Tài liệu Skkn phân loại và phương pháp giải bài tập giao thoa sóng cơ học.

  • Số trang: 29 |
  • Loại file: PDF |
  • Lượt xem: 553 |
  • Lượt tải: 0
dangvantuan

Tham gia: 02/08/2015

Mô tả:

Trường THPT Nguyễn Bỉnh Khiêm Gv. Nguyễn Đức Hào SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỒNG NAI Đơn vị: Trường THPT Nguyễn Bỉnh Khiêm  Mã số: …………………. SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM PHÂN LOẠI VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP GIAO THOA SÓNG CƠ HỌC. Người thực hiện: NGUYỄN ĐỨC HÀO Lĩnh vực nghiên cứu: + Quản lí giáo dục: + Phương pháp dạy học bộ môn: Vật lý + Phương pháp giáo dục: + Lĩnh vục khác: Có đính kèm: Mô hình Phần mềm Phim ảnh Năm học: 2014-2015 Trang 1 Hiện vật khác Trường THPT Nguyễn Bỉnh Khiêm Gv. Nguyễn Đức Hào SƠ LƯỢC LÍ LỊCH KHOA HỌC  I. THÔNG TIN CHUNG VỀ CÁ NHÂN 1. Họ và tên: NGUYỄN ĐỨC HÀO 2. Sinh ngày 06 tháng 05 năm 1962 3. Nam, nữ: Nam 4. Địa chỉ: Ấp Sơn Hà – Xã Vĩnh Thanh – Nhơn Trạch – Đồng Nai 5. Điện thoại: NR : 0613.519314 ; DĐ : 01635183904 6. Fax: E-mail: duchaoshnt@yahoo.com 7. Chức vụ: Tổ trưởng Vật Lý 8. Đơn vị công tác: Trường THPT Nguyễn Bỉnh Khiêm. II. TRÌNH ĐỘ ĐÀO TẠO - Học vị cao nhất: Cử nhân Vật Lý - Năm nhận bằng: 1986 - Chuyên ngành đào tạo: ĐHSP Vật Lý III. KINH NGHIỆM KHOA HỌC: - Lĩnh vực chuyên môn có kinh nghiệm: Giảng dạy Vật Lý - Số năm công tác: 31 năm. - Các sáng kiến kinh nghiệm đã có trong 5 năm gần đây: 1. Phương pháp bồi dưỡng học sinh yếu môn Vật lý. 2. Phương pháp bồi dưỡng học sinh LTĐH môn Vật lý. 3. Định dạng và phương pháp giải bài tập nhiệt học về chất khí. 4. Định dạng và phương pháp giải bài toán cộng hưởng điện trong mạch điện RLC nối tiếp. Trang 2 Trường THPT Nguyễn Bỉnh Khiêm Gv. Nguyễn Đức Hào PHÂN LOẠI VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP GIAO THOA SÓNG CƠ HỌC. I. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI: Bài toán về giao thoa sóng cơ học là lĩnh vực khó trong chương trình Vật lý 12. Đa số học sinh gặp nhiều khó khăn khi giải các bài toán này. Trong sách giáo khoa chỉ đề cập kiến thức căn bản về lý thuyết giao thoa hai nguồn kết hợp cùng pha. Bài toán về giao thoa sóng cơ học rất đa dạng phong phú, nhất là giao thoa sóng cơ của hai nguồn khác pha. Để giúp các em học sinh có được nhận thức đầy đủ về lĩnh vực giao thoa sóng cơ và giúp các em giải được các bài toán khó trong lĩnh vực này một cách nhanh nhất. Việc phân loại và phương pháp giải các bài toán giao thoa sóng cơ là một vấn đề cần quan tâm. Hiện nay, hình thức trắc nghiệm khách quan lại được áp dụng đối với bộ môn vật lý. Vì vậy, việc giải nhanh các câu hỏi trắc nghiệm định lượng về giao thoa sóng cơ là rất cần thiết đối với học sinh hiện nay là hành trang cho các em bước vào các kỳ thi tốt nghiệp trung học phổ thông, đại học, cao đẳng sắp tới. Đề tài: “ PHÂN LOẠI VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP GIAO THOA SÓNG CƠ HỌC ” sẽ giúp học sinh nhận dạng bài toán giao thoa sóng cơ, từ đó có thể sử dụng công thức đã sắp xếp theo dạng để giải nhanh và cho kết quả chính xác. II. TỔ CHỨC THỰC HIỆN ĐỀ TÀI: 1. Cơ sở lý luận:  Trước khi giảng dạy tiết bài tập giao thoa sóng cơ, giáo viên yêu cầu học sinh phải ôn lại những kiến thức đã học như: - Tổng hợp 2 dao động điều hoà cùng phương cùng tần số. - Các phương trình sóng và các tính chất của sóng. - Giao thoa sóng cơ của hai nguồn kết hợp cùng pha, khác pha.  Chuyên đề này được biên soạn theo hướng tích cực hóa tư duy của học sinh trong bộ môn Vật lý, dưới sự hướng dẫn của giáo viên và dựa vào phân loại các dạng bài giao thoa sóng cơ và độ lệch pha của hai nguồn, học sinh tự xây dựng bài giải mẫu, thiết lập một số công thức tổng quát và công thức hệ quả cho từng dạng toán. 2. Nội dung, biện pháp thực hiện các giải pháp của đề tài: * Phương pháp chung: Hiện tượng hai sóng kết hợp, khi gặp nhau tại những điểm xác định, biên độ sóng tổng hợp được tăng cường (tạo thành cực đại) hoặc ℓàm giảm bớt (tạo thành cực tiểu) gọi ℓà sự giao thoa sóng. Nguồn kết hợp là hai nguồn có cùng tần số và độ ℓệch pha không đổi theo thời gian. Trang 3 Trường THPT Nguyễn Bỉnh Khiêm Gv. Nguyễn Đức Hào Xây dựng phương trình sóng tổng hợp tổng quát tại một điểm. Tùy theo từng trường hợp độ lệch pha của hai nguồn, suy ra biên độ sóng tổng hợp tại một điểm. Từ đó tìm được hiệu đường đi từ hai nguồn đến điểm biên độ cực đại, cực tiểu. Hiệu đường đi từ hai nguồn đến một điểm là yếu tố quan trọng kết hợp với giả thiết bài toán để giải. Rút ra công thức cho từng dạng bài tập hoặc có hướng giải thích hợp cho từng dạng. NỘI DUNG ĐỀ TÀI: I - PHƯƠNG PHÁP: 1. Định nghĩa giao thoa: Hiện tượng hai sóng kết hợp, khi gặp nhau tại những điểm xác định, biên độ sóng tổng hợp được tăng cường (tạo thành cực đại) hoặc ℓàm giảm bớt (tạo thành cực tiểu) gọi ℓà sự giao thoa sóng. Nguồn kết hợp là hai nguồn có cùng tần số và độ ℓệch pha không đổi theo thời gian. 2. Giao thoa sóng: M a) Hai nguồn sóng cùng pha: (1 = 2 = 0) d1 d2 - Phương trình sóng tại hai nguồn: u1 = u2 = acosωt S2 - Phương trình sóng tại M do hai sóng từ hai S1 u1 = u2 = acos(ωt) nguồn truyền tới: 2d1 )  2d 2 u2M = acos(ωt  )  u1M = acos(ωt  - Phương trình sóng tổng hợp tại M: 2d1 2d 2 ) + acos(ωt  )   d  d  d  d  uM = 2acos  2 1  cos  t  2 1        uM = u1M + u2M = acos(ωt    d 2  d1       d 2  d1  d  d  * Amax=2a khi cos 2 1  =  1  = kπ     Biên độ dao động tại M: AM = 2a cos  d2  d1 = kλ với k = 0,  1,  2… Kết luận: Biên độ của sóng giao thoa đạt cực đại tại vị trí có hiệu đường đi bằng số nguyên lần bước sóng. d 2  d1   d  d  * Amin = 0 khi cos 2 1  = 0  = 2 +kπ     λ 1  d2  d1 = (2k+1) = (k + ) với k = 0,  1,  2… 2 2 Kết luận: Biên độ của sóng giao thoa đạt cực tiểu tại vị trí có hiệu đường đi bằng Trang 4 Trường THPT Nguyễn Bỉnh Khiêm Gv. Nguyễn Đức Hào số nguyên ℓẻ ℓần nửa bước sóng. b) Hai nguồn lệch pha bất kỳ: - Phương trình sóng tại hai nguồn cùng biên độ, cùng tần số, khác pha ban đầu. u1 = acos( ωt + 1) M u2 = acos( ωt + 1) - Phương trình sóng tại M do hai d2 d1 sóng từ hai nguồn truyền tới: u1M = acos(t + 1  2d1) S1 S2  u1= acos(ωt + φ1) u2= acos(ωt + φ2) 2d 2 u2M = acos(t + 2  )  - Phương trình sóng tổng hợp tại M:  d 2  d1  1   2   d 2  d1  1   2       cos  t   2   2     (d 2  d1 )  Biên độ dao động tại M: AM = 2a cos với Δφ = φ2 – φ1   2 uM = u1M + u2M =2acos   d 2  d1      d 2  d 1       =1   = kπ  2   2    - Amax khi cos    d 2  d1   k  (kZ)    2  (1) 1  d 2  d1      d 2  d 1       =0   = (k + )π 2  2   2    - Amin khi cos 1 2   d 2  d1   k       2  (kZ) (2) II - CÁC BÀI TOÁN QUAN TRỌNG 1. Vấn đề 1: Xác định số cực đại, số cực tiểu trên đường nối hai nguồn S1S2: (không tính hai nguồn) Dạng 1.1: Nếu hai nguồn cùng pha: Δφ = 0 hoặc Δφ = k2 Từ (1): Điểm M cực đại ứng với hiệu đường đi: d2  d1 = k * Số cực đại chính là số giá trị k nguyên xuất phát từ hệ phương trình: d 2  d 1  k l  k k=0  d2 =  k= 1 d 1  d 2  S 1 S 2 2 Nếu không tính cực đại ở hai nguồn thì 0< d2 < l l l l  k nên 0 < - Xem thêm -