Các dạng bài tập ôn thi THPT Quốc gia môn Vật lí - Dạng 10: Xác định số điểm dao động với biên độ cực đại, cực tiểu trên một đường giới hạn cho trước - Đỗ Ngọc Hà (Có lời giải chi tiết)

Nội dung text: Các dạng bài tập ôn thi THPT Quốc gia môn Vật lí - Dạng 10: Xác định số điểm dao động với biên độ cực đại, cực tiểu trên một đường giới hạn cho trước - Đỗ Ngọc Hà (Có lời giải chi tiết)

1. DẠNG 10: XÁC ĐỊNH SỐ ĐIỂM DAO ĐỘNG VỚI BIÊN ĐỘ CỰC ĐẠI, CỰC TIỂU TRÊN MỘT ĐƯỜNG GIỚI HẠN CHO TRƯỚC ❖ PHƯƠNG PHÁP GIẢI - Số điểm cực đại, cực tiểu trên đoạn thẳng nối hai nguồn kết hợp A, B dao động cùng pha: AB + Số điểm cực đại: 2. 1;  AB với là số dãy cực đại tính về một phía của đường trung trực.  AB + Số điểm cực tiểu: 2. 0,5 ;  AB với 0,5 là số dãy cực tiểu tính về một phía của đường trung trực.  - Số điểm cực đại, cực tiểu trên đoạn thẳng MN (MN không rơi vào trường hợp đặc biệt: cắt các đường cực đại, cực tiểu 2 lần – chẳng hạn trường hợp MN cắt và vuông góc với đoạn thẳng nối hai nguồn thì phải chia đoạn): Giả sử: MA MB NA NB + Số điểm cực đại là số giá trị k thỏa mãn bất đẳng thức: MA MB k NA NB + Số điểm cực tiểu là số giá trị k thỏa mãn bất đẳng thức: MA MB k 0,5  NA NB Ví dụ 1. (Đại học 2013): Trong một thí nghiệm về giao thoa sóng nước, hai nguồn sóng kết hợp dao động cùng pha đặt tại hai điểm A và B cách nhau 16cm. Sóng truyền trên mặt nước với bước sóng 3cm. Trên đoạn AB, số điểm mà tại đó phần tử nước dao động với biên độ cực đại là: A. 9.B. 10.C. 11.D. 12. Hướng dẫn giải AB 16cm; 3cm. AB 16 Số điểm dao động với biên độ cực đại trên đoạn nối hai nguồn là: 2. 1 2. 1 11.  3 Đáp án C. Ví dụ 2. Ở mặt thoáng của một chất lỏng có hai nguồn sóng kết hợp A và B cách nhau 20cm, dao động theo phương thẳng đứng với phương trình uA uB 2cos 40 t (uA và uB tính bằng mm, t tính bằng s). Biết tốc độ truyền sóng trên mặt chất lỏng là 30cm/s. Xét hình vuông AMNB thuộc mặt thoáng chất lỏng, số điểm dao động với biên độ cực đại trên đoạn BM là A. 19.B. 18.C. 20.D. 17. Hướng dẫn giải Trang 1
2. v 30 Ta có:  1,5 cm f 20 MB AB 2 20 2cm Số điểm dao động với biên độ cực đại trên đoạn MB là nghiệm của bất phương trình: MA MB k BA BB 20 20 2 k.1,5 20 0 5,52 k 13,33 Có 19 giá trị k thỏa mãn bất phương trình trên Có 19 điểm dao động với biên độ cực đại trên đoạn BM. Đáp án A. Ví dụ 3. (Tham khảo THPT QG 2018): Ở mặt nước, tại hai điểm A và B có hai nguồn kết hợp dao động cùng pha theo phương trình thẳng đứng. ABCD là hình vuông nằm ngang. Biết trên CD có 3 vị trí mà ở đó các phần tử dao động với biên độ cực đại. Trên AB có tối đa bao nhiêu vị trí mà phần tử ở đó dao động với biên độ cực đại? A. 13.B. 7.C. 11.D. 9. Hướng dẫn giải Gọi a là độ dài cạnh hình vuông ABCD , ta có: BD a 2 + Số cực đại trên CD thỏa mãn điều kiện: a a 2 a 2 a DA DB k CA CB k   Vì trên CD có 3 cực đại và các cực đại đối xứng nhau qua cực đại k 0 nên 2 k 2 a 2 1 a k 2 2 4,8   Số cực đại trên AB: a k a  4,8 k 4,8 Có 9 giá trị k thỏa mãn Trên AB có tối đa 9 vị trí mà phần tử ở đó dao động với biên độ cực đại. Đáp án D. Ví dụ 4. (THPT QG 2017): Giao thoa sóng ở mặt nước với hai nguồn kết hợp đặt tại A và B. Hai nguồn dao động điều hòa theo phương thẳng đứng, cùng pha và cùng tần số 10 Hz. Biết AB 20cm , tốc độ truyền sóng ở mặt nước là 0,3m/s. Ở mặt nước, gọi là đường thẳng đi qua trung điểm của AB và hợp với AB một góc 60 . Trên có bao nhiêu điểm mà các phần tử ở đó dao động với biên độ cực đại? A. 11 điểm.B. 9 điểm.C. 7 điểm.D. 13 điểm. Hướng dẫn giải Trang 2
3. v Bước sóng của sóng  3cm f Các điểm dao động với biên độ cực đại trên thỏa mãn: PA PB k QA QB Trong đó: PA QB HB.tan 60 10 3 cm 2 PB QA AB2 PA2 202 10 3 10 7 cm 10 3 10 7 10 7 10 3 k 3,05 k 3,05 3 3 k 3; 2; 1;0 Trên có 7 điểm mà các phần tử ở đó dao động với biên độ cực đại. Trang 3