Cac loai dao dong trong vat ly 12

THẦY GIÁO PHẠM QUỐC TOẢN
CÁC LOẠI DAO ĐỘNG
I – KIẾN THỨC
1. Các loại dao động
Dao động tuần hoàn: là dao động mà trạng thái dao động lặp lại như cũ sau những khoảng thời
gian như nhau
Dao động tự do: là dao động mà chu kỳ của hệ chỉ phụ thuộc vào đặc tính bên trong của hệ
Dao động tắt dần: là dao động có biên độ giảm dần theo thời gian, nguyên nhân của sự tắt dần
là do ma sát với môi trường. Ma sát càng lớn thì tắt dần càng nhanh.
Dao động duy trì: là dao động có biên độ không đổi theo thời gian trong đó sự cung cấp thêm
năng lượng để bù lại sự tiêu hao do ma sát ma không làm thay đổi chu kỳ riêng của nó thì dao
động kéo dài mãi mãi và gọi là dao động duy trì.
Dao động cưỡng bức: là dao động chịu sự tác dụng của ngoại lực biến đổi điều hòa F=F0cosΩt
- Dao động cưỡng bức là điều hòa có dạng hàm cos(t).
- Tần số của dao động cưỡng bức bằng tần số góc Ω của ngoại lực
- Biên độ của dao động cưỡng bức của ngoại lực tỉ lệ thuận với biên độ F0 của ngoại lực phụ
thuộc vào tần số góc của ngoại lực và lực cản môi trường.
- Hiện tượng cộng hưởng: khi biên độ A của dao động cưỡng bức đạt giá trị cực đại. người ta
nói rằng có hiện tượng cộng hưởng.
- Giá trị cực đại của biên độ A của dao động đạt được khi tần số góc của ngoại lực bằng tần
số góc riêng 0 của hệ dao động tắt dần
- Hiện tượng cộng hưởng càng rõ nét khi lực cản càng nhỏ.
Phân biệt dao động duy trì và dao động cưỡng bức:
Dao động cưỡng bức
Dao động duy trì
Dao động cưỡng bức là dao động xảy ra dưới Dao động duy trì cũng xảy ra dưới tác dụng
tác dụng của ngoại lực tuần hoàn có tần số của ngoại lực, nhưng ở đây ngoại lực được
góc Ω bất kỳ. sau giai đoạn chuyển tiếp thì điều khiển có tần số góc  bằng tần số góc 0
dao động cưỡng bức có tần số góc của ngoại của dao động tự do của hệ
lực.
Dao động xảy ra xảy ra trong hệ dưới tác

dụng dưới tác dụng của ngoại lực độc lập đối
với hệ

Dao động duy trì là là dao động riêng là dao
động riêng của hệ được bù thêm năng lượng
do một lực điều khiển bởi chính dao động ấy
thông qua một hệ cơ cấu nào đó.

2. Bài tập về cộng hưởng
* Điều kiện cộng hưởng: Tr = Tcb
Trong đó: Tr: Chu kỳ riêng
Tcb: chu kỳ cưỡng bức
* Công thức xác định vận tốc của xe lửa để con lắc dao động mạnh nhất v =
Trong đó:

L
Tr

l: chiều dài thanh ray
Tr: là chu kỳ riêng của con lắc
3. Bài tập về dao động tắt dần của con lắc lò xo
Bài toán: Một vật có khối lượng m, gắn vào lò xo có độ cứng k. Kéo
lò xo ra khỏi vị trí cân bằng một đoạn A rồi buông tay ra cho vật dao
động. Biết hệ số ma sát của vật với mặt sàn là µ
a) Tìm quãng đường vật đi được đến khí dừng hẳn?
Đến khi vật dừng hẳn thì toàn bộ cơ năng của con lắc lò xo đã bị công của lực ma sát làm triệt
kA 2
1
tiêu:  Ams = W  mgµS = kA2  S =
2

2mg
b) Độ giảm biên độ sau nửa chu kỳ, sau một chu kỳ
Gọi A1 là biên độ ban đầu của con lắc lò xo, A2 là biên độ sau nửa chu kỳ
www.facebook.com/toanpq/

1


THẦY GIÁO PHẠM QUỐC TOẢN
1
1
Ta sẽ có: W = mgµ(A1+A2) = (kA12 - kA22) = k(A1 + A2)(A1 - A2)
2
2
2mg
 A1 - A2 =
= A1
k
A1 gọi là độ giảm biên độ trong nửa chu kỳ.
4mg
 Độ giảm biên độ sau một chu kỳ là: A = 2.A1 =
k
A
c) Số dao động đến lúc dừng hẳn N =
A
T.A
d) Thời gian đến lúc dừng hẳn t = T.N =
A
e) Bài toán tìm vận tốc của vật khi vật đi được quãng đường S
Ta có: W = Wđ + Wt +Ams

 Wđ = W - Wt - Ams





K A 2  x 2  2Fms .S
m
mg

x 
Vật sẽ đạt được vận tốc cực đại khi FhL = 0 tại 
k
S  A  x
4. Bài tập về dao động tắt dần của con lắc đơn
Con lắc đơn có chiều dài l dao động tắt dần với một lực cản đều là Fc,
biên độ góc ban đầu là 01.
a) Hãy xác định quãng đường mà con lắc thực hiện đến lúc tắt hẳn của con
lắc đơn.
1
1
Ta có W = mgl012 = Fc.S  S = mgl012.Fc
2
2
b) Xác định độ giảm biên độ trong một chu kỳ.
1
Ta có: năng lượng ban đầu của con lắc là: W1 = mgl012
2
1
Năng lượng còn lại của con lắc khi ở biên W2 = mgl022

2
1
Năng lượng mất đi sau nữa chu kì: W = W1 - W2 = mgl(012 - 022) = Fc.(S01 + S02)
2
2F
1
 mgl(α01 - α 02)(α01 + α02) = Fc.lα(α01 + α02)  α01 - α02 = c = Δα1 (const)
2
mg
 Độ giảm biên độ trong một chu kỳ là:  = 4FC
mg

c) Số dao động đến lúc tắt hẳn. N = 01

d) Thời gian đến lúc tắt hẳn: t = N.T
e) Số lần đi vị trí cân bằng đến lúc tắt hẳn: n = 2.N
1
1
1
 mv2 = kA2 - Fms.S - kx2  v 
2
2
2

www.facebook.com/toanpq/

2


THẦY GIÁO PHẠM QUỐC TOẢN

II - BÀI TẬP
Câu 1. Nhận định nào sau đây là sai khi nói về hiện tượng cộng hưởng trong một hệ cơ học.
A. Tần số dao động của hệ bằng với tần số của ngoại lực.
B. Khi có cộng hưởng thì dao động của hệ không phải là điều hòa
C. Biên độ dao động lớn khi lực cản môi trường nhỏ.
D. Khi có cộng hưởng thì dao động của hệ là dao động điều hòa.
Câu 2. Nhận xét nào sau đây về dao động tắt dần là đúng?
A. Có tần số và biên độ giảm dần theo thời gian.
B. Môi trường càng nhớt thì dao động tắt dần càng nhanh.
C. Có năng lượng dao động luôn không đổi theo thời gian.
D. Biên độ không đổi nhưng tốc độ dao động thì giảm dần.
Câu 3. Chọn phát biểu sai về dao động duy trì.
A. Có chu kỳ bằng chu kỳ dao động riêng của hệ.
B. Năng lượng cung cấp cho hệ đúng bằng phần năng lượng mất đi trong mỗi chu kỳ.
C. Có tần số dao động không phụ thuộc năng lượng cung cấp cho hệ.
D. Có biên độ phụ thuộc vào năng lượng cung cấp cho hệ trong mỗi chu kỳ.
Câu 4. Phát biểu nào dưới đây sai?
A. Dao động tắt dần là dao động có biên độ giảm dần theo thời gian
B. Dao động cưỡng bức có tần số bằng tần số của ngoại lực
C. Dao động duy trì có tần số phụ thuộc vào năng lượng cung cấp cho hệ dao động
D. Cộng hưởng có biên độ phụ thuộc vào lực cản của môi trường
Câu 5. Hiện tượng cộng hưởng thể hiện càng rõ nét khi
A. Biên độ của lực cưỡng bức nhỏ.
B. Độ nhớt của môi trường càng lớn.
C. Tần số của lực cưỡng bức lớn.
D. lực cản, ma sát của môi trường nhỏ
Câu 6. Để duy trì dao động cho một cơ hệ ta phải
A. làm nhẵn, bôi trơn để giảm ma sát
B. Tác dụng vào nó một lực không đổi theo thời gian.
C. Tác dụng lên hệ một ngoại lực tuần hoàn

D. Cho hệ dao động với biên độ nhỏ để giảm ma sát.
Câu 7. Chọn sai khi nói về dao động cưỡng bức
A. Tần số dao động bằng tần số của ngoại lực
B. Biên độ dao động phụ thuộc vào tần số của ngoại lực
C. Dao động theo quy luật hàm sin của thời gian
D. Tần số ngoại lực tăng thì biên độ dao động tăng
Câu 8. (CĐ 2007) Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về dao động cơ học?
A. Hiện tượng cộng hưởng (sự cộng hưởng) xảy ra khi tần số của ngoại lực điều hoà bằng tần
số dao động riêng của hệ.
B. Biên độ dao động cưỡng bức của một hệ cơ học khi xảy ra hiện tượng cộng hưởng (sự
cộng hưởng) không phụ thuộc vào lực cản của môi trường.
C. Tần số dao động cưỡng bức của một hệ cơ học bằng tần số của ngoại lực điều hoà tác
dụng lên hệ ấy.
D. Tần số dao động tự do của một hệ cơ học là tần số dao động riêng của hệ ấy.
Câu 9. (ĐH 2007) Khi xảy ra hiện tượng cộng hưởng cơ thì vật tiếp tục dao động
A. với tần số bằng tần số dao động riêng.
B. mà không chịu ngoại lực tác dụng.
C. với tần số lớn hơn tần số dao động riêng.
D. với tần số nhỏ hơn tần số dao động riêng.
Câu 10. (ĐH 2007) Nhận định nào sau đây sai khi nói về dao động cơ học tắt dần?
A. Dao động tắt dần có động năng giảm dần còn thế năng biến thiên điều hòa
B. Dao động tắt dần là dao động có biên độ giảm dần theo thời gian.
C. lực ma sát càng lớn thì dao động tắt càng nhanh.
D. Trong dao động tắt dần, cơ năng giảm dần theo thời gian.
www.facebook.com/toanpq/

3


THẦY GIÁO PHẠM QUỐC TOẢN

Câu 11. (CĐ 2008) Một con lắc lò xo gồm viên bi nhỏ khối lượng m và lò xo khối lượng không

đáng kể có độ cứng 10 N/m. Con lắc dao động cưỡng bức dưới tác dụng của ngoại lực tuần hoàn
có tần số góc ωF. Biết biên độ của ngoại lực tuần hoàn không thay đổi. Khi thay đổi ωF thì biên
độ dao động của viên bi thay đổi và khi ωF = 10 rad/s thì biên độ dao động của viên bi đạt giá trị
cực đại. Khối lượng m của viên bi bằng
A. 40 gam.
B. 10 gam.
C. 120 gam.
D. 100 gam.
Câu 12. (CĐ 2008) Khi nói về một hệ dao động cưỡng bức ở giai đoạn ổn định. Phát biểu nào
dưới đây là sai?
A. Tần số của hệ dao động cưỡng bức bằng tần số của ngoại lực cưỡng bức
B. Tần số của hệ dao động cưỡng bức luôn bằng tần số dao động riêng của hệ.
C. Biên độ của hệ dao động cưỡng bức phụ thuộc vào tần số của ngoại lực cưỡng bức
D. Biên độ của hệ dao động cưỡng bức phụ thuộc biên độ của ngoại lực cưỡng bức
Câu 13. (CĐ 2009): Phát biểu nào sau đây là đúng khi nói về dao động tắt dần?
A. Dao động tắt dần có biên độ giảm dần theo thời gian.
B. Cơ năng của vật dao động tắt dần không đổi theo thời gian.
C. lực cản môi trường tác dụng lên vật luôn sinh công dương.
D. Dao động tắt dần là dao động chỉ chịu tác dụng của nội lực
Câu 14. (ĐH 2009): Khi nói về dao động cưỡng bức, phát biểu nào sau đây là đúng?
A. Dao động của con lắc đồng hồ là dao động cưỡng bức
B. Biên độ của dao động cưỡng bức là biên độ của lực cưỡng bức
C. Dao động cưỡng bức có biên độ không đổi và có tần số bằng tần số của lực cưỡng bức
D. Dao động cưỡng bức có tần số nhỏ hơn tần số của lực cưỡng bức
Câu 15. (CĐ 2010): Khi một vật dao động điều hòa thì
A. lực kéo về tác dụng lên vật có độ lớn cực đại khi vật ở vị trí cân bằng.
B. gia tốc của vật có độ lớn cực đại khi vật ở vị trí cân bằng.
C. lực kéo về tác dụng lên vật có độ lớn tỉ lệ với bình phương biên độ.

D. vận tốc của vật có độ lớn cực đại khi vật ở vị trí cân bằng.
Câu 16. (ĐH 2010): Một vật dao động tắt dần có các đại lượng giảm liên tục theo thời gian là
A. biên độ và gia tốc
B. li độ và tốc độ
C. biên độ và năng lượng
D. biên độ và tốc độ
Câu 17. (ĐH 2010): Một con lắc lò xo gồm vật nhỏ khối lượng 0,02 kg và lò xo có độ cứng 1
N/m. Vật nhỏ được đặt trên giá đỡ cố định nằm ngang dọc theo trục lò xo. Hệ số ma sát trượt
giữa giá đỡ và vật nhỏ là 0,1. Ban đầu giữ vật ở vị trí lò xo bị nén 10 cm rồi buông nhẹ để con lắc
dao động tắt dần. Lấy g = 10 m/s2. Tốc độ lớn nhất vật nhỏ đạt được trong quá trình dao động là
A. 10 30 cm/s.
B. 20 6 cm/s.
C. 40 2 cm/s.
D. 40 3 cm/s.

www.facebook.com/toanpq/

4