Giải bài tập Vật lí lớp 11 Bài 9: Sóng ngang. Sóng dọc. Sự truyền năng lượng của sóng cơ
Khởi động trang 37 Vật Lí 11: Sóng mặt nước và sóng âm truyền trong không khí có đặc điểm gì chung và riêng?
Lời giải:
– Giống nhau: Sóng mặt nước và sóng âm truyền trong không khí đều là sóng cơ học.
– Khác nhau:
+ Sóng mặt nước là sóng ngang.
+ Sóng âm truyền trong không khí là sóng dọc.
I. Sóng ngang
Câu hỏi trang 37 Vật Lí 11: Hình 9.1 mô tả một sóng ngang truyền trên dây đàn hồi. Hãy quan sát các mũi tên, từ đó chỉ ra phương dao động của các phần tử của dây và phương truyền sóng.
Lời giải:
Phương của các phần tử trên dây vuông góc với phương truyền sóng.
II. Sóng dọc
Hoạt động trang 38 Vật Lí 11: Dựa vào Hình 9.1 và Hình 9.2, hãy chỉ ra điểm giống và khác nhau giữa sóng dọc và sóng ngang.
Lời giải:
|
|
Sóng dọc |
Sóng ngang |
|
Giống nhau |
Đều là sự lan truyền dao động trong môi trường vật chất. |
|
|
Khác nhau |
Có phương dao động của các phần tử môi trường trùng với phương truyền sóng. |
Có phương dao động của các phần tử môi trường vuông góc với phương truyền sóng.
|
IV. Sử dụng mô hình sóng để giải thích một số tính chất của âm
Hoạt động trang 39 Vật Lí 11: Quan sát Hình 9.4 mô tả biên độ và tần số của âm qua dao động kí để trả lời các câu hỏi sau:
– Ở Hình 9.4a loa phát ra âm có chu kì bằng bao nhiêu?
So với Hình 9.4a:
– Ở hình nào biên độ âm lớn hơn nhưng tần số không thay đổi?
– Ở hình nào tần số âm giảm nhưng không giảm biên độ?
– Ở hình nào biên độ âm giảm nhưng không giảm tần số?
Lời giải:
– Ở hình a ta thấy trong khoảng 0,01 s thì sóng âm thực hiện được 4 dao động nên chu kì của sóng âm là T = 0,0025 s.
So với Hình 9.4a:
– Ở hình b có biên độ âm lớn hơn nhưng tần số không thay đổi.
– Ở hình e tần số giảm (vì chu kì tăng) nhưng biên độ âm không giảm.
– Ở hình c biên độ giảm nhưng không giảm tần số.
Câu hỏi 1 trang 39 Vật Lí 11: Tại thời điểm mà sóng trên lò xo được mô tả trên Hình 9.2. Hãy xác định:
a) Sóng đã truyền được bao nhiêu bước sóng?
b) Trong các điểm X, Y, Z điểm nào là điểm chưa dao động?
Lời giải:
a) Nhìn vào hình ảnh ta thấy lò xo có 2 khoảng dãn, 3 khoảng nén nên có thể thấy được sóng đã thực hiện 2 dao động tương ứng với 2 bước sóng.
b) Điểm X là điểm chưa dao động.
Câu hỏi 2 trang 39 Vật Lí 11: Dải tần số mà một học sinh có thể nghe thấy từ 30 Hz đến 16 000 Hz. Tốc độ truyền âm trong không khí là 330 m/s. Tính bước sóng ngắn nhất của âm thanh trong không khí mà bạn học sinh đó nghe được.
Lời giải:
Bước sóng ngắn nhất tương ứng với tần số lớn nhất:
Vậy bước sóng ngắn nhất của âm thanh trong không khí mà bạn học sinh đó nghe được là 0,02 m.
Em có thể trang 40 Vật Lí 11: Nêu được ví dụ trong thực tế chứng tỏ sóng truyền năng lượng.
Lời giải:
Ví dụ: Ta nghe được tiếng người nói chuyện ồn ào ở đằng xa, chứng tỏ sóng âm truyền trong không khí và mang năng lượng âm thanh từ người nói tới tai ta.
Em có thể trang 40 Vật Lí 11: Nêu được ví dụ về sóng dọc và sóng ngang trong thực tiễn.
Lời giải:
– Ví dụ về sóng ngang: sóng tròn truyền qua bề mặt nước khi ném đá.
– Ví dụ về sóng dọc: sóng địa chấn trong các vụ như động đất, núi lửa, …
Em có thể trang 40 Vật Lí 11: Sử dụng mô hình sóng để giải thích được một số tính chất đơn giản của âm.
Lời giải:
Âm thanh truyền được trong môi trường chất rắn, lỏng, khí và có độ to, nhỏ, trầm, bổng khác nhau là do đặc điểm của lớp các phần tử vật chất của môi trường tiếp xúc với nguồn âm dao động (nén, giãn) với biên độ và tần số khác nhau đối với các môi trường khác nhau. Lớp phần tử vật chất này của môi trường truyền âm lại làm cho lớp phần tử vật chất kế tiếp của môi trường truyền âm dao động, …. cứ như thế các dao động của nguồn âm được lớp các phần tử vật chất của môi trường truyền âm truyền tới tai ta, làm cho màng nhĩ dao động, do đó ta nghe được âm phát ra từ nguồn âm.
Xem thêm các bài giải SGK Vật lí lớp 11 Kết nối tri thức hay, chi tiết khác:
Bài 8: Mô tả sóng
Bài 9: Sóng ngang. Sóng dọc. Sự truyền năng lượng của sóng cơ
Bài 10: Thực hành: Đo tần số của sóng âm
Bài 11: Sóng điện từ
Bài 12: Giao thoa sóng