Tốc

độ truyền sóng bằng 1 m/s. Điểm M trên sợi dây ở thời điểm t dao động theo phương trình

(t tính bằng s). Hệ số góc của tiếp tuyến tại M ở thời điểm

t = 0,005 (s) xấp xỉ bằng

A. +5,44. B. 1,57 C. 57,5 D.

Hướng dẫn: Chọn đáp án A

Bước sóng

Phương trình sóng

* Hệ số góc của tiếp tuyến tại M: thay

t = 0,05 (s) và

2) Li độ và vận tốc dao động tại các điểm ở các thời điểm

a) Li độ vận tốc tại cùng 1 điểm ở 2 thời điểm

Cách 1: Viết phương trình li độ về dạng và

Cách 2: Dùng vòng tròn lượng giác

* Xác định vị trí đầu trên vòng tròn (xác định ) và chọn mốc thời gian ở trạng thái này.

*Xác định pha dao động ở thời điểm tiếp theo

*Li độ và vận tốc dao động lúc này: và

Ví dụ 1: Một sóng cơ học được truyền theo phương Ox với biên độ không đổi 2 cm và tần số

góc (rad/s). Tại thời điểm t1 điểm M có li độ âm và đang chuyển động theo chiều dương với

tốc độ (cm/s) thì li độ tại điểm M sau thời điểm t1 một khoảng 1/6 (s) là

A. B. C. 2 cm D. 1 cm

− = + = −

3tan 1.0,025sin 10.0,025 0,5 6,47.106

( ) ( )= − 0,02 100 / 6 M

u cos t m

−5,44

( )

= = =

20,02vT v m

( )( )

= − = −

20,02cos 100 0,02cos 100 100

xu t t x m

( )( ) = = − tan ' 100 .0,02sin 100 100 ,x

u t x rad

( ) = 100 x / 6 :m

( )

= −

tan 100 .0,02sin 100 .0,005 5,446

rad

= u Acos t = = − v u’ Asin t.

= =

=

= = − =

1

1 1

1 1

' sin

0 :

0 :

0 :

0 :

li ñoädöôngu Acos t u

li ñoäaâm

ñang taêng

ñang giau A

ûm

t

v t v

1( ) 1 1cos ( ) cos ?t tu A t t A t t + = + = + =

1( ) 1 1sin ( ) sin ?t tv A t t A t t + = − + = − + =

t = +

u Acos= v Asin= −

2 cm.− 1 cm.−

Page 8: CHỦ ĐỀ 1: HIỆN TƯỢNG SÓNG CƠ HỌC - hoc360.net · có tốc độ truyền sóng nằm trong khoảng từ 0,7 m/s đến 1 m/s. Gọi A và B là hai điểm nằm trên

HOC360.NET - TÀI LIỆU HỌC TẬP MIỄN PHÍ

Group: https://www.facebook.com/groups/tailieutieuhocvathcs/

Hướng dẫn: Chọn đáp án B

Kinh nghiệm: Bài toán cho v1 thì nên làm theo cách 1.

Ví dụ 2: Một sóng cơ học được truyền theo phương Ox với biên độ không đổi. Phương trình

dao động tại nguồn O có dạng (t đo bằng giây). Tại thời điểm t1 li

độ của điểm O là mm và đang giảm. Tính vận tốc dao động tại điểm O sau thời điểm đó

một khoảng 3 (s).

A. B. C. D.

Hướng dẫn: Chọn đáp án B

Kinh nghiệm: Bài toán cho x1 và xu hướng đang tăng (v1 > 0) hoặc đang giảm (v1 <0) thì nên

làm theo cách 2.

Cách 1: Viết lại phương trình li độ vận tốc:

Cách 2: Chọn trạng thái tại thời điểm t1 là trạng thái ban đầu

= /6 Pha dao động ở thời điểm tiếp theo:

Vận tốc dao động lúc này:

Chú ý:

1) Hai thời điểm cùng pha thì

2) Hai thời điểm ngược pha thì

1 1

1

1

2cos 0 7

' 2 sin 6

u t ut

v u t

= = =

= = − =

( )1

1 11

6 7 /6

12cos 2cos 1

6 6t

u t t cm

+

= + = + = −

( )u 4. πt/6 π/ ) m( 2 mcos= +

2 3

/ 3 cm/s− / 3 cm/s− / 3 cm/s / 3 cm/s

( )4cos6

tu cm

= ( )' 4. sin /

6 6

tv u cm s

= = −

4cos 2 36

6 6' 4.sin 0

6

tu

t

tu

= =

= = −

( )( )( 3)

/6

3 24. sin sin π/ 3 cm/s

6 6 3 6 2t

t tv +

+ = − = − + = −

2.3

6 6 3t

= + = + =

( )2

sin .4sin /6 3 3

v A cm s

= − = − = −

2 1t t nT− = 2 1 2 1; u u v v= =

( )2 1 2 12

Tt t n− = + 2 1 2 1; u u v v= − = −

Page 9: CHỦ ĐỀ 1: HIỆN TƯỢNG SÓNG CƠ HỌC - hoc360.net · có tốc độ truyền sóng nằm trong khoảng từ 0,7 m/s đến 1 m/s. Gọi A và B là hai điểm nằm trên

HOC360.NET - TÀI LIỆU HỌC TẬP MIỄN PHÍ

Group: https://www.facebook.com/groups/tailieutieuhocvathcs/

3) Hai thời điểm vuông pha thì

Nếu n chẵn thì

Nếu n lẻ thì

Ví dụ 3: Một sóng cơ học được truyền theo phương Ox với biên độ không đổi. Phương trình

dao động tại nguồn O có dạng (t đo bằng giây). Tại thời điểm t1 li độ của

điểm O là 3 cm. Vận tốc dao động tại O sau thời điểm đó 1,5 (s) là

A. B. C. D.

Hướng dẫn: Chọn đáp án B

(n = 0 chẵn)

b) Li độ và vận tốc tại hai điểm

* Li độ ở cùng một thời điểm (giả sử sóng truyền M đến N và MN = d)

* Vận tốc dao động ở cùng một thời điểm

* Li độ và vận tốc dao động ở cùng 1 thời điểm

* Li độ và vận tốc dao động ở 2 thời điểm

Ví dụ 1: Sóng truyền đến điểm M rồi đến điểm N cách nó 15 cm. Biết biên độ sóng không đổi

cm và bước sóng 45 cm. Nếu tại thời điểm nào đó M có li độ 3 cm thì li độ tại N có thể là

( )2 1 2 14

Tt t n− = +

2 2 2

1 2

2 1 1 2;

u u A

v u v u

+ =

= =

2 1 1 2; =v u v u= −

2 1 1 2; =v u v u= −

( )u 6sin t/3 cm=

/ 3 cm/s.− cm/s.− cm/s. / 3 cm/s.

( ) ( ) ( )2 1

2 T TT 6 s 1,5 s t t 2.0 1

4 4

= = = − = +

( )2 1v u .3 cm / s3

= − = − = −

cos

2cos

M

N

u a t

du a t

=

= −

' sin

2' sin

M M

N N

v u a t

dv u a t

= = −

= = − −

cos

' sin

2cos

2' sin

M

M M

N

N N

u a t

v u a t

du a t

dv u a t

=

= = −

= −

= = − −

cos

' sin

2cos '

2' sin '

M

M M

N

N N

u a t

v u a t

du a t

dv u a t

=

= = −

= −

= = − −

2 3

Page 10: CHỦ ĐỀ 1: HIỆN TƯỢNG SÓNG CƠ HỌC - hoc360.net · có tốc độ truyền sóng nằm trong khoảng từ 0,7 m/s đến 1 m/s. Gọi A và B là hai điểm nằm trên

HOC360.NET - TÀI LIỆU HỌC TẬP MIỄN PHÍ

Group: https://www.facebook.com/groups/tailieutieuhocvathcs/

A. B. C. D.

Hướng dẫn: Chọn đáp án B

Ví dụ 2: Một nguồn sóng cơ tại A có phương trình Tốc độ truyền sóng 80

cm/s, tại thời điểm t li độ của sóng tại A là 3 cm và vận tốc dao động có độ lớn đang tăng, khi

đó một phần tử sóng tại B cách A là 2 cm có li độ

A. B. C. D.

Hướng dẫn: Chọn đáp án A

Dao động tại A sớm pha hơn dao động tại B là:

Ví dụ 3: Nguồn sóng ở O dao động với tần số 10 Hz, dao động truyền đi với vận tốc 0,4 m/s

trên phương Oy. Trên phương này có 2 điểm P và Q theo thứ tự đó PQ = 15 cm. Cho biên độ

A = 4 cm và biên độ không thay đổi khi sóng truyền. Nếu tại thời điểm nào đó P có li độ 3 cm

thì vận tốc dao động tại Q là A. B. C. D.

Hướng dẫn: Chọn đáp án A

Vì n = 7 là số lẻ nên

Ví dụ 4: Một sóng cơ học lan truyền theo phương x có bước sóng , tần số f và có biên độ là

A không đổi khi truyền đi. Sóng truyền qua điểm M rồi đến điểm N và hai điểm cách nhau

7/3. Vào một thời điểm nào đó vận tốc dao động của M là 2fA thì tốc độ dao động tại N là

A. πfA B. πfA/2 C. πfA/4 D. 2πfA

Hướng dẫn: Chọn đáp án A

3 cm− 2 3 cm− 2 3 cm 1 cm−

( ) ( )/3

2 3cos 332 2 .15 2

245 32 3cos 2 3 3

3

M

N

u t cm td

u t cm cm

= = =

= = =

= − = −

6 20 .u cos t cm=

3 3 cm 2 2 cm 2 3 cm− 3 2 cm−

2 2

2

d fd

v

= = =

( )

( )

3

0

/3

6cos20 203

6cos 20 3 32

A

A

u cm

A v

B

u t t

u t cm

=

= ⎯⎯⎯⎯→ =

= − =

60 cm/s+ 60 cm/s− 20 cm/s+ 20 cm/s−

( )2 2

7 2.7 1 .2 2

d fd

v

= = = + = +

( )60 /Q p

v u cm s= + = +

( )cos2 14

143 cos

3

M

N

u A td

u A t

=

= = = −

3' sin t 2

2

14 3 14' sin t sin

3 2 3 2

M M

N N

v u A fA A t

Av u A A fA

= = − = = =

= = − − = − − = − = −

Page 11: CHỦ ĐỀ 1: HIỆN TƯỢNG SÓNG CƠ HỌC - hoc360.net · có tốc độ truyền sóng nằm trong khoảng từ 0,7 m/s đến 1 m/s. Gọi A và B là hai điểm nằm trên

HOC360.NET - TÀI LIỆU HỌC TẬP MIỄN PHÍ

Group: https://www.facebook.com/groups/tailieutieuhocvathcs/

Ví dụ 5: Một sóng cơ lan truyền từ M đến N với bước sóng 8 cm, biên độ 4 cm, tần số 2 Hz,

khoảng cách MN = 2 cm. Tại thời điểm t phần tử vật chất tại M có li độ 2 cm và đang tăng thì

phần tử vật chất tại N có

A. li độ cm và đang giảm. B. li độ 2 cm và đang giảm.

C. li độ cm và đang tăng. D. li độ cm và đang tăng.

Hướng dẫn: Chọn đáp án D

Ví dụ 6: Một sóng cơ hình sin lan truyền với bước sóng 12 cm với tần số 10 Hz với biên độ 2

cm truyền đi không đổi, từ M đến N cách nhau 3 cm. Tại thời điểm t điểm M có li độ 1 cm và

đang giảm. Sau thời điểm đó 1/6 chu kỳ điểm N có tốc độ là

A. 20π cm/s B. cm/s C. 0 D. 10 cm/s

Hướng dẫn: Chọn đáp án A

3) Khoảng cách cực đại cực tiểu giữa hai điểm trên phương truyền sóng.

Đối với trường hợp sóng ngang thì khoảng cách giữa hai điểm MN:

với O1 và O2 lần lượt là vị

trí cân bằng của M và N.

2 3

2 3 2 3−

( )2 2 .2

2 4 / ; 8 2

df rad s

= = = =

cos t 2 cos t 0,5t

3' sin t 0

M

M M

u a

v u a

= = = = −

= = −

( )2

cos t 4cos 2 33 2

2' sin t sin 0

3 2

N

N N

du a cm

dv u a a

= − = − − = −

= = − − = − − −

10 3

( )2

; =2 20 /2

df rad s

= = =

2cos20 120

3' 40 sin20 0

M

M M

u tt

v u t

= = =

= = −

( )

2cos 20 '2

1' 40 sin 20 ' 40 sin 20 20 /

2 60 2

N

N N

u t

v u t t cm s

= −

= = − − = − + − = −

( ) ( )( ) ( )

( ) ( )

2 2

2 2 min 1 2

1 22 2

max 1 2 max

0l OOl OO u

l OO u

= +

= + = +

2 1;u u u = =

Page 12: CHỦ ĐỀ 1: HIỆN TƯỢNG SÓNG CƠ HỌC - hoc360.net · có tốc độ truyền sóng nằm trong khoảng từ 0,7 m/s đến 1 m/s. Gọi A và B là hai điểm nằm trên

HOC360.NET - TÀI LIỆU HỌC TẬP MIỄN PHÍ

Group: https://www.facebook.com/groups/tailieutieuhocvathcs/

Đối với trường hợp sóng dọc thì khoảng cách giữa hai điểm MN:

với

Ví dụ 1: M và N là hai điểm trên một mặt nước phẳng lặng cách nhau 1 khoảng 20 cm. Tại 1

điểm O trên đường thẳng MN và nằm ngoài đoạn MN, người ta đặt nguồn dao động theo

phương vuông góc với mặt nước với phương trình tạo ra sóng trên mặt nước

với bước sóng λ = 15 cm. Khoảng cách xa nhất và gần nhất giữa 2 phần tử môi trường tại M

và N khi có sóng truyền qua là bao nhiêu?

A. B. C. D.

Hướng dẫn: Chọn đáp án

Khoảng cách cực tiểu giữa M và N là:

Giả sử sóng truyền qua M rồi đến N thì dao động tại M sớm pha hơn dao động tại N:

Chọn lại gốc thời gian để phương trình dao động tại M là: thì phương trình

dao động tại N là:

Độ lệch li độ của hai phần tử tại M và tại N:

Khoảng cách xa nhất giữa hai phần tử tại M và N:

min 1 2 max

1 2

max 1 2 max

l OO ul OO u

l OO u

= − = +

= + 2 1

.u u u = =

( )5 ,u cos t cm=

( )min20l MN cm= =

2 8 / 3.MN = =

( )1u 5cos t cm=

2u 5cos t 8 / 3 cm.( )= −

( ) ( )2 1 maxu u u 5cos t 8 /3 5cos t 5 3cos t 5 /6 cm u 5 3 cm = − = − − = − =

( ) ( ) ( ) ( )22 2 2

max 1 2 max 20 5 3 5 19= + = + =l O O u cm

Page 13: CHỦ ĐỀ 1: HIỆN TƯỢNG SÓNG CƠ HỌC - hoc360.net · có tốc độ truyền sóng nằm trong khoảng từ 0,7 m/s đến 1 m/s. Gọi A và B là hai điểm nằm trên

HOC360.NET - TÀI LIỆU HỌC TẬP MIỄN PHÍ

Group: https://www.facebook.com/groups/tailieutieuhocvathcs/

Ví dụ 2: Sóng dọc lan truyền trong một môi trường với bước sóng 15 cm với biên độ không

đổi cm. Gọi M và N là hai điểm cung nằm trên một phương truyền sóng mà khi chưa

có sóng truyền đến lần lượt cách nguồn các khoảng 20 cm và 30 cm. Khoảng cách xa nhất và

gần nhất giữa 2 phần tử môi trường tại M và N khi có sóng truyền qua là bao nhiêu?

A. B. C. D.

Hướng dẫn: Chọn đáp án

Giả sử sóng truyền qua M rồi đến N thì dao động tại M sớm pha hơn dao động tại N:

Chọn lại gốc thời gian để phương trình dao động tại M là: cm thì phương

trình dao động tại N là: cm.

Độ lệch li độ của hai phần tử tại M và tại N:

Khoảng cách xa nhất và gần nhất giữa hai phần tử tại M và N:

5 3=A

2 4 / 3.MN = =

1 5 3cos= u t

2 5 3cos 4π/3( )= −u t

2 1 5 3 cos ( )4π/3 5 3 cos 15cos + 6)5π/( = − = − − = t t tu u u

max 15 cm. =u

( )

( )

max max

min max

10 15 25

10 15 5

= + = + =

= − = + =

l MN u cm

l MN u cm