Giáo án Ôn tập vật lý 12 Chương trình luyện thi phần I: Phần dao động cơ dao động tắt dần – Dao động cưỡng bức10413

CHƯƠNG TRÌNH LUYỆN THI PHẦN I
PHẦN DAO ĐỘNG CƠ
DAO ĐỘNG TẮT DẦN – DAO ĐỘNG CƯỠNG BỨC
I. Dao động tắt dần :
1. Thế nào là dao động tắt dần : Là dao động mà biên độ giảm dần theo thời gian. Dao động tắt dần càng
nhanh nếu độ nhớt môi trường càng lớn.
Giải thích : Do lực cản của khơng khí, lực ma sát và lực cản càng lớn thì sự tắt dần càng nhanh.
2. Một con lắc lò xo dao động tắt dần với biên độ A, hệ số masát µ:
Quãng đường vật đi được đến lúc dừng lại là:
x
2
2 2
 A
kA
S


2  mg 2  g
A
t
4  mg 4  g
O
 2
Độ giảm biên độ sau mỗi chu kỳ là: A 
k

2
 A
A
Ak



Số dao động thực hiện được: N 
A 4  mg 4  g
T
Thời gian vật dao động đến lúc dừng lại:
AkT
 A
t  N .T 

4  mg 2  g
2
(Nếu coi dao động tắt dần có tính tuần hồn với chu kỳ T 
)



3. Ứng dụng : Thiết bị đóng cửa tự động hay giảm xóc.
II. Dao động duy trì :
Nếu cung cấp thêm năng lượng cho vật dao động bù lại phần năng lượng tiêu hao do ma sát mà không làm
thay đổi chu kì dao động riêng của nó, khi đó vật dao động mải mải với chu kì bằng chu kì dao động riêng
của nó, gọi là dao động duy trì.
Giữ biên độ dao động của con lắc không đổi mà không làm thay đổi chu kỳ dao động riêng bằng cách cung
cấp cho hệ một phần năng lượng đúng bằng phần năng lượng tiêu hao do ma sát sau mỗi chu kỳ.
III. Dao động cưỡng bức : Nếu tác dụng một ngoại biến đổi điều hoà F=F0sin(t + ) lên vật, hệ.lực này
cung cấp năng lượng cho hệ để bù lại phần năng lượng mất mát do ma sát . Khi đó hệ sẽ gọi là dao động
cưỡng bức. Giữ biên độ dao động của con lắc không đổi bằng cách tác dụng vào hệ một ngoại lực cưỡng
bức tuần hoàn
2. Đặc điểm :
- Tần số dao động của hệ bằng tần số của lực cưỡng bức.
- Biên độ của dao động cưỡng bức phụ thuộc biên độ lực cưỡng bức và độ chênh lệch giữa tần số của lực

cưỡng bức và tần số riêng của hệ dao động.
Chú ý: Bài tốn xe , xơ nước lắc mạnh nhất:
HƯ dao động có tần số dao động riêng là f0, nếu hệ chịu tác dụng của lực cỡng bức biến thiên tuần hoàn với
tần số f thì biên độ dao động cđa hƯ lín nhÊt khi:
f0 = f
Vd: Mét chiÕc xe gắn máy chạy trên một con đờng lát gạch, cứ cách khoảng 9m trên đờng lại có một rÃnh
nhỏ. Chu kì dao động riêng của khung xe máy trên lò xo giảm xóc là 1,5s. Hỏi với vận tốc bằng bao nhiêu
thì xe bị xóc mạnh nhất.
Xe máy bị xóc m¹nh nhÊt khi f0 = f  T  T0 mµ T = s/v suy ra v = s/T = 9/1,5 = 6(m/s) = 21,6(km/h).
IV. Hiện tượng cộng hưởng :
1. Định nghĩa : Hiện tượng biên độ của dao động cưỡng bức tăng đến giá trị cực đại khi tần số f của lực
cưỡng bức tiến đến bằng tần số riêng f0 của hệ dao động gọi là hiện tượng cộng hưởng.
Hiện tượng cộng hưởng xảy ra khi: f = f0 hay  = 0 hay T = T0
Với f, , T và f0, 0, T0 là tần số, tần số góc, chu kỳ của lực cưỡng bức và của hệ dao động.
2. Tầm quan trọng của hiện tượng cộng hưởng : Hiện tượng cộng hưởng khơng chỉ có hại mà cịn có lợi
ThuVienDeThi.com


Dựa vào cộng hưởng mà ta có thể dùng một lực nhỏ tác dụng lên một hệ dao động có khối lượng lớn để làm
cho hệ này dao động với biên độ lớn
Dùng để đo tần số dòng điện xoay chiều, lên dây đàn.
BÀI TẬP
Dao động tắt dần
1. NhËn xÐt nào sau đây là không đúng?
A. Dao động tắt dần càng nhanh nếu lực cản của môi trờng càng lớn.
B. Dao động duy trì có chu kỳ bằng chu kỳ dao động riêng của con lắc.
C. Dao động cỡng bức cã tÇn sè b»ng tÇn sè cđa lùc cìng bøc.
D. Biên độ của dao động cỡng bức không phụ thuộc vào tần số lực cỡng bức.
2. Nguyên nhân gây ra dao động tắt dần của con lắc đơn dao động trong không khí là
A. do trọng lực tác dụng lên vật.

B. do lực căng của dây treo.
C. do lực cản của môi trờng.
D. do dây treo có khối lợng đáng kể.
3. Chọn câu Đúng. Dao động duy trì là điện tắt dần mà ngời ta
A. làm mất lực cản của môi trờng đối với vật chuyển động.
B. tác dụng ngoại lực biến đổi điều hoà theo thời gian vào vật chuyển động.
C. tác dụng ngoại lực vào vật dao động cùng chiều với chuyển động trong một phần của từng chu kỳ
D. kích thích lại dao động sau khi dao động bị tắt dần.
4,. Phát biểu nào sau đây là không đúng?
A. Biên độ của dao động riêng chỉ phụ thuộc vào cách kích thích ban đầu để tạo lên dao động.
B. Biên độ của dao động tắt dần giảm dần theo thời gian.
C. Biên độ của dao động duy trì phụ thuộc vào phần năng lợng cung cấp thêm cho dao động trong mỗi
chu kỳ.
D. Biên độ của dao động cỡng bức chỉ phụ thuộc vào biên độ của lực cỡng bức.
5 Phát biểu nào sau đây là đúng?
A. Trong dao động tắt dần, một phần cơ năng đà biến đổi thành nhiệt năng.
B. Trong dao động tắt dần, một phần cơ năng đà biến đổi thành hoá năng.
C. Trong dao động tắt dần, một phần cơ năng đà biến đổi thành điện năng.
D. Trong dao động tắt dần, một phần cơ năng đà biến đổi thành quang năng.
6. Con lắc lò xo ngang gồm lò xo có độ cøng k = 100N/m vµ vËt m = 100g, dao động trên mặt phẳng ngang,
hệ số ma sát giữa vật và mặt ngang là = 0,01, lấy g = 10m/s2. Sau mỗi lần vật chuyển động qua VTCB biên
độ dao động giảm 1 lợng là
A. A = 0,1cm.
B. A = 0,1mm.
C. ΔA = 0,2cm.
D. ΔA = 0,2mm.
7. Mét con lắc lò xo ngang gồm lò xo có độ cứng k = 100N/m và vật m = 100g, dao động trên mặt phẳng
ngang, hệ số ma sát giữa vật và mặt ngang là = 0,02. Kéo vật lệch khỏi VTCB một đoạn 10cm rồi thả nhẹ
cho vật dao động. QuÃng đờng vật đi đợc từ khi bắt đầu dao động đến khi dừng hẳn là
A. S = 50m.

B. S = 25m.
C. S = 50cm.
D. S = 25cm.
Dao động cưỡng bc v hin tng cng hng
8. Phát biểu nào sau đây là đúng? Biên độ của dao động cỡng bức không phụ thuộc vào:
A. pha ban đầu của ngoại lực tuần hoàn tác dụng lên vật. B. biên độ ngoại lực tuần hoàn tác dụng lên vật.
C. tần số ngoại lực tuần hoàn tác dụng lên vật. D. hệ số cản (của ma sát nhớt) tác dụng lên vật.
9. Phát biểu nào sau đây là đúng? Hiện tợng cộng hởng chỉ xảy ra với:
A. dao động điều hoà. B. dao động riêng. C. dao động tắt dần.
D. với dao động cỡng bức.
10 Phát biểu nào sau đây là không đúng?
A. tÇn sè gãc lùc cìng bøc b»ng tÇn sè gãc dao động riêng.
B. tần số lực cỡng bức bằng tần số dao động riêng.
C. chu kỳ lực cỡng bức bằng chu kỳ dao động riêng.
D. biên độ lực cỡng bức bằng biên độ dao động riêng.
11, Phát biểu nào sau đây là không đúng?
A. Tần số của dao động cỡng bức luôn bằng tần số của dao động riêng.
B. Tần số của dao động cỡng bức bằng tần số của lùc cìng bøc.
ThuVienDeThi.com


C. Chu kỳ của dao động cỡng bức không bằng chu kỳ của dao động riêng.
D. Chu kỳ của dao ®éng cìng bøc b»ng chu kú cđa lùc cìng bøc.
12. Một ngời xách một xô nớc đi trên đờng, mỗi bớc đi đợc 50cm. Chu kỳ dao động riêng của nớc trong xô
là 1s. Để nớc trong xô sóng sánh mạnh nhất thì ngời đó phải đi với vận tốc
A. v = 100cm/s.
B. v = 75cm/s.
C. v = 50cm/s.
D. v = 25cm/s.
13 Mét ngêi ®Ìo hai thïng níc ë phÝa sau xe đạp và đạp xe trên một con đờng lát bê tông. Cứ cách 3m, trên

đờng lại có một rÃnh nhỏ. Chu kỳ dao động riêng của nớc trong thùng là 0,6s. Để nớc trong thùng sóng sánh
mạnh nhất thì ngời đó phải đi với vận tốc là
A. v = 10m/s.
B. v = 10km/h.
C. v = 18m/s.
D. v = 18km/h.
14. Một hành khách dùng dây chằng cao su treo một chiếc ba lô lên trần toa tầu, ngay phía trên một trục
bánh xe của toa tầu. Khối lợng ba lô là 16kg, hệ số cứng của dây chằng cao su là 900N/m, chiều dài mỗi
thanh ray là 12,5m, ở chỗ nối hai thanh ray có một khe hở nhỏ. Để ba lô dao động mạnh nhất thì tầu phải
chạy víi vËn tèc lµ
C. v ≈ 27m/s.
D. v ≈ 54m/s.
A. v ≈ 27km/h.
B. v ≈ 54km/h.

ThuVienDeThi.com