Giáo án và PPT Vật lí 11 cánh diều Bài 2: Sóng dọc và sóng ngang

BÀI 2: SÓNG DỌC VÀ SÓNG NGANG

I. SÓNG DỌC

Hoạt động 1: Mô tả sóng dọc

Học sinh quan sát video tạo sóng dọc, thảo luận nhóm và trả lời câu hỏi: Chỉ ra đặc điểm của phương dao động với phương truyền sóng trong sóng dọc. Sóng dọc có thể lan truyền trong các môi trường nào?

Sản phẩm dự kiến:

- Sóng có các phần tử dao động theo phương truyền sóng được gọi là sóng dọc.

- Phần tử dao động có thể là phần tử của môi trường hoặc là điểm sóng theo mô hình.

- Chất rắn, chất lỏng, chất khí đều có thể có sự lan truyền dao động của các phần tử môi trường theo kiểu sóng dọc.

Hoạt động 2: sóng âm

Dựa vào kiến thức lớp 7, HS trả lời:

Đại lượng nào quyết định độ to, độ cao của âm?

Âm nghe được có tần số bao nhiêu?

HS quan sát mô hình sóng truyền trong không khí, trả lời các câu hỏi:

Khi có nguồn âm, các lớp không khí như thế nào?

Sóng âm truyền đến tai, bộ phận nào của tai sẽ dao động?

Sản phẩm dự kiến:

- Âm thanh truyền trong không khí là một ví dụ về sóng dọc.

- Vật dao động làm cho môi trường bên cạnh liên tục bị nén và giãn. Lực đàn hồi của môi trường khiến cho dao động đó được truyền đi.

- Sóng âm mà con người có thể nghe được có tần số trong khoảng từ 16 Hz đến 20 000 Hz.

- Sóng âm có thể truyền trong các chất rắn, lỏng, khí nhưng không truyền được trong chân không. Trong chất khí và chất lỏng, sóng âm là sóng dọc. Trong chất rắn, sóng âm gồm cả sóng dọc và sóng ngang.

Hoạt động 3. Đo tần số sóng âm

Với các dụng cụ và phương án tiến hành như SGK thì kết quả đo với tần số ghi ở âm thoa sẽ không chênh lệch quá 5%.

II. SÓNG NGANG

Hoạt động 4: Mô tả sóng ngang

HS lên quan sát thí nghiệm 8.1, hoạt động nhóm và nhận xét dao động của miếng xốp và sự lan truyền sóng nước.

Sản phẩm dự kiến:

- Sóng có các phần tử dao động theo phương vuông góc với phương truyền sóng gọi là sóng ngang.

- Sự lan truyền dao động của các phần tử môi trường theo kiểu sóng ngang khá phổ biến trong chất rắn. Sóng nước cũng là một sóng ngang thường gặp. 

- Ngoài ra, ánh sáng, sóng vô tuyến,…là các sóng ngang được lan truyền không phải do dao động của của các phần tử môi trường. Vì thế, ta sử dụng mô hình điểm sóng để mô tả về các sóng này.

Hoạt động 5. Sóng điện từ

HS hoạt động nhóm và trả lời câu hỏi: “ Sóng điện từ là sóng ngang hay sóng dọc? Nó có thể truyền trong chân không hay không?”.

Sản phẩm dự kiến:

- Sóng điện từ là sự lan truyền của điện trường biến thiên và từ trường biến thiên trong không gian.

- Sóng điện từ là sóng ngang.

- Sóng điện từ có thể truyền qua chân không. Trong chân không, các sóng điện từ truyền với tốc độ ánh sáng, tức là xấp xỉ 300 000 km/s.

- Các bức xạ điện từ có tần số trong khoảng giá trị rất rộng, được gọi là thang sóng điện từ và được chia thành các miền theo bậc độ lớn của tần số (bảng 2.2)

HOẠT ĐỘNG LUYỆN TẬP

Câu 1: Sóng cơ không truyền được trong

A. chân không.

B. không khí.

C. nước.

D. kim loại.

Câu 2: Một sóng ngang truyền trên một sợi dây rất dài từ P đến Q. Hai điểm P. Q trên phương truyền sóng cách nhau PQ = 5λ4. Kết luận nào sau đây là đúng?

A. Khi P có li độ cực đại thì Q có vận tốc cực đại.

B. Li độ P, Q luôn trái dấu.

C. Khi Q có li độ cực đại thì P có vận tốc cực đại.

D. Khi P có li độ cực đại thì Q qua vị trí cân bằng theo chiều âm. Khi Q có li độ cực đại thì P qua vị trí cân bằng theo chiều dương.

Câu 3: Một sóng ngang có tần số 100 Hz truyền trên một sợi dây nằm ngang với tốc độ 60 m/s, qua điểm A rồi đến điểm B cách nhau 7,95 m. Tại một thời điểm nào đó A có li độ âm và đang chuyển động đi lên thì điểm B đang có li độ

A. âm và đang đi xuống.

B. âm và đang đi lên.

C. dương và đang đi lên.

D. dương và đang đi xuống.

Sản phẩm dự kiến:

Câu 1: A

Câu 2: A

Câu 3: A

HOẠT ĐỘNG VẬN DỤNG

Vận dụng kiến thức, GV yêu cầu HS trả lời câu hỏi:

Câu 1: Một sóng cơ có tần số 20 Hz truyền trên mặt nước với tốc độ 1,5 m/s. Trên phương truyền sóng, sóng truyền tới điểm P rồi mới tới điểm Q cách nó 16,125 cm. Tại thời điểm t, điểm P hạ xuống thấp nhất thì sau thời gian ngắn nhất là bao nhiêu điểm Q sẽ hạ xuống thấp nhất?

Câu 2: Một sóng dọc truyền trong môi trường với bước sóng 15 cm, biên độ không đổi A = 53 cm. Gọi P và Q là hai điểm cùng nằm trên một phương truyền sóng. Khi chưa có sóng truyền đến hai điểm P và Q nằm cách nguồn các khoảng lần lượt là 20 cm và 30 cm. Khoảng cách xa nhất và gần nhất giữa hai phần tử môi trường tại P và Q khi có sóng truyền qua là bao nhiêu?