Giáo án vật lý - Tiết 45 -46:thực hành xác định bước sóng và tần số của âm

Tiết 45 - 46: THỰC HÀNH Bài 2: XÁC ĐỊNH BƯỚC SÓNG VÀ TẦN SỐ CỦA ÂM I. Mục đích yêu cầu: Tạo ra sự cộng hưởng giữa dao động của cột không khí trong một chiếc ống và dao động của âm thoa. Căn cứ vào điều kiện cộng hưởng (sóng dừng) để xác định bước sóng của âm phát ra khi âm thoa dao động, từ đó xác định tần số của âm.. * Trọng tâm: Toàn bài * Phương pháp: Pháp vấn, diễn giảng, thực nghiệm II. Chuẩn bị: HS: Xem bài “Sóng âm” và “Hiện tượng sóng trong cơ học”. Đọc và trả lời phần “Chuẩn bị lý thuyết”, và mỗi nhóm một mẫu báo cáo thí nghiệm theo Sgk. GV: Một ống trụ dài 60cm, đường kính 4  5cm có pittông di chuyển được dễ dàng dọc theo trục ống. Âm thoa la. Búa cao su để gõ âm thoa. Thước đo chiều dài, một nhiệt kế treo tường (dùng chung cho cả lớp) III. Tiến hành lên lớp: A. Ổn định: B. Kiểm tra: 1. Viết công thức tính bước sóng l của sóng âm có tần số f truyền trong môi trường không khí với vận tốc v ở nhiệt độ t. 2. Dựa vào hình 1a, hãy nêu cách làm thí nghiệm để xác định bước sóng của âm và từ đó xác định tần số f của âm? C. Tiến hành thí nghiệm: TIẾT 1: GV HƯỚNG DẪN HỌC SINH TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM: PHƯƠNG PHÁP NỘI DUNG * GV hướng dẫn hs làm thí nghiệm, ghi số liệu, tính toán, kết luận theo từng bước sau: 1. Đặt pittông ở khoảng giữa của ống trụ đặt nằm ngang trên mặt bàn: dùng búa gõ vào âm thoa rồi đưa âm thoa đến sát miệng ống trụ như hình vẽ. Di chuyển dần pittông từ miệng ống về phía giữa ống để xác định vị trí của pittông: l1 (đo từ miệng ống đến pittông) sao cho nghe thấy âm rõ nhất (khi có cộng hưởng) Lặp lại thí nghiệm 5 lần, ghi các giá trị l1, l5 Sau đó l trung bình và l 1. Xác định chiều dài cột không khí có cộng hưởng lần đầu: Tính: )cm?( 5 l...l l 5    1 )cm?( 2 l...l l min    max Với lmax và lmin là giá trị lớn nhất và nhỏ nhất của l l1 (cm) l2 (cm) l3 (cm) l4 (cm) l5 (cm) 2. Tương tự như ở phần 1, nhưng di chuyển pittông về phía xa miệng ống, sao cho kih có hiện tượng cộng hưởng đo được l’ (l’ > l) Cũng thực hiện 5 lần, ghi kết quả mỗi lần đo  tính l' vaø 'l 2. Xác định chiều dài cột không khí có cộng hưởng lần 2: Tính: )cm?( 5 'l...'l 'l 5    1 )cm?( 2 'l...'l 'l min    max l1’ (cm) l2’ (cm) l3’ (cm) l4 ‘ (cm) l5 ‘ (cm) 3. Hiệu của l’ và l (khoảng cách giữa 2 bụng kế tiép nhau của sóng dừng bằng nửa bước sóng âm l) Nghĩa là: l’ – l = ? 2   Tính sai số: tuyệt đối:  = ? tương đối: ?   3.Xác định bước sóng l của âm: Tính: l = 2 (l’ – l) = ? (m) l = l’+ l = ? (m) => ghi kết quả: .................. (m) ?   4. Đo nhiệt độ không khí trong phòng và tính vận tốc truyền âm trong không khí. 4. Tính vận tốc truyền âm trong không khí: v = 332 ?t004,01  (m/s) 5. Xác định tần số âm phát ra bởi dao động của âm thoa f; tính f f;f  ; ghi kết quả. 5. Xác định tần số âm phát ra bởi âm thoa: + f = ?v   (Hz) + ?.... 332 3 v v f f        => ? f f.ff  (Hz) Vậy: f = .................. (Hz) TIẾT 2: HỌC SINH TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM VÀ LẬP BẢNG BÁO CÁO THÍ NGHIỆM * GV kết luận: - Để phép đo chính xác, ít mắc nhiều sai số cần tập trung để phân biệt cường độ âm, chú ý lắng nghe, theo dõi quá trình điều chỉnh độ dài cột không khí. Khi nghe chưa rõ hoặc phép đo nghi ngờ sai thì cần làm lại. - Trong thí nghiệm trên, là sự tổng hợp của sóng âm tới từ nguồn phát và sóng âm phản xạ khi sóng tới gặp đáy ống bịt kín -> tạo ra sóng đứng trong ống, với các nút và các bụng. => tại đáy ống là vị trí của nút và miệng ống là vị trí của bụng. Ta có thể minh hoạ như hình 1a) bụng 3 bụng 2 bụng 1 nút 1 nút 2 l l' D. Củng cố: Cách xác định bước sóng: l = 2 (l’ – l) bằng thực nghiệm => Tần số sóng âm   vf E. Dặn dò: Ôn tập lý thuyết và các bài tập chương 1, 3, 5 (tới bài “Gương cầu lồi”) Chuẩn bị tiết sau: “Ôn tập”