Nêu được khái niệm dao động tắt dần, dao động duy trì và dao động cưỡng bức. Nắm được nguyên nhân và quá trình tắt cũng như nắm được hiện tượng cộng hưởng, sau đó phân biệt được dao động duy trì và dao động cưỡng bức.
Dao động có biên độ giảm dần theo thời gian được gọi là dao động tắt dần
Trong dao động của con lắc thì ma sát làm mất đi một phần năng lượng của dao động làm cho biên độ giảm dần.
Tùy theo trường hợp mà dao động tắt dần có lợi hay có hại.
Nếu sự tắt dần có hại thì ta phải chống lại sự tắt dần bằng cách cung cấp thêm năng lượng cho hệ dao động. Ví dụ: con lắc đồng hồ……
Nếu sự tắt dần có lợi thì ta phải tăng cường ma sát để dao động tắt dần nhanh. Ví dụ: bộ giảm xóc của ôtô, xe máy……
Để dao động không tắt dần người ta dùng thiết bị cung cấp năng lượng đúng bằng năng lượng tiêu tốn sau mỗi chu kì. Dao động như thế gọi là dao động duy trì.
Dao động được duy trì bằng cách tác dụng vào nó một ngoại lực cưỡng bức tuần hoàn. Gọi là dao động tuần hoàn
Các loại máy đầm, máy phá hủy các công trình xây dựng.
Bộ phận giảm xóc của xe máy
Dao động cưỡng bức có biên độ không đổi, tần số bằng tần số lực cưỡng bức.
Biên độ phụ thuộc vào biên độ lực cưỡng bức và sự chênh lệch tần số của lực cưỡng bức và tần số riêng của dao động
Hiện tượng biên độ 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.
Điều kiện cộng hưởng: \(\small f=f_0\)
Khi \(\small f=f_0\) thì năng lượng được cung cấp một cách nhịp nhàng biên độ tăng dần lên. Biên độ cực đại khi tốc độ cung cấp năng lượng bằng tốc độ tiêu hao năng lượng
Tầm quan trọng của hiện tượng cộng hưởng
Hiện tượng cộng hưởng có hại: làm sập nhà cửa, cầu …
Hiện tượng cộng hưởng có lợi: hộp đàn guitar, violon….
Một con lắc lò xo đặt trên mặt sàn nằm ngang, gồm vật có khối lượng m = 100 g, lò xo có khối lượng không đáng kể, độ cứng k = 100 N/m. Kéo vật ra khỏi vị trí cân bằng 1 đoạn 5 cm rồi buông cho vật dao động. Lấy g = 10 m/s2 , do có lực ma sát nên vật dao động tắt dần. Sau khi thực hiện được 10 dao động vật dừng lại . Hệ số ma sát giữa vật và sàn là bao nhiêu?
\(\begin{array}{l} N = \frac{A}{{\Delta A}} = 10\\ \Rightarrow \Delta A = \frac{A}{{10}} = {5.10^{ - 3}}mnn\\ \Delta A = \frac{{4\mu mg}}{k}\\ \Rightarrow \mu = \frac{{k\Delta A}}{{4mg}} = 0,125 \end{array}\)
Một con lắc đơn có chiều dài 64 cm được treo vào trần của một toa xe lửa. Con lắc bị kích động mỗi khi bánh xe của toa gặp chỗ nối của các đoạn ray. Biết khoảng cách giữa hai mối ray là 16 m và g = 10 = m/s2. Biên độ của con lắc đơn này lớn nhất khi đoàn tàu chuyển động thẳng đều với tốc độ khoảng ?
Tần số của ngoại lực tác dụng vào con lắc là: \(\small f= \frac{v}{s}=\frac{v}{16}\)
Để biên độ của con lắc là lớn nhất thì \(\small f= f_0=0,625 Hz\)
=> v = 10 m/s = 36 km/h
Qua bài giảng Dao động tắt dần- Dao động cưỡng bức này, các em cần hoàn thành 1 số mục tiêu mà bài đưa ra như :
Nêu được những đặc điểm của dao động tắt dần, dao động duy trì, dao động cưởng bức, sự cộng hưởng.
Nêu được điều kiện để có hiện tượng cộng hưởng xảy ra và một vài ví dụ về tầm quan trọng của hiện tượng cộng hưởng.
Các em có thể hệ thống lại nội dung kiến thức đã học được thông qua bài kiểm tra Trắc nghiệm Vật lý 12 Bài 4 cực hay có đáp án và lời giải chi tiết.
Chọn phương án sai khi nói về dao động cưỡng bức
Dao động duy trì là dao động xảy ra dưới tác dụng của ngoại lực tuần hoàn có tần số:
Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về sự cộng hưởng của một hệ dao động cơ:
Câu 4-10: Mời các em đăng nhập xem tiếp nội dung và thi thử Online để củng cố kiến thức về bài học này nhé!
Các em có thể xem thêm phần hướng dẫn Giải bài tập Vật lý 12 Bài 4để giúp các em nắm vững bài học và các phương pháp giải bài tập.
Bài tập 1 trang 21 SGK Vật lý 12
Bài tập 2 trang 21 SGK Vật lý 12
Bài tập 3 trang 21 SGK Vật lý 12
Bài tập 4 trang 21 SGK Vật lý 12
Bài tập 5 trang 21 SGK Vật lý 12
Bài tập 6 trang 21 SGK Vật lý 12
Bài tập 4.1 trang 12 SBT Vật lý 12
Bài tập 4.2 trang 12 SBT Vật lý 12
Bài tập 4.3 trang 12 SBT Vật lý 12
Bài tập 4.4 trang 12 SBT Vật lý 12
Bài tập 4.5 trang 12 SBT Vật lý 12
Bài tập 4.6 trang 12 SBT Vật lý 12
Bài tập 4.7 trang 13 SBT Vật lý 12
Bài tập 4.8 trang 13 SBT Vật lý 12
Bài tập 1 trang 51 SGK Vật lý 12 nâng cao
Bài tập 1 trang 51 SGK Vật lý 12 nâng cao
Trong quá trình học tập nếu có thắc mắc hay cần trợ giúp gì thì các em hãy comment ở mục Hỏi đáp, Cộng đồng Vật lý DapAnHay sẽ hỗ trợ cho các em một cách nhanh chóng!
Chúc các em học tập tốt và luôn đạt thành tích cao trong học tập!
-- Mod Vật Lý 12 DapAnHay
Chọn phương án sai khi nói về dao động cưỡng bức
Dao động duy trì là dao động xảy ra dưới tác dụng của ngoại lực tuần hoàn có tần số:
Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về sự cộng hưởng của một hệ dao động cơ:
Sau khi tác dụng ngoại lực tuần hoàn lên hệ dao động đang ở trạng thái cân bằng thì ở giai đoạn chuyển tiếp:
Hiện tượng cộng hưởng thể hiện càng rõ nét khi:
Dao động tắt dần là
Để duy trì dao động cho một cơ hệ mà không làm thay đổi chu kỳ riêng của nó ta phải
Trong các đại lượng sau, đại lượng nào không thay đổi theo thời gian trong dao động tắt dần:
Một vật dao động với biên độ 10 cm trên mặt phẳng nằm ngang có hệ số ma sát là 0,01. Vật dao động với tần số góc 4 rad/s. Lấy g = 10 m/s2. Số chu kỳ dao động cho tới khi vật dừng lại là:
Một hệ dao động có tần số riêng f0 = 2,5 Hz. Khi hệ chịu tác dụng của một ngoại lực có biểu thức F = F0sin(8πt) N thì hệ sẽ dao động cưỡng bức với tần số:
Nêu đặc điểm của dao động tắt dần. Nguyên nhân của nó là gì?
Nêu đặc điểm của dao động duy trì?
Nêu đặc điểm của dao động cưỡng bức?
Hiện tượng cộng hưởng là gì? Nêu điều kiện để có cộng hưởng. Cho một ví dụ.
Một con lắc dao động tắt dần. Cứ sau mỗi chu kì, biên độ giảm đi 3%. Phần năng lượng của con lắc bị mất đi trong một dao động toàn phần là bao nhiêu?
A. 3%. B. 9%.
C. 4,5%. D. 6%.
Một con lắc dài 44 cm được treo vào trần của một toa xe lửa. Con lắc bị kích động mỗi khi bánh của toa xe gặp chỗ nối nhau của đường ray. Hỏi tàu chạy thẳng đều với vận tốc bằng bao nhiêu thì biên độ dao động của con lắc sẽ lớn nhất? Cho biết chiều dài của mỗi đường ray là 1,25 m. Lấy g = 9,8 m/s2.
A. 10,7 km/h.
B. 34 km/h.
C. 106 km/h.
D. 45 km/h.
Một con lắc dao động tắt dần chậm. Cứ sau mỗi chu kì, biên độ giảm 3%. Phần năng lượng của con lắc bị mất đi trong một dao động toàn phân là bao nhiêu ?
A. 6%. B. 3%. C. 9%. D. 94%.
Một con lắc lò xo đang dao động tắt dần. Người ta đo được độ giảm tương đối của biên độ trong ba chu kì đầu tiên là 10%. Độ giảm tương đối của thế năng tương ứng là bao nhiêu ?
A. 10%
B. 19%.
C. 0,1%.
D. Không xác định được vì chưa biết độ cứng của lò xo.
Một con lắc đơn dài 0,3 m được treo vào trần của một toa xe lửa. Con lắc bị kích động mỗi khi bánh xe của toa xe gặp chỗ nối nhau của các đoạn đường ray. Khi con tàu chạy thẳng đều với tốc độ là bao nhiêu thì biên độ của con lắc sẽ lớn nhất ? Cho biết khoảng cách giữa hai mối nối là 12,5 m. Lấy g = 9,8 m/s2.
A. 60 km/h. B. 11,5km/h. C. 41 km/h. D. 12,5 km/h.
Khi nói về dao động cơ cưỡng bức, phát biểu nào sau đây là sai ?
A. Tần số của dao động cưỡng bức bằng tần số của lực cưỡng bức.
B. Biên độ của dao động cưỡng bức càng lớn khi tần số của lực cưỡng bức càng gần tần số riêng của hệ dao động.
C. Tần số của dao động cưỡng bức lớn hơn tần số của lực cưỡng bức.
D. Biên độ dao động cưỡng bức phụ thuộc vào biên độ của lực cưỡng bức.
Dao động tắt dần
A. có biên độ không thay đổi theo thời gian.
B. luôn có hại.
C. luôn có lợi.
D. có biên độ giảm dần theo thời gian.
Khi nói về dao động cưỡng bức; phát biểu nào sau đây là đúng ?
A. Dao động cưỡng bức có biên độ không đổi và có tần số bằng tần số của lực cưỡng bức.
B. Dao động của con lắc đồng hồ là dao động cưỡng bức.
C. Dao động cưỡng bức có tần số nhỏ hơn tần số của lực cưỡng bức.
D. Biên độ của dao động cưỡng bức là biên độ của lực cưỡng bức
Một vật dao động tắt dần có các đại lượng nào sau đây giảm liên tục theo thời gian ?
A. Biên độ và tốc độ. B. Li độ và tốc độ.
C. Biên độ và cơ năng. D. Biên độ và gia tốc.
Khi nói về dao động cơ tắt dần của một vật, phát biểu nào sau đây là đúng ?
A. Động năng của vật biến thiên theo hàm bậc nhất của thời gian.
B. Lực cản của môi trường tác dụng lên vật càng nhỏ thì dao động tắt dần càng nhanh.
C. Cơ năng của vật không thay đổi theo thời gian.
D. Biên độ dao động của vật giảm dần theo thời gian.
Dao động duy trì là dao động tắt dần mà người ta đã
A. Làm mất lực cản của môi trường đối với vật chuyển động.
B. Tác dụng ngoại lực biến đổi điều hòa theo thời gian vào vật dao động.
C. Tác dụng ngoại lực vào vật dao động cùng chiều với chuyển động trong một phần của từng chu kì.
D. Kích thích lại dao động sau khi dao động bị tắt dần.
Họ và tên
Tiêu đề câu hỏi
Nội dung câu hỏi
A. 4cm
B. 8cm
C. 10cm
D. 12,5cm
Câu trả lời của bạn
Vật đi được 1 chu kì dao động: 4A = 16cm A=4cm
Đáp án: A
A. \(60km/h\)
B. \(11,5km/h\)
C. \(41km/h\)
D. \(12,5km/h\)
Câu trả lời của bạn
Chu kì dao động riêng của con lắc: \(T = 2\pi \sqrt {\dfrac{l}{g}} = 2\pi \sqrt {\dfrac{{0,3}}{{9,8}}} = 1,1s\)
Con lắc dao động với biên độ cực đại khi xảy ra hiện tượng cộng hưởng, khi đó chu kì lực cưỡng bức bằng với chu kì dao động riêng của con lắc
\( \Rightarrow v = \dfrac{s}{T} = \dfrac{{12,5}}{{1,1}} = 11,36m/s = 41km/h\)
Chọn C
A. Tần số của dao động cưỡng bức bằng tần số của lực cưỡng bức.
B. Biên độ của dao động cưỡng bức càng lớn khi tần số của lực cưỡng bức càng gần tần số riêng của hệ dao động.
C. Tần số của dao động cưỡng bức lớn hơn tần số của lực cưỡng bức.
D. Biên độ dao động cưỡng bức phụ thuộc vào biên độ của lực cưỡng bức.
Câu trả lời của bạn
C – sai vì: Tần số của dao động cưỡng bức bằng tần số của lực cưỡng bức.
A. có biên độ không thay đổi theo thời gian.
B. luôn có hại.
C. luôn có lợi.
D. có biên độ giảm dần theo thời gian.
Câu trả lời của bạn
A – sai vì : Dao động tắt dần có biên độ giảm dần theo thời gian.
B, C – sai vì: Dao đông tắt dần vừa có lợi, vừa có hại.
Chọn D
A. \(6\% \)
B. \(3\% \)
C. \(9\% \)
D. \(94\% \)
Câu trả lời của bạn
Gọi biên độ ban đầu và biên độ sau một chu kì lần lượt là \(A;{A_1}\)
Ta có: \({A_1} = A - 3\% A = 0,97A\)
Cơ năng ban đầu là \({\rm{W}} = \dfrac{1}{2}k{A^2}\)
Cơ năng vật sau một chu kì là: \({{\rm{W}}_1} = \dfrac{1}{2}kA_1^2 = \dfrac{1}{2}k.{(0,97A)^2} = 0,{97^2}.\dfrac{1}{2}k{A^2} = 0,{97^2}{\rm{W}}\)
Năng lượng con lắc mất đi:
\(\begin{array}{l}\Delta {\rm{W = W}} - {{\rm{W}}_1} = (1 - 0,{97^2}){\rm{W}}\\ \Rightarrow \dfrac{{\Delta {\rm{W}}}}{{\rm{W}}}.100\% = (1 - 0,{97^2}).100\% = 6\% \end{array}\)
Chọn A
A. \(10\% \)
B. \(19\% \)
C. \(0,1\% \)
D. Không xác định được vì chưa biết độ cứng của lò xo
Câu trả lời của bạn
Gọi biên độ ban đầu và biên độ vật sau ba chu kì lần lượt là \(A;{A_1}\)
Ta có: \({A_1} = A - 10\% A = 0,9A\)
Thế năng cực đại ban đầu là \({\rm{W}} = \dfrac{1}{2}k{A^2}\)
Thế năng cực đại sau \(3\) chu kì là: \({{\rm{W}}_1} = \dfrac{1}{2}kA_1^2 = \dfrac{1}{2}k.{(0,9A)^2} = 0,{9^2}.\dfrac{1}{2}k{A^2} = 0,{9^2}{\rm{W}}\)
Năng lượng con lắc mất đi:
\(\begin{array}{l}\Delta {\rm{W = W}} - {{\rm{W}}_1} = (1 - 0,{9^2}){\rm{W}}\\ \Rightarrow \dfrac{{\Delta {\rm{W}}}}{{\rm{W}}}.100\% = (1 - 0,{9^2}).100\% = 19\% \end{array}\)
Chọn B
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 lực cản ( của ma sát nhớt) tác dụng lên vật dao động.
Câu trả lời của bạn
Biên độ của dao động cưỡng bức không phụ thuộc vào pha ban đầu của ngoại lực tuần hoàn tác dụng lên vật.
Chọn đáp án A.
Câu trả lời của bạn
Gọi \(v\) là vận tốc chuyển động của ô tô để bi rung mạnh nhất, lúc này có sự cộng hưởng xảy ra, do đó thời gian giữa 2 lần ô tô vấp mô phải bằng chu kì dao động của khung xe trên các lò xo \( \Rightarrow t =T= 1,5(s).\)
Suy ra \(v = {s \over t} = {8 \over {1,5}} = 5,33(m/s) = 19,2(km/h).\)
A. Làm mất lực cản môi trường đối với vật chuyển động.
B. Tác dụng của ngoại lực biến đổi điều hoà theo thời gian vào vật dao động.
C. Tác dụng ngoại lực vào vật dao động cùng chiều với chuyển động trong một phần của từng chu kì.
D. Kích thích lại dao động sau khi dao động bị tắt hẳn.
Câu trả lời của bạn
Dao động duy trì là dao động tắt dần mà người ta đã tác dụng ngoại lực vào vật dao động cùng chiều với chuyển động trong một phần của từng chu kì.
Chọn đáp án C.
B. Dao động tắt dần càng nhanh nếu lực cản của môi trường càng lớn.
C. Dao động cưỡng bức có tần số bằng tần số của lực cưỡng bức.
D. Biên độ của dao động cưỡng bức không phụ thuộc tần số của lực cưỡng bức.
Câu trả lời của bạn
Đáp án D
Phương pháp: Sử dụng lí thuyết về dao động cưỡng bức và dao động tắt dần
Biên độ của dao động cưỡng bức phụ thuộc vào biên độ của ngoại lực cưỡng bức và độ chênh lệch tần số giữa tần số của ngoại lực và tần số dao động riêng.
A A1 < A3 < A2 < A4
B A3 < A1 < A4 < A2
C A2 < A1 < A4 < A3
D A1 < A2 < A3 < A4
Câu trả lời của bạn
Đáp án A
Phương pháp: Điều kiện để có cộng hưởng cơ
Tần số dao động riêng f0 = 5Hz
Tần số của ngoại lực: f1 = 2Hz; f2 = 4Hz; f3 = 7,5Hz ; f4 = 5Hz .
Độ chênh lệch tần số Δf=|fn−f0| giữa tần số của ngoại lực và tần số dao động riêng càng nhỏ thì biên độ của dao động cưỡng bức càng lớn
=> A1 < A3 < A2 < A4
A f
B πf
C 2πf
D 0,5f
Câu trả lời của bạn
Sử dụng lí thuyết của dao động cưỡng bức
Tần số của dao động cưỡng bức bằng tần số ngoại lực cưỡng bức.
fcb =fF = ωF : 2π = πf : 2π=0,5f
A 5 Hz.
B 0,1 Hz.
C 10 Hz.
D 0,2 Hz.
Câu trả lời của bạn
Biểu thức ngoại lực F = 20cos(20πt + π/6)(N) => tần số dao động của vật f = ω/2π = 10 Hz
A dao động (1) ngược pha với dao động (2).
B dao động (1) trễ pha hơn dao động (2).
C dao động (1) đồng pha với dao động (2).
D dao động (1) vuông pha với dao động (2).
Câu trả lời của bạn
Đáp án: A
dao động (1) ngược pha với dao động (2).
A. Quả lắc đồng hồ.
B. Con lắc đơn trong phòng thí nghiệm.
C. Khung xe oto sau khi đi qua chỗ gồ ghề.
D. Con lắc lò xo trong phòng thí nghiệm.
Câu trả lời của bạn
Đáp án C
+ Tắt dần của khung xe khi qua ổ gà càng nhanh thì càng có lợi.
A. 0,2 Hz
B. 0,1 Hz
C. 5 Hz
D. 10 Hz
Câu trả lời của bạn
Con lắc lò xo dao động dưới tác dụng của ngoại lực biến thiên điều hòa F = 20cos(20πt + π/6) N thì con lắc lò xo đó sẽ dao động điều hòa với tần số bằng tần số của ngoại lực
=> Tần số dao động của vật là f = ω/2π = 20π/2π = 10 Hz
=> Chọn đáp án D
A. 56,9 N/m.
B. 100 N/m.
C. 736 N/m.
D. 73,6 N/m.
Câu trả lời của bạn
Đáp án A
Trả lời:
+ Con lắc dao động mạnh nhất khi xảy ra cộng hưởng: \(T = 2\pi \sqrt {\frac{m}{k}} = \frac{L}{v} = 56,0N/m\)
A 120 g.
B 400 g.
C 40 g.
D 10 g.
Câu trả lời của bạn
Đáp án B
Hiện tượng biên độ dao động cưỡng bức tăng dần lên đến giá trị cực đại khi tần số f của lực cưỡng bức bằng tần số riêng f0 của hệ dao động gọi là hiện tượng cộng hưởng.
\( \to \omega = {\omega _0} \leftrightarrow \sqrt {\frac{k}{m}} = 10 \to m = \frac{k}{{{{10}^2}}} = \frac{4}{{100}} = 0,4{\rm{kg}} = 400{\rm{g}}\)
A. 2,22 cm.
B. 1,23 cm.
C. 0,1 cm.
D. 2,92 cm.
Câu trả lời của bạn
Đáp án D
+ Biên độ dao động của vật sau một chu kì
\(A' = {x_0} - \frac{{4\mu mg}}{k} = 2,92cm\)
A. 0,4 kg
B. 1 kg
C. 250 g
D. 100 g
Câu trả lời của bạn
Điều kiện cộng hưởng:
\(f = {f_0}\) hay \({\omega = {\omega _0} \leftrightarrow 10\pi = \sqrt {\frac{k}{m}} }\)
\({ \to m = \frac{k}{{{\omega ^2}}} = \frac{{100}}{{{{(10\pi )}^2}}} = 0,1kg = 100g}\)
0 Bình luận
Để lại bình luận
Địa chỉ email của hạn sẽ không được công bố. Các trường bắt buộc được đánh dấu *