Sáng kiến kinh nghiệm Một số kinh nghiệm hướng dẫn học sinh lớp 12 THPT giải nhanh bài tập trắc nghiệm phần SÓNG DỪNG

 BÁO CÁO KẾT QUẢ
 NGHIÊN CỨU, ỨNG DỤNG SÁNG KIẾN
1. Lời giới thiệu 
 Trong những năm học gần đây, Sở Giáo dục và Đào tạo Vĩnh Phúc đã áp dụng hình 
thức thi trắc nghiệm khách quan để kiểm tra đánh giá định kỳ chất lượng học tập bộ môn 
Vật lí lớp 12 ở các trường THPT trong Tỉnh. Bộ Giáo dục và Đào tạo cũng đã áp dụng 
hình thức thi trắc nghiệm khách quan để kiểm tra đánh giá trong kỳ thi trung học phổ 
thông quốc gia đối với môn Vật lí cho học sinh lớp 12. Với hình thức thi trắc nghiệm 
khách quan thì nội dung kiến thức kiểm tra tương đối rộng, đòi hỏi học sinh phải học kỹ, 
nắm vững toàn bộ kiến thức của từng chương trong chương trình Vật lý 12.
 Để đạt được kết quả tốt trong việc kiểm tra đánh giá định kỳ chất lượng học tập, thi 
THPT quốc gia, thì học sinh không những phải nắm vững kiến thức, mà còn phải có 
phương pháp phản ứng nhanh nhạy, xử lý tốt đối với các dạng bài tập của từng chương, 
từng phần. 
 Là một giáo viên giảng dạy bộ môn Vật lí ở trường THPT . , để giúp học sinh hệ 
thống kiến thức và giải nhanh các dạng bài tập của phần sóng dừng, một nội dung thuộc 
chương 2 của sách giáo khoa cơ bản Vật lý 12, góp phần nâng cao hiệu quả dạy và học 
bộ môn Vật lí của Nhà trường, tôi lựa chọn đề tài: “Một số kinh nghiệm hướng dẫn 
học sinh lớp 12 THPT giải nhanh bài tập trắc nghiệm phần SÓNG DỪNG” làm 
SKKN trong năm học 2018 – 2019.
2. Tên sáng kiến: 
 MỘT SỐ KINH NGHIỆM HƯỚNG DẪN HỌC SINH LỚP 12 THPT 
 GIẢI NHANH BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM PHẦN “SÓNG DỪNG”.
3. Lĩnh vực áp dụng sáng kiến: 
- Lĩnh vực: Vật lý lớp 12
- Vấn đề giải quyết: 
 1 PHẦN 1: MỘT SỐ KINH NGHIỆM HƯỚNG DẪN HỌC SINH LỚP 12 
THPT GIẢI NHANH BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM PHẦN “SÓNG DỪNG”.
I. HỆ THỐNG KIẾN THỨC VỀ SÓNG DỪNG
1. Sóng dừng là sóng truyền trên sợi dây trong trường hợp xuất hiện các nút (điểm 
luôn đứng yên) và các bụng (biên độ dao động cực đại) cố định trong không gian. 
2. Nguyên nhân: Sóng dừng là kết quả của sự giao thoa của sóng tới và sóng phản xạ 
cùng phát ra từ một nguồn và truyền theo cùng một phương.
3. Phân loại và điều kiện để có sóng dừng trên sợi dây dài l:
3.1. Sóng dừng cố định là sóng trên dây với 2 đầu cố định (hoặc 2 đầu là 2 nút)
* Điều kiện để có sóng dừng cố định:
 
  
 2
Để có sóng dừng đầu cố định thì chiều dài 2 4
của sợi dây phải bằng một số nguyên lần nửa P Q
 
bước sóng. l k , (k N ).
 2 
 k 2
Gọi k là số bó sóng
 Số bó sóng = số bụng sóng = k 
 Số nút sóng = k + 1
3.2. Sóng dừng tự do là sóng trên dây với một
 
đầu cố định, đầu còn lại tự do (hoặc một P 2 Q
đầu dây là nút, một đầu dây là bụng) 
 2
 
 4
 
* Điều kiện để có sóng dừng tự do: k 2
Để có sóng dừng tự do thì chiều dài sợi dây phải bằng một số lẻ lần phần tư bước 
 
sóng l (2k 1) , (k N ) .
 4
Gọi k là số bó sóng
 Số bụng = số nút = k + 1
* Đặc điểm của sóng dừng
- Biên độ dao động của phần tử vật chất ở mỗi điểm không đổi theo thời gian.
 3 d
Biên độ dao động của phần tử tại M: A = 2A cos(2 )
 M 
Lưu ý: * Với d là khoảng cách từ M đến đầu nút sóng thì biên độ: 
 d
A = 2A sin(2 )
 M 
 d
* Với d là khoảng cách từ M đến đầu bụng sóng thì biên độ: A = 2A cos(2 )
 M 
II. MỘT SỐ DẠNG CƠ BẢN VỀ SÓNG DỪNG VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI 
NHANH
Dạng 1: Li độ, biên độ của các điểm trên sợi dây
Phương pháp:
* Nếu chọn điểm M cách nút A một đoạn là MA thì biên độ của M sẽ là 
 2 AM
 A A sin
 M b 
* Nếu chọn điểm M cách bụng A một đoạn là MA thì biên độ của M sẽ là 
 2 AM
 A A cos
 M b 
 Các trường hợp đề thi hay khai thác
 B
 M(t2)
 M M’
 Ab
 2
 -Ab O Ab
 Ab
 M(t1)
 Minh họa hai lần liên tiếp AM = ub
 5 gần A nhất, C là trung điểm của AB, với AB = 10 cm. Biết khoảng thời gian ngắn 
nhất giữa hai lần mà li độ dao động của phần tử tại B bằng biên độ dao động của 
phần tử tại C là 0,2 s. Tốc độ truyền sóng trên dây là 
A. 2 m/s. B. 0,5 m/s. C. 1 m/s. D. 0,25 m/s.
 Hướng dẫn
 
 AB 10cm  40cm . 
 4
*Chọn nút A làm gốc. Điểm B là bụng nên ta có AB Ab
 AB 2 AC Ab Ab AB
 AC 5cm AC Ab sin uB AC uB 
 2  2 2 2
 AB T
Hai lần liên tiếp để uB là 0,2 T 0,8s (Suy ra từ VTLG).
 2 4
  40
 v 50cm/s = 0,5m/s Chọn B.
 T 0,8
Ví dụ 3: Một sợi dây đàn hồi căng ngang, đang có sóng dừng ổn định chu kì T và 
bước sóng  . Trên dây, A là một điểm nút, B là một điểm bụng gần A nhất, C là 
điểm thuộc AB sao cho AB = 3BC. Khoảng thời gian ngắn nhất giữa hai lần mà li độ 
dao động của phần tử tại B bằng biên độ dao động của phần tử tại C là 
A. T/4. B. T/6. C. T/3. D. T/8. 
 Hướng dẫn
 2AB 2  
Chọn nút A làm gốc. A A . AB 3BC AC . 
 b B 3 3 4 6
 Ab 3
 2
 O
 -Ab Ab
 7 
 AB 18cm  72cm .
 4
 2 AM 2 .6 A A 
 A A sin A sin B vmax B
 M b  B 72 2 M 2
 A  T T
 v vmax B VTLG t 4. 0,1 T 0,3s
 B M 2 12 3
  72
 v 240cm/s = 2,4m/s Chọn D. 
 T 0,3
Ví dụ 6. (Đào Duy Từ - Thái Nguyên – 2016). Trên một sợi dây hai đàn hồi cố định 
có sóng dừng với bước sóng là  . Trên dây, B là một điểm bụng, C là điểm cách B là 
  /12 . Khoảng thời gian ngắn nhất giữa hai lần kế tiếp mà li độ của phần tử sóng tại B 
bằng biên độ tại C là 0,15s. Tốc độ truyền sóng trên dây là 40cm/s. Tại điểm D trên 
dây cách B là 24cm có biên độ là 4,5mm. Tốc độ dao động cực đại của phần tử sóng 
tại B bằng
A. 20 (mm/s). B. 40 (mm/s). C.10 3 (mm/s). D. 20 3 (mm/s).
 Hướng dẫn
Chọn bụng B làm gốc. AB Ab .
 2 BC 2  /12 A 3 A 3
 A A cos A cos B u A B
 C B  B  2 B C 2
 A 3 T
Hai lần liên tiếp để u B là 0,15 T 0,9s  vT 36cm
 B 2 6
 2 BD 2 .24
 A A cos 4,5 A cos A 9mm v A  20 
 C B  B 36 B B B
Chọn A. 
Ví dụ 7: Thí nghiệm sóng dừng trên một sợi dây có hai đầu cố định và chiều dài 
36cm , người ta thấy có 6 điểm trên dây dao động với biên độ cực đại. Khoảng thời 
 9 2 .AC 2 .20 / 3 A 3
 A A sin A sin B
 C B  B 40 2
* Li độ của phần tử tại B bằng biên độ dao động của phần tử tại C là
 AB 3 VTLG T 0,8 2
 uB AC  t s Chọn C.
 2 6 6 15
Ví dụ 9: Một sóng dừng trên một sợi dây có dạng u=40sin(2,5πx)cosωt (mm), trong 
đó u là li độ tại thời điểm t của phần tử M trên sợi dây mà vị trí cân bằng của nó cách 
gốc tọa độ một đoạn x (x đo bằng mét, t đo bằng giây). Khoảng thời gian ngắn nhất 
giữa hai lần liên tiếp để một điểm trên bụng sóng có độ lớn của li độ bằng biên độ của 
điểm N cách nút sóng 10cm là 0,125s. Tốc độ truyền sóng trên sợi dây là
A. 320cm/s . B. 160cm/s. C. 80cm/s. D. 100cm/s.
 Hướng dẫn
* Biên độ tại bụng Ab 40mm 4cm . Chọn gốc tọa độ tại A (A là nút sóng) 
 Ab
 x AN 0,1m AN 40sin 2,5 x 40sin 2,5 .0,1 20 2mm =
 2
 Ab 2 .AN x AN 0,1m
 AN Ab sin   8AN 0,8m
 2 
* Gọi điểm bất kì trên sợi dây là điểm B. Theo đề ta có 
 Ab VTLG T 
 uB AN  t 0,125s T 0,5s v 1,6m/s 
 2 4 T
Chọn B.
1.2. Li độ vận tốc tại một thời điểm
Ví dụ 1. (Thi thử chuyên Vinh lần 1- 2016). Trên một sợi dây AB dài 1,2 m với hai 
đầu cố định đang có sóng dừng với 3 bụng sóng, biên độ bụng sóng là 4 2 cm .Tốc độ 
truyền sóng trên dây v = 80 cm/s. Ở thời điểm phần tử tại điểm M trên dây cách A là 
30 cm có li độ 2 cm thì phần tử tại điểm N trên dây cách B là 50 cm có tốc độ là
 11 max
 vN AN AN 1 vN max aN 3
 vN vM . 6 . 3 cm/s = aN 
 vM AM AM 2 2 2
 2
 amax 3 A  2. 3 0,3. 20 3
Thay số: a N N 600 3cm/s = 6 3m/s
 N 2 2 2
Chọn A
Ví dụ 3. (Thi thử chuyên Vinh 2016). Trên một sợi dây căng ngang dài 1,92 m với 
hai đầu cố định đang có sóng dừng với 5 điểm luôn đứng yên (kể cả hai đầu dây). 
Vận tốc truyền sóng trên dây là 9,6 m/s, biên độ dao động của một bụng sóng là 4 
cm. Biết rằng các điểm liên tiếp trên dây dao động cùng pha, cùng biên độ thì có hiệu 
khoảng cách giữa chúng bằng 0,32 m. Tốc độ dao động cực đại của các điểm này là
A. 60π cm/s. B. 40π cm/s. C. 80π cm/s. D. 20π cm/s.
 Hướng dẫn
  
 l k 1,92 4.  0,96m 96cm f 10Hz  20 
 2 2
*Gọi hai điểm liên tiếp trên dây dao động cùng biên độ và cùng pha là M và N.
Hai điểmM và N phải nằm trên 1 bó và đối xứng qua nút sóng MN <0,5  .
*Chọn nút A làm gốc, M và N cách A lần lượt là xM và xN (xN>xM>0). 
 2 xM 
 cos 
 uM AM  2 2 xM 2 xN 
 cos cos (1)
 uN AN 2 xN  2  2 
 cos 
  2 
 2 x 2 x 2 x x 
 M N M N k2 
  2  2 
 
  xN xM 0,48m xN 0,4m 
 k 1 xM xN 0,48 2 
 2 xM 0,08m
 xN xM 0,32m 
 2 xM 2 .0,08 max
 AM AN Ab sin 4 sin 2cm vM AM . 40 cm/s.
  0,96
Chọn B. 
 13