Các dạng bài tập ôn thi THPT Quốc gia môn Vật lí - Dạng 9: Tìm các đại lượng đặc trưng của sóng cơ - Đỗ Ngọc Hà (Có lời giải chi tiết)

Nội dung text: Các dạng bài tập ôn thi THPT Quốc gia môn Vật lí - Dạng 9: Tìm các đại lượng đặc trưng của sóng cơ - Đỗ Ngọc Hà (Có lời giải chi tiết)

1. DẠNG 9: TÌM CÁC ĐẠI LƯỢNG ĐẶC TRƯNG CỦA SÓNG CƠ ❖ KIẾN THỨC TRỌNG TÂM  - Mối liên hệ giữa các đại lượng v,T, f : v . f T 2 x - Phương trình truyền sóng: u a cos t   x và  là cùng đơn vị ( x bài cho tính theo đơn vị gì thì  sẽ có đơn vị đó). dấu " " nếu sóng truyền theo chiều dương trục Ox dấu " " nếu sóng truyền ngược theo chiều dương trục Ox 2 d - Độ lệch pha giữa hai điểm trên cùng một phương truyền sóng:  2 d Hai điểm dao động cùng pha nếu k2  d k.  2 d  Hai điểm dao động ngược pha nếu 2k 1  d 2k 1 .  2 2k 1 2 d  Hai điểm dao động vuông pha nếu  d 2k 1 . 2  4 Ví dụ 1. (THPT QG 2016): Một sóng cơ truyền dọc theo trục Ox . Phương trình dao động của phân tử tại một điểm trên phương trình truyền sóng là u 4 cos 20 t ( u tính bằng mm, t tính bằng s ). Biết tốc độ truyền sóng bằng 60 cm / s . Bước sóng của sóng này là A. 6 cm. B. 5 cm. C. 3 cm. D. 9 cm. Hướng dẫn giải u 4 cos 20 t  20 rad / s 2 2  v.T v. 60. 6 cm .  20 Đáp án A. Ví dụ 2. (THPT QG 2017): Trên một sợi dây dài đang có sóng ngang hình sin truyền qua theo chiều dương của trục Ox . Tại thời điểm t0 , một đoạn của sợi dây có hình dạng như hình bên. Hai phần tử dây tại M và O dao động lệch pha nhau 3 2 A. . B. . C. . D. . 4 3 4 3 Trang 1
2. Hướng dẫn giải 3 Theo phương truyền sóng x MO 8 3 2 .  2 . x 3 Vậy MO 8   4 Đáp án C. Ví dụ 3. (THPT QG 2018): Hai điểm M và N nằm trên trục Ox và ở cùng một phía so với O . Một  sóng cơ hình sin truyền trên trục Ox theo chiều từ M đến N với bước sóng . Biết MN và 12 phương trình dao động của phân tử tại M là uM 5cos10 t cm (tính bằng s). Tốc độ của phần tử tại 1 N ở thời điểm t s là 3 A. 25 3 cm / s. B. 50 3 cm / s. C. 25 cm / s. D. 50 cm / s. Hướng dẫn giải uM 5cos10 t cm Phương trình sóng tại N là:  d 12 uN 5cos 10 t 2 5cos 10 t 2 5cos 10 t cm   6 Phương trình vận tốc dao động của phần tử tại N là: vN 5.10 sin 10 t cm / s 6 1 Tốc độ của phần tử tại N ở thời điểm t s là 3 1 v 1 5.10 .sin 10 . 25 cm / s N t s 3 3 6 Đáp án C. Trang 2
3. Ví dụ 4. (Đại học 2013): Một sóng hình sin lan truyền trên một sợi dây theo chiều của trục Ox. Hình vẽ mô tả dạng của sợi dây tại thời điểm t1 (nét đứt) và t2 t1 0,3s (nét liền). Tại thời điểm t2 vận tốc của điểm N trên dây là A. 65,4 cm / s. B. 65,4 cm / s. C. 39,3 cm / s. D. 39,3 cm / s. Hướng dẫn giải + Tại thời điểm t2 điểm N đang đi qua vị trí cân bằng theo chiều dương nên vN A + Từ hình vẽ ta có  40 cm Mặt khá trong khoảng thời gian t 0,3 s sóng truyền đi được một đoạn x 15 cm Vậy tốc độ truyền sóng trên dây là x 15 v 50 cm / s t 0,3 2 vA 2 .50.5 25 vN A 39,3 cm / s  40 2 Đáp án D. Trang 3