Định nghĩa, phân một số loại và các đặc trưng của sóng cơ. Phương trình sóng cơ phụ thuộc vào vào thời gian và không khí được trình bày rất bỏ ra tiết.

Bạn đang xem: Sóng cơ lan truyền phần tử vật chất


SÓNG CƠ VÀ SỰ TRUYỀN SÓNG CƠ

A.LÝ THUYẾT

1.Sóng cơ- Định nghĩa- phân loại

+ Sóng cơ là đông đảo dao động lan truyền trong môi trường xung quanh .

 + lúc sóng cơ truyền đi chỉ bao gồm pha xấp xỉ của các thành phần vật chất lan truyền còn các thành phần vật hóa học thì giao động xung quanh vị trí thăng bằng cố định.

 + Sóng ngang là sóng trong các số ấy các thành phần của môi trường dao hễ theo phương vuông góc cùng với phương truyền sóng. Ví dụ: sóng cùng bề mặt nước, sóng trên sợi dây cao su.

 + Sóng dọc là sóng trong số ấy các phần tử của môi trường thiên nhiên dao rượu cồn theo phương trùng với phương truyền sóng.

Ví dụ: sóng âm, sóng trên một lò xo.

 2.Các đặc thù của một sóng hình sin

  + Biên độ của sóng A: là biên độ xấp xỉ của một trong những phần tử của môi trường xung quanh có sóng truyền qua.

 + Chu kỳ sóng T: là chu kỳ giao động của một phần tử của môi trường thiên nhiên sóng truyền qua.

 + Tần số f: là đại lượng nghịch đảo của chu kỳ sóng : f = (frac1T)

 + Tốc độ truyền sóng v : là tốc độ viral dao cồn trong môi trường. Phụ thuộc thực chất môi trường ((v_R> v_L> v_K)) và nhiệt độ (nhiệt độ của môi trường thiên nhiên tăng thì tốc độ lan truyền càng nhanh)

 + Bước sóng λ: là quảng đường nhưng mà sóng truyền được vào một chu kỳ. λ = vT = (fracvf).

 +Bước sóng  λ cũng là khoảng cách giữa nhị điểm ngay sát nhau tuyệt nhất trên phương truyền sóng dao động cùng pha.

 +Khoảng bí quyết giữa hai điểm gần nhau độc nhất vô nhị trên phương truyền sóng mà xấp xỉ ngược pha là (fraclambda 2).

 +Khoảng bí quyết giữa nhị điểm ngay sát nhau nhất trên phương truyền sóng mà xê dịch vuông trộn là (fraclambda 4) .

 +Khoảng phương pháp giữa hai điểm bất kỳ trên phương truyền sóng mà giao động cùng trộn là: kλ.


 +Khoảng cách giữa nhì điểm bất kỳ trên phương truyền sóng mà giao động ngược pha là: (2k+1)(fraclambda 2).

 +Lưu ý: thân n đỉnh (ngọn) sóng bao gồm (n - 1) cách sóng.

*

3. Phương trình sóng:

a.Tại mối cung cấp O: uO =Aocos(ωt)

b.Tại M trên phương truyền sóng:

uM=AMcosω(t- ∆t)

*

Nếu bỏ qua mất mất mát năng lượng trong quá trình truyền sóng thì biên độ sóng trên O với M bởi nhau: Ao = AM = A.

Thì: uM =Acosω(t - (fracxv)) =Acos 2π((fractT-fracxlambda )) với t ≥ x/v

c.Tổng quát: Tại điểm O: uO = Acos(ωt + φ).

*

 d.Tại điểm M phương pháp O một quãng x trên phương truyền sóng.

* Sóng truyền theo hướng dương của trục Ox thì:

 uM = AMcos(ωt + φ - (omega fracxv) ) = AMcos(ωt + φ- (2pi fracxlambda )) t ≥ x/v

* Sóng truyền theo hướng âm của trục Ox thì:

 uM = AMcos(ωt + φ + (omega fracxv)) = AMcos(ωt +φ+ (2pi fracxlambda ))

-Tại một điểm M xác minh trong môi trường sóng: x =const; uM là hàm cân bằng theo t với chu kỳ T.

-Tại một thời điểm khẳng định t= const ; uM là hàm đổi mới thiên điều hòa theo không khí x với chu kỳ luân hồi λ.


 e. Độ lệch sóng giữa nhì điểm biện pháp nguồn một khoảng tầm xM, xN: (Delta varphi _MN=omega fracx_N-x_Mv=2pi fracx_N-x_Mlambda ) 

+Nếu 2 điểm M với N xê dịch cùng trộn thì:

(Delta varphi _MN=2kpi Leftrightarrow 2pi fracx_N-x_Mlambda =2kpi Leftrightarrow x_N-x_M=klambda (kin Z))

+Nếu 2 điểm M với N xê dịch ngược trộn thì:

(Delta varphi _MN=(2k+1)pi Leftrightarrow 2pi fracx_N-x_Mlambda =(2k+1)pi)(Leftrightarrow x_N-x_M=(2k+1)fraclambda 2 (kin Z))

+Nếu 2 điểm M và N xấp xỉ vuông pha thì:

(Delta varphi _MN=(2k+1)fracpi 2 Leftrightarrow 2pi fracx_N-x_Mlambda =(2k+1)fracpi 2)(Leftrightarrow x_N-x_M=(2k+1)fraclambda 4 (kin Z))

-Nếu 2 điểm M và N nằm ở một phương truyền sóng và phương pháp nhau một khoảng x thì:

(Delta varphi =omega fracxv=2pi fracxlambda )

 (Nếu 2 điểm M cùng N trên phương truyền sóng và cách nhau một khoảng tầm d thì : (Delta varphi =frac2pi dlambda ) )


 - Vậy 2 điểm M và N trên phương truyền sóng sẽ:

+ giao động cùng pha khi: d = kλ

+ xấp xỉ ngược pha khi: d = (2k + 1)(fraclambda 2)

+ xê dịch vuông pha khi: d = (2k + 1)(fraclambda 4)

với k = 0, ±1, ±2 ...

giữ ý: Đơn vị của x, x1, x2,d, l với v phải tương xứng với nhau.

*

f. Trong hiện tượng lạ truyền sóng trên sợi dây, dây được kích thích xấp xỉ bởi nam châm hút điện với tần số chiếc điện là f thì tần số giao động của dây là 2f.

 

B. VÍ DỤ

Ví dụ 1:  Một người ngồi ở bờ biển cả trông thấy gồm 10 ngọn sóng qua phương diện trong 36 giây, khoảng cách giữa nhị ngọn sóng là 10m.. Tính tần số sóng biển.và vận tốc truyền sóng biển.

A. 0,25Hz; 2,5m/s B. 4Hz; 25m/s C. 25Hz; 2,5m/s D. 4Hz; 25cm/s 

Hướng dẫn giải:  Xét tại một điểm có 10 ngọn sóng truyền qua ứng cùng với 9 chu kì. T= (frac369) = 4s. Khẳng định tần số dao động. (f=frac1T=frac14=0,25Hz) .Vận tốc truyền sóng:(lambda =vTRightarrow v=fraclambda T=frac104=2,5(m/s)) .


Đáp án A

Ví dụ 2:   Một sóng cơ truyền trên một sợi dây bọn hồi siêu dài. Phương trình sóng tại một điểm trên dây: u = 4cos(20π t - (fracpi x3) )(mm).Với x: đo bằng met, t: đo bởi giây. Tốc độ truyền sóng trên tua dây có mức giá trị.

A. 60mm/s B. 60 cm/s C. 60 m/s D. 30mm/s

Hướng dẫn giải:  Ta có= (fracpi x3) (=frac2pi xlambda ) => λ = 6 m => v = λ.f = 60 m/s (chú ý: x đo bằng met). 

Đáp án C

Ví dụ 3: Một sóng cơ học truyền theo phương Ox cùng với biên độ coi như không đổi. Trên O, xấp xỉ có dạng u = acosωt (cm). Tại thời khắc M giải pháp xa tâm xấp xỉ O là (frac13)  bước sóng ở thời điểm bằng 0,5 chu kì thì ly độ sóng có mức giá trị là 5 cm?. Phương trình dao động ở M thỏa mãn hệ thức làm sao sau đây:

A. (u_M=acos(omega t-frac2lambda 3)cm) B. (u_M=acos(omega t-fracpi lambda 3)cm)

C. (u_M=acos(omega t-frac2pi 3)cm)  D. (u_M=acos(omega t-fracpi 3)cm)  


Chọn C

Hướng dẫn giải :  Sóng truyền tự O mang lại M mất một thời hạn là :t = (fracdv=fraclambda 3v) Phương trình xê dịch ở M gồm dạng:(u_M=acosomega (t-frac1.lambda v.3)) .Với v =λ/T .Suy ra : Ta có: (fracomega v=frac2pi T.fraclambda T=frac2pi lambda ) Vậy (u_M=acos(omega t-frac2pi .lambda lambda .3)) Hay : (u_M=acos(omega t-frac2pi 3)cm)

C. BÀI TẬP TỰ LUYỆN

 Bài : Một người quan sát một dòng phao trên mặt hải dương thấy đồn đại nhấp nhô tăng lên giảm xuống tại chỗ 16 lần vào 30 giây và khoảng cách giữa 5 đỉnh sóng liên tiếp nhau bởi 24m. Vận tốc truyền sóng bên trên mặt đại dương là

A. v = 4,5m/s B. v = 12m/s. C. v = 3m/s D. v = 2,25 m/s

Bài 2: Một sóng cơ truyền dọc theo trục Ox gồm phương trình là (u=5cos(6pi t-pi x)) (cm), với t đo bởi s, x đo bằng m. Vận tốc truyền sóng này là

A. 3 m/s. B. 60 m/s. C. 6 m/s. D. 30 m/s.


Bài 3:  Một sợi dây lũ hồi ở ngang tất cả điểm đầu O giao động theo phương đứng cùng với biên độ A=5cm, T=0,5s. Vận tốc truyền sóng là 40cm/s. Viết phương trình sóng tại M bí quyết O d=50 cm.

A. (u_M=5cos(4pi t-5pi )(cm)) B. (u_M=5cos(4pi t-2,5pi )(cm))

C. (u_M=5cos(4pi t-pi )(cm)) D. (u_M=5cos(4pi t- 25pi )(cm))

Bài 4:  Trên một sợi dây khá dài vô hạn bao gồm một sóng cơ viral theo phương Ox cùng với phương trình sóng u = 2cos(10πt - πx) (cm) ( trong số ấy t tính bằng s; x tính bằng m). M, N là hai điểm nằm thuộc phía đối với O phương pháp nhau 5 m. Trên cùng một thời điểm khi thành phần M trải qua vị trí cân đối theo chiều dương thì thành phần N

A. trải qua vị trí thăng bằng theo chiều dương. B. đi qua vị trí cân bằng theo chiều âm.

C. ở trong phần biên dương. D. ở phần biên âm.

Bài 5: đến phương trình sóng: (u=asin(0,4pi x+7pi t+fracpi 3)) (m, s). Phương trình này biểu diễn:


A. Sóng đuổi theo chiều âm của trục x với tốc độ (m/s)

B. Sóng chạy theo chiều dương của trục x với tốc độ (m/s)

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

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

Bài 6: Một sóng ngang truyền trên gai dây bọn hồi khôn cùng dài cùng với tần số 500Hz. Tín đồ ta thấy nhị điểm A,B trên tua dây cách nhau 200cm giao động cùng pha cùng trên đoạn dây AB gồm hai điểm khác xấp xỉ ngược pha với A. Vận tốc truyền sóng trên dây lả:

A. 500cm/s B. 1000m/s C. 500m/s D. 250cm/s

Bài 7: Một dao động viral trong môi trường tiếp tục từ điểm M tới điểm N cách M một đoạn 7λ/3(cm). Sóng truyền với biên độ A không đổi. Biết phương trình sóng trên M bao gồm dạng uM = 3cos2πt (uM tính bằng cm, t tính bởi giây). Vào thời khắc t1 vận tốc dao đụng của thành phần M là 6π(cm/s) thì vận tốc dao động của thành phần N là A. 3π (cm/s). B. 0,5π (cm/s). C. 4π(cm/s). D. 6π(cm/s).


Bài 8:  Một sóng cơ lan truyền trên sợi dây với chu kì T, biên độ A. Ở thời khắc t0 , ly độ các phần tử tại B và C khớp ứng là -24 mm và +24 mm; các thành phần tại trung điểm D của BC đang ở chỗ cân bằng. Ở thời gian t1, li độ các thành phần tại B và C cùng là +10mm thì phần tử ở D cách vị trí cân đối của nó

A.26mm  B.28mm C.34mm  D.17mm

Bài 9:   Sóng lan truyền từ mối cung cấp O dọc theo 1 đường thẳng cùng với biên độ không đổi. Ở thời điểm t = 0 , điểm O trải qua vị trí cân bằng theo chiều (+). Ở thời điểm bằng 1/2 chu kì một điểm biện pháp nguồn 1 khoảng bằng 1/4 bước sóng có li độ 5cm. Biên độ của sóng là A. 10cm B. 5(sqrt3)cm C. 5(sqrt2) cm D. 5cm

Bài 10:  Một sóng cơ học lan truyền dọc theo 1 con đường thẳng có phương truyền sóng tại nguồn O là :

uo = Acos( (frac2pi Tt+fracpi 2) ) (cm). Ở thời khắc t = một nửa chu kì một điểm M biện pháp nguồn bằng 1/3 cách sóng tất cả độ dịch chuyển uM = 2(cm). Biên độ sóng A là


 A. 4cm. B.

Xem thêm: Các Dạng Bài Tập Về Định Luật Ôm Cho Toàn Mạch Có Đáp Án Chi Tiết

2 cm. C. 4/(sqrt3) cm. D. 2(sqrt3) cm

Tải về

Luyện bài xích tập trắc nghiệm môn thứ lý lớp 12 - xem ngay