Giáo án và PPT Vật lí 11 kết nối Bài 8: Mô tả sóng

CHƯƠNG II: SÓNG

BÀI 8: MÔ TẢ SÓNG

HOẠT ĐỘNG KHỞI ĐỘNG

GV chiếu cho HS xem hình ảnh sóng biển và yêu cầu HS thảo luận và trả lời:

Trong cuộc sóng hằng ngày, chúng ta thường gặp hay nghe đến nhiều loại sóng như: sóng nước, sóng âm, sóng vô tuyến, sóng biển, sóng địa chấn,... Vậy sóng được hình thành như thế nào và có những đặc điểm gì?

HOẠT ĐỘNG HÌNH THÀNH KIẾN THỨC

I. THÍ NGHIỆM TẠO SÓNG MẶT NƯỚC

Hoạt động 1: Tìm hiểu thí nghiệm tạo sóng trên mặt nước và hình thành khái niệm sóng cơ

GV chia lớp thành 4 nhóm, mỗi nhóm khoảng 6-10 HS, yêu cầu các nhóm thực hiện thí nghiệm bố trí như SGK, sau đó trả lời các câu hỏi sau:

Thực hiện thí nghiệm Hình 8.1 cho biết dao động của miếng xốp như thế nào? Đâu là nguồn sóng? Phương truyền sóng?

Quan sát hình 8.2, hãy chỉ ra những điểm dao động cùng pha, ngược pha và vuông pha?

Nêu định nghĩa về sóng cơ?

Sản phẩm dự kiến:

Trong thí nghiệm Hình 8.1 SGK, miếng xốp không chuyển động ra xa nguồn mà chỉ dao động trong một phạm vi không gian rất hẹp.

- Mặt cắt của nước có dạng hình sin.

- Miếng xốp C dao động lên xuống tại chỗ, còn những biến dạng của mặt nước lan truyền đi từ nguồn sóng O ra xa cho ta hình ảnh về sóng có trên mặt nước.

- O là nguồn sóng, nước là môi trường truyền sóng, đường thẳng OC là phương truyền sóng.

II. GIẢI THÍCH SỰ TẠO THÀNH SÓNG

Hoạt động 2: Giải thích sự tạo thành sóng. Mối liên hệ giữa sóng và dao động

GV cho HS tự đọc SGK phần II, quan sát miếng xốp trong thí nghiệm Hình 8.1 và trả lời câu hỏi:

Em hãy cho biết miếng xốp có chuyển động ra xa nguồn cùng với sóng không?

Giải thích sự tạo thành sóng?

Các nguyên nhân tạo nên sóng truyền trong một môi trường là gì? Hãy mô tả quá trình truyền sóng trên mặt nước?

Sản phẩm dự kiến:

- Có hai nguyên nhân tạo nên sóng truyền trong một môi trường. Đó là nguồn dao động từ bên ngoài tác dụng lên môi trường và có lực liên kết giữa các phần tử môi trường.

- Sóng cơ là những biến dạng cơ lan truyền trong môi trường đàn hồi.

III. CÁC ĐẠI LƯỢNG ĐẶC TRƯNG CỦA SÓNG

Hoạt động 3: Tìm hiểu các đại lượng đặc trưng của sóng 

GV yêu cầu HS đọc sách mục III và mục đọc hiểu và trả lời câu hỏi: Giải thích các đại lượng: biên độ sóng, chu kì sóng, tần số sóng, tốc độ truyền sóng, bước sóng? Khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất dao động cùng pha trên cùng một phương truyền sóng được gọi là gì?

Sản phẩm dự kiến:

- Biên độ sóng là độ dịch chuyển lớn nhất của phần tử sóng khỏi vị trí cân bằng.

- Chu kì của sóng chính bằng chu kì dao động của phần tử sóng, kí hiệu là T, đơn vị là s.

- Đại lượng  được gọi là tần số sóng.

- Tốc độ truyền sóng là tốc độ lan truyền của biến dạng trong môi trường truyền sóng.

- Bước sóng là quãng đường sóng truyền được trong một chu kì, kí hiệu là , đơn vị là m.

- Giữa các đại lượng , T (hay f) có mối liên hệ: .

- Cường độ sóng I được định nghĩa là năng lượng sóng được truyền qua một đơn vị diện tích vuông góc với phương truyền sóng trong một đơn vị thời gian.

trong đó, E là năng lượng sóng truyền qua một diện tích S vuông góc với phương truyền sóng trong thời gian .

HOẠT ĐỘNG LUYỆN TẬP

Câu 1: Tại một điểm O trên mặt nước có một nguồn dao động điều hoà theo phương thẳng đứng với tần số 2 Hz. Từ điểm O có những gợn sóng tròn lan rộng ra xung quanh. Khoảng cách giữa hai gợn sóng kế tiếp là 20 cm. Tốc độ truyền sóng trên mặt nước là

A. 20 cm/s.

B. 40 cm/s.

C. 80 cm/s.

D. 120 cm/s.

Câu 2: Một sóng có tần số 120 Hz truyền trong một môi trường với tốc độ 60 m/s. Bước sóng của nó là

A. 1,0 m.

B. 2,0 m.

C. 0,5 m.

D. 0,25 m.

Câu 3: Thời gian kể từ khi ngọn sóng thứ nhất đến ngọn sóng thứ sáu đi qua trước mặt một người quan sát là 12 s. Tốc độ truyền sóng là 2 m/s. Bước sóng có giá trị là

A. 4,8 m.

B. 4 m.

C. 6 cm.

D. 0,48 cm.

Sản phẩm dự kiến:

Câu 1: B

Câu 2: C

Câu 3: A

HOẠT ĐỘNG VẬN DỤNG

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

Câu 1: Trong môi trường đàn hồi, có một sóng cơ có tần số 10 Hz lan truyền với tốc độ 40 cm/s. Hai điểm A, B trên phương truyền sóng dao động cùng pha nhau. Giữa chúng có hai điểm M và N. Biết rằng khi M hoặc N có tốc độ dao động cực đại thì tại A tốc độ dao động cực tiểu. Tính khoảng cách AB.

Câu 2: Trên mặt thoảng của một chất lỏng, một mũi nhọn O chạm vào mặt thoáng dao động điều hoà với tần số f, tạo thành sóng trên mặt thoáng với bước sóng λ). Xét hai phương truyền sóng Ox và Oy vuông góc với nhau. Gọi M là một điểm thuộc Ox cách O một đoạn 16λ và N thuộc Oy cách O một đoạn 12λ. Tính số điểm dao động đồng pha với nguồn O trên đoạn MN (không kể M, N).