Bài 14: Sóng cơ. Phương trình sóng - Giải BT Vật Lí 12 nâng cao
Bài C1 (trang 71 SGK Vật Lí 12 nâng cao): Quan sát lò xo khi có sóng dọc, ta thấy các vùng bị nén (hay dãn) truyền đi dọc theo lò xo. Trong khi đó, nếu quan sát một vòng lò xo có đánh dấu, ta thấy nó chuyển động thế nào?
Bài giải:Ta thấy vòng lò xo đó dao động dọc xung quanh vị trí cân bằng của nó.
Bài C2 (trang 72): Hãy chỉ ra vị trí và hướng chuyển động của phần tử số 6 và số 12 trên hình 14.3 ở các thời điểm t = T/2,3T/4, T, 5T/4.
Bài giải:
Vị trí và hướng chuyển động của phần tử số 6 và số 12 trên hình 14.3 ở các thời điểm t = T/2,3T/4, T, 5T/4 là:
| t | T/2 | 3T/4 | T | 5T/4 |
| Phần tử số 6 | Đang ở vị trí cân bằng và có hướng đi lên | Đang ở vị trí biên và có hướng đi xuống | Đang ở vị trí cân bằng và có hướng đi xuống | Đang ở vị trí biên và có hướng đi lên |
| Phần tử số 12 | Đứng yên chưa chuyển động | Đứng yên chưa chuyển động | Bắt đầu chuyển động từ vị trí cân bằng và có hướng đi lên | Đang ở vị trí biên và có hướng đi xuống |
Bài C3 (trang 73): Hãy chỉ ra vị trí và hướng chuyển động của phần tử số 6 và số 12 trên hình 14.4 ở các thời điểm t = T/2,3T/4, T, 5T/4.
Bài giải:
Vị trí và hướng chuyển động của phần tử số 6 và số 12 trên hình 14.4 ở các thời điểm t = T/2,3T/4, T, 5T/4 là:
| t | T/2 | 3T/4 | T | 5T/4 |
| Phần tử số 6 | Bắt đầu chuyển động từ vị trí cân bằng về phía bên phải | Đang ở vị trí biên và có hướng chuyển động về phía bên trái | Đang ở vị trí cân bằng và có hướng chuyển động về phía bên phải | Đang ở vị trí biên và có hướng chuyển động về phía bên phải |
| Phần tử số 12 | Đứng yên chưa chuyển động | Đứng yên chưa chuyển động | Bắt đầu chuyển động từ vị trí cân bằng về phía bên phải | Đang ở vị trí biên và có hướng chuyển động về phía bên trái |
Bài C4 (trang 73): Hãy chỉ ra một số nguyên nhân làm cho biên độ sóng giảm khi ra xa tâm dao động.
Bài giải:Khi ra xa tâm dao động, do lực cản của môi trường nên sóng mất dần năng lượng làm cho biên độ sóng giảm dần.
Bài C5 (trang 74): Hãy chỉ ra trên Hình 14.3 và 14.4 những phần tử dao động cùng pha và so sánh khoảng cách giữa từng cặp hai phần tử gần nhau nhất dao động cùng pha.
Bài giải:Trên Hình 14.3 và 14.4, những điểm dao động cùng pha với nhau là các điểm (0,12,24) và (6,18,30), khoảng cách giữa từng cặp phần tử gần nhau nhất dao động cùng pha là λ.
Câu 1 (trang 77 sgk Vật Lí 12 nâng cao): Dùng hình vẽ để giải thích sóng cơ được tạo ra như thế nào?
Bài giải:Sử dụng hình vẽ 14.3,14.4 (sgk) ta giải thích khi có phẩn tử của môi trường dao động thì lực liên kết, nó kéo theo phần tử 2 dao động, đến lượt mình phần tử 2 dao động thì do lực liên kết, nó kéo theo phần tử thứ 3 dao động cứ thế dao động được truyền trong môi trường... đó chính là quá trình truyền sóng.
Câu 2 (trang 77): Sóng dọc và sóng ngang khác nhau ở chỗ nào?
Bài giải:Sự khác nhau giữa sóng dọc và sóng ngang đó chính là ở phương truyền sóng và phương dao động:
- Sóng ngang có phương dao động của các phần tử môi trường vuông góc với phương truyền sóng.
- Sóng dọc có phương dao động của các phần tử mỗi trường trùng với phương truyền sóng.
Câu 3 (trang 77): Hãy dùng phương trình để suy ra sóng có tính tuần hoàn theo thời gian và tuần hoàn theo không gian.
Bài giải:Phương trình sóng tổng quát có dạng: u (x, t) = A. cos (ω t − 2π x/λ)
Như vậy ta thấy u (x, t) là hàm số phụ thuộc vào 2 biến số x và t.
* Nếu xét tại 1 vị trí xác định tọa độ x = d thì:
u (t, d) = A. cos (ω t − 2π d/λ) là hàm số hình sin theo thời gian
* Nếu xét mọi vị trí tại thời điểm xác định t0 thì:
u (x, t0) = A. cos (ω t0 − 2π x/λ) là hàm số hình sin theo không gian.
Bài 1 (trang 78 sgk Vật Lí 12 nâng cao): Sóng cơ là
A. Sự truyền chuyển động cơ trong không khí.
B. những dao động cơ lan truyền trong môi trường.
C. chuyển động tương đối của vật này so với vật khác.
D. Sự co giãn tuần hoàn giữa các phần tử trong môi trường.
Bài giải:Đáp án đúng là: B.
Sóng cơ học là sự lan truyền dao động, lan truyền năng lượng, lan truyền pha dao động (trạng thái dao động) chứ không phải quá trình lan truyển vật chất (các phần tử sóng).
Bài 2 (trang 78): Bước sóng là
A. Quãng đường mà mỗi phân tử của môi trường đi được trong 1 giây.
B. Khoảng cách giữa hai phần tử của sóng dao động ngược pha.
C. Khoảng cách giữa hai phần tử sóng gần nhất dao động cùng pha.
D. Khoảng cách giữa hai vị trí xa nhau nhất của mỗi phần tử sóng.
Bài giải:Đáp án đúng là: C.
Giải thích: Bước sóng là quãng đường sóng truyền trong một chu kì và là khoảng cách ngắn nhất giữa hai điểm dao động cùng pha trên phương truyền sóng. λ = v. T = v/f (m).
Bài 3 (trang 78): Một sóng có tần số 1000 Hz truyền đi với tốc độ 330 m/s thì bước sóng của nó có giá trị nào sau đây?
A. 330000m
B. 3m(-1)
C. 0,33m/s
D. 0,33m
Bài giải:Đáp án đúng là: D.
Giải thích:
Ta có: λ = v/f = 330/1000 = 0,33m.
Bài 4 (trang 78): Một sóng ngang truyền trên một dây dài có phương trình: u = 6cos [(4π t + 0,02π x)] trong đó x và u được tính bằng xentimet (cm) và t được tính bằng giây (s). Hãy xác định:
a) Biên độ
b) Bước sóng
c) Tần số
d) Tốc độ
e) Độ dời u tại x = 16,6 cm, tại t = 4s.
Bài giải:Từ việc so sánh biểu thức cụ thể vào biểu diễn cơ bản:
Ta có:
a) Biên độ sóng: A = 6cm
b) Bước sóng: 
c) Tần số: f = ω /2π = 2Hz
d) Tốc độ: v = λ. f = 100.2 = 200cm/s
e) Độ dời u tại x = 16,6 cm, tại t = 4s là:
u = 6. cos (4π. 4 + 0,02. π. 16,6)] = 6cos [π (16 + 0,33)] = 6cos [(16,33 π)] ≈ 6.0,5 = 3cm.
Bài trước: Bài 13: Thực hành: Xác định chu kì dao động của con lắc đơn hoặc con lắc lò xo và gia tốc trọng trường - Giải BT Vật Lí 12 nâng cao Bài tiếp: Bài 15: Phản xạ sóng. Sóng dừng - Giải BT Vật Lí 12 nâng cao