giáo án Sóng dừng

[Doremon]

I. Sự phản xạ của sóng

1. Phản xạ của sóng trên vật cản cố định
Khi phản xạ trên vật cản cố định, sóng phản xạ luôn ngược pha với sóng tới ở điểm phản xạ.

2. Phản xạ của sóng trên vật cản tự do
Khi phản xạ trên vật cản tự do, sóng phản xạ luôn cùng pha với sóng tới ở điểm phản xạ.

II. Sóng dừng

1. Sóng dừng
a) Thí nghiệm
Cho đầu P của dây dao động liên tục, thì sóng tới và sóng phản xạ liên tục gặp nhau, chúng giao thoa với nhau và tạo ra trên dây những điểm luôn luôn đứng yên (nút) và những điểm luôn luôn dao động với biên độ cực đại. Đó là sóng dừng.

​

b) Định nghĩa
Sóng dừng là sóng truyền trên sợi dây trong trường hợp xuất hiện các nút và các bụng.

2. Sóng dừng trên một dây có 2 đầu cố định

• Hai đầu cố định là hai nút sóng.
• Vị trí các nút: Các nút sóng nằm cách các đầu cố định những khoảng bằng một số nguyên nửa bước sóng. Hai nút liên tiếp nằm cách nhau một khoảng bằng λ/2.
• Vị trí các bụng: Xen giữa hai nút là một bụng, nằm cách đều hai nút đó. Các bụng nằm cách hai đầu cố định những khoảng bằng một số nguyên lẽ một phần tư bước sóng. Hai bụng liên tiếp cũng nằm cách nhau một khoảng bằng λ/2.
• Điều kiện để có sóng dừng trên một sợi dây có hai đầu cố định là chiều dài của sợi dây phải bằng một số nguyên lần nửa bước sóng: $\ell = k\frac{\lambda }{2}.$

2. Sóng dừng trên một sợi dây có một đầu cố định, một đầu tự do
Điều kiện để có sóng dừng dừng trên một sợi dây có một đầu cố định, một đầu tự do là chiều dài của sợi dây phải bằng một số nguyên lẻ một phần tư bước sóng: $\ell = \left( {2k + 1} \right)\frac{\lambda }{4}$

Tải về

 

[Tăng Giáp]

Đặc điểm dao động nào sau đây không phải của sóng dừng?
A. sóng dừng có các nút cố định cách đều nhau.
B. sóng dừng là sự tổng hợp của sóng tới và các sóng phản xạ trên một phương.
C. sóng dừng không truyền năng lượng.
D. sóng dừng có sự truyền pha dao động.

 

[Tăng Giáp]

Thi thử chuyên Phan Bội Châu
Một sóng dừng ổn định trên sợi dây có chiều dài L = OB = 1,2m với hai đầu O và B là hai nút sóng. Tại thời điểm t = 0 các điểm trên dây có độ lớn li độ cực đại và hình dạng sóng là đường (1), sau đó một khoảng thời gian ∆t và 5∆t các điểm trên dây chưa đổi chiều chuyển động và hình dạng sóng tương ứng là đường (2) và (3). Tốc độ sóng trên dây bằng 6 m/s. Tốc độ cực đại của điểm M là

A. 40,81 cm/s.
B. 81,62 cm/s.
C. 47,12 cm/s.
D. 66,64 cm/s.

 

[Tăng Giáp]

Chuyên Phan Bội Châu
Một nguồn âm được đặt ở miệng một ống hình trụ có đáy bịt kín. Tăng dần tần số của nguồn bắt đầu từ giá trị 0. Khi tần số nhận được giá trị thứ nhất là f1 và tiếp theo là f2, f3, f4 thì ta nghe được âm to nhất. Ta có tỉ số:
A. $\frac{{{f_2}}}{{{f_4}}} = \frac{3}{7}$
B. $\frac{{{f_3}}}{{{f_1}}} = 3$
C. $\frac{{{f_2}}}{{{f_1}}} = \frac{3}{2}$
D. $\frac{{{f_4}}}{{{f_1}}} = 4$

 

[Tăng Giáp]

Trên một sợi dây đàn hồi đang có sóng dừng ổn định với khoảng cách giữa vị trí cân bằng của một bụng sóng và một nút sóng cạnh nhau là 6 cm. Tốc độ truyền sóng trên dây 1,2 m/s và biên độ dao động của bụng sóng là 4 cm. Gọi N là vị trí của một nút sóng; P và Q là hai phần tử trên dây ở hai bên của N và có vị trí cân bằng cách N lần lượt là 15 cm và 16 cm. Tại thời điểm t, phần tử P có li độ $\sqrt 2 $ cm và đang hướng về vị trí cân bằng. Sau thời điểm đó một khoảng thời gian Δt thì phần tử Q có li độ 3 cm, giá trị của Δt là
A. 0,05 s.
B. 0,02 s.
C. 2/15 s
D. 0,15 s.

 

[Tăng Giáp]

Dây AB dài 1,2m được căng nằm ngang với hai đầu A và B cố định. Khi dây dao động với tần số 50 Hz ta thấy trên dây có sóng dừng với 3 nút sóng ( không kể 2 nút ở hai đầu A, B). Vận tốc truyền sóng trên dây là
A. 22,5 m/s
B. 30 m/s
C. 15 m/s
D. 24 m/s

 

[Tăng Giáp]

Trên một sợi dây AB dài 90 cm, hai đầu cố định, đang có sóng dừng với tần số 50 Hz. Biết tốc độ truyền sóng trên dây là 10 m/s. Số bụng sóng trên dây là
A. 9
B. 8
C. 6
D. 10

 

[Tăng Giáp]

Một sợi dây dài 1m, hai đầu cố định. Trên dây có sóng dừng với hai nút sóng. Bước sóng của dao động là
A. 2 m.
B. 1 m.
C. 0,25 m
D. 0,5 m

 

[Tăng Giáp]

M, N và P là 3 vị trí cân bằng liên tiếp trên một sợi dây đang có sóng dừng mà các phần tử tại đó dao động với cùng biên độ bằng \(\sqrt 3 \) cm. Biết vận tốc tức thời của hai phần tử tại N và P thỏa mãn \({v_N}.{v_P} \ge 0\) ; MN = 40 cm, NP = 20 cm; tần số góc của sóng là 20 rad/s. Tốc độ dao động của phần tử tại trung điểm của NP khi sợi dây có dạng một đoạn thẳng bằng
A. \(40\sqrt 3 \)m/s.
B. 40 cm/s.
C. 40 m/s.
D. \(40\sqrt 3 \)cm/s.

 

[Tăng Giáp]

Trên một sợi dây đàn hồi đang có sóng dừng ổn định với khoảng cách giữa hai nút sóng liên tiếp là 6 cm. Trên dây có những phần tử sóng dao động với tần số 5 Hz và biên độ lớn nhất là 3 cm. Gọi N là vị trí của một nút sóng; C và D là hai phần tử trên dây ở hai bên của N và có vị trí cân bằng cách N lần lượt là 10,5 cm và 7 cm. Tại thời điểm t1, phần tử C có li độ 1,5 cm và đang hướng về vị trí cân bằng. Vào thời điểm \(t_2 = t_1 + \frac{79}{40}s\), phần tử D có li độ là
A. – 0,75 cm
B. 1,50 cm
C. –1,50 cm
D. . 0,75 cm

 

[Tăng Giáp]

Hình dưới đây mô tả một sóng dừng trên sợi dây MN. Gọi H là một điểm trên dây nằm giữa nút M và nút P, K là một điểm nằm giữa nút Q và nút N. Kết luận nào sau đây là đúng?

A. H và K dao động lệch pha nhau góc π/5.
B. H và K dao động ngược pha với nhau.
C. H và K dao động lệch pha nhau góc π/2.
D. H và K dao động cùng pha với nhau.

 

[Tăng Giáp]

Một sóng dừng trên một sợi dây đàn hồi có dạng: \(u = 2A sin \frac{2 \pi X}{\lambda } cos (\frac{2 \pi}{T}t + \frac{\pi}{2})\), trong đó u là li độ tại thời điểm t của phần tử M trên sợi dây mà vị trí cân bằng của nó cách gốc tọa độ O đoạn x. Ở hình vẽ, đường mô tả hình dạng của sợi dây tại thời điểm t1 là đường (1). Tại thời điểm \(t_2 = t_1 + \frac{3 T}{8}, t_3 = t_1 + \frac{7T}{8}\), \(t_4 = t_1 + \frac{3T}{2}\). Hình dạng của sợi dây lần lượt là các đường

A. (3),(4),(2)
B. (3),(2), (4)
C. (2),(4), (3)
D. (2), (3), (4)

 

[Tăng Giáp]

Sóng dừng hình thành trên một sợi dây đàn hồi OB, với đầu phản xạ B cố định và tốc độ lan truyền v = 400cm/s. Hình ảnh sóng dừng như hình vẽ. Sóng tới tại B có biên độ A = 2cm, thời điểm ban đầu hình ảnh sợi dây là đường (1), sau đó các khoảng thời gian là 0,005 s và 0,015 s thì hình ảnh sợi dây lần lượt là (2) và (3). Biết xM là vị trí phần tử M của sợi dây lúc sợi dây duỗi thẳng. Khoảng cách xa nhất giữa M tới phần tử sợi dây có cùng biên độ với M là

A. 28,56 cm
B. 24 cm
C. 24,66 cm
D. 28 cm