Giáo án Tập huấn Vật lý 12 - Bài 14: Sóng cơ, phương trình sóng - Trường THPT chuyên Nguyễn Du

Bài 14: SÓNG CƠ – PHƯƠNG TRÌNH SÓNG
I/ Mục tiêu:
Nêu được khái niệm sóng cơ, sóng ngang, sóng dọc và so sánh
Nêu được những đại lượng đặc trưng của sóng
Viết được công thức tính bước sóng, vận tốc và phương trình sóng
Vẽ được đồ thị của sóng theo không gian và thời gian
II/ Chuẩn bị:
 Chuẩn bị thí nghiệm tạo sóng, hình vẽ 14.3, 14.4, 14.6, 14.7.
III/ Nội dung ghi bảng:
1/ Hiện tượng sóng:
Quan sát: ( SGK )
Khái niệm sóng cơ:
Sóng cơ là những dao động cơ lan truyền trong một môi trường
Sóng ngang là sóng mà các phần tử môi trường dao động theo phương vuông góc với phương truyền sóng
Sóng dọc là sóng mà các phần tử môi trường dao động theo phương truyền sóng
Giải thích sự tạo thành sóng cơ: ( SGK )
Chú ý:
Sóng ngang chỉ truyền trong chất rắn, sóng trên mặt nước là trường hợp đặc biệt.
Sóng dọc chỉ truyền trong chất rắn, lỏng và khí
Sóng cơ không truyền được trong chân không
2/ Những đại lượng đặc trưng của chuyển động sóng:
Chu kì và tần số sóng: bằng chu kì và tần số của nguồn dao động
Biên độ sóng:
Biên độ sóng tại mỗi điểm trong không gian chính là biên độ dao động của phần tử môi trường tại điểm đó
Bước sóng: 
Là quãng đường sóng truyền được trong 1 chu kì dao động
Là khoảng cách giữa 2 điểm gần nhau nhất trên phương truyền sóng mà dao động cùng pha
Tốc độ truyền sóng:
v = λ/T = λf
Khi sóng truyền đi các phần tử môi trường vẫn dao động quanh vị trí cân bằng
Năng lượng sóng: quá trình truyền sóng là quá trình truyền năng lượng
3/ Phương trình sóng:
 Xét trường hợp sóng ngang truyền dọc theo một đường thẳng Ox, bỏ qua lực cản
 Chọn: gốc toạ độ tại O, trục toạ độ Ox là đường truyền sóng, chiều ( + ) là chiều truyền sóng, mốc thời gian lúc sóng đi qua O.
 Phần tử của sóng ở O dao động theo phương vuông góc với trục Ox theo phương trình: 
 uO ( t) = Acosωt = Acos2π/T.t
 Phương trình của sóng ở M vào thời điểm t giống phương trình sóng ở O vảo thời điểm t – x/v ( OM = x ): uM ( t) = Acosω( t – x/v ) = Acos2π( t/T – x/λ )
 Nếu sóng truyền ngược chiều dương: uM ( t) = Acosω( t + x/v ) = Acos2π( t/T + x/λ )
 Phương trình sóng có tính tuần hoàn theo không gian và thời gian
IV/ Tổ chức hoạt động dạy học:
Hoạt động 1: tìm hiểu khái niệm sóng cơ, sóng ngang, sóng dọc
HS quan sát và thảo luận nhóm
GV làm thí nghiệm, nhận xét ý kiến của HS và nêu các khái niệm
Hoạt động 2: giải thích sự tạo thành sóng cơ
HS quan sát tranh vẽ và nêu nhận xét
GV đưa tranh, hướng dẫn HS nhận xét, rồi giải thích sự tạo thành sóng
Hoạt động 3: tìm hiểu những đại lượng đặc trưng của sóng
HS nghe và ghi chép
GV nêu các đại lượng
Hoạt động 4: hướng dẫn HS viết phương trình sóng
HS thiết lập phương trình, vẽ đồ thị và nêu nhận xét
GV hướng dẫn HS thiết lập phương trình và vẽ đồ thị, yêu cầu HS nhận xét
Hoạt động 5: củng cố
HS làm bài tập
GV tóm tắt và hướng dẫn HS làm bài tập ví dụ