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. 120 g.
B. 400 g.
C. 40 g.
D. 10 g.
Câu trả lời của bạn
Đáp án B
Viên bi dao động với biên độ cực đại khi xảy ra cộng hưởng \(\omega = {\omega _F} \to m = \frac{k}{{{\omega ^2}}} = 400g\)
A. 80 cm/s.
B. 78 cm/s.
C. 60 cm/s.
D. 76 cm/s.
Câu trả lời của bạn
Đáp án B
Tốc độ lớn nhất mà vận tốc đạt được \({v_{max}} = \omega \left( {{\rm{\Delta }}l - \frac{{\mu mg}}{k}} \right) = 78{\mkern 1mu} cm/s\)
A. 250 g.
B. 400 g.
C. 1 kg.
D. 200 g.
Câu trả lời của bạn
Khi tác dụng ngoại lực vào vật thì xảy ra hiện tượng cộng hưởng, suy ra ω = 5π rad/s
\( \Rightarrow m = \frac{k}{{{\omega ^2}}} = \frac{{100}}{{{{\left( {5\pi } \right)}^2}}} = 0,4kg = 400g\)
Chọn B
A. truyền dao động cưỡng bức.
B. duy trì dao động tự do.
C. giảm cường độ lực gây xóc và làm tắt dần dao động.
D. điều chỉnh để có hiện tượng cộng hưởng dao động.
Câu trả lời của bạn
Đáp án C
Lò xo giảm xóc của ô tô và xe máy có tác dụng giảm cường độ lực gây xóc và làm tắt dần dao động.
A. Li độ của vật luôn giảm dần theo thời gian.
B. Gia tốc cùa vật luôn giảm dần theo thời gian.
C. Vận tốc của vật luôn giảm dần theo thời gian.
D. Biên độ dao động giảm dần theo thời gian.
Câu trả lời của bạn
Đáp án D
Phương pháp: Lý thuyết về dao động tắt dần
Trong dao động tắt dần biên độ giảm dần theo thời gian
A. Tần số của hệ dao động cưỡng bức luôn bằng tần số dao động riêng của hệ
B. Biên độ của hệ dao động cưỡng bức phụ thuộc vào tần số của ngoại lực cưỡng bức
C. Tần số của hệ dao động cưỡng bức bằng 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 trả lời của bạn
Tần số của hệ dao động cưỡng bức luôn bằng tần số dao động riêng của hệ
A. tăng rồi giảm.
B. không thay đổi.
C. luôn tăng.
D. luôn giảm.
Câu trả lời của bạn
Tần số dao động riêng của con lắc đơn
\(f = \frac{1}{{2\pi }}\sqrt {\frac{g}{\ell }} = \frac{1}{{2\pi }}\sqrt {\frac{{{\pi ^2}}}{1}} = 0,5Hz\)
Như vậy khi tần số ngoại lực tăng từ 0,2Hz đến 2Hz thì
+ Từ 0,2Hz đến 0,5Hz thì biên độ dao động tăng
+ Từ 0,5Hz đến 2Hz thì biên độ giảm
Chọn A
A với tần số lớn hơn tần số dao động riêng.
B với tần số nhỏ hơn tần số dao động riêng.
C mà không chịu ngoại lực tác dụng.
D với tần số bằng tần số dao động riêng.
Câu trả lời của bạn
Đáp án D
+ Khi xảy ra hiện tượng cộng hưởng thì vật tiếp tục dao động với tần số bằng tần số dao động riêng.
A. f = 2f0
B. f = f0
C. f = 4f0
D. f = 0,5f0
Câu trả lời của bạn
Đáp án B
Khi xảy ra hiện tượng cộng hưởng trong dao động cưỡng bức thì f = f0
A A1 > A2 > A3.
B A1 <A2 < A3.
C A3 > A1 > A2.
D A2 >A3 > A1.
Câu trả lời của bạn
A1 <A2 < A3.
A. A1 > A2.
B. A1 = A2.
C. A1 < A2.
D. A1 = 1,5A2.
Câu trả lời của bạn
Chọn C
+ Vì ω2 gần ω0 hơn →A2>A1
A. A1 = A2
B. A1 > A2
C. A1 < A2
D. không thể kết luận.
Câu trả lời của bạn
Đáp án: C
Giải thích: Do f = 8 Hz là giá trị nằm trong khoảng từ 6 -> 10, mà tại f = 6Hz và f = 10 Hz thì dao động cùng biên độ, nên f = 8 Hz là tần số sát với tần số riêng của hệ hơn, nên biên độ sẽ lớn hơn.
A. 40 gam.
B. 10 gam.
C. 120 gam.
D. 100 gam.
Câu trả lời của bạn
Khi ωF = 10 rad/s thì biên độ dao động của viên bi đạt giá trị cực đại
\( \Rightarrow {\omega _0} = \sqrt {\frac{k}{m}} = {\omega _F} \Rightarrow m = \frac{k}{{\omega _F^2}} = \frac{{10}}{{{{10}^2}}} = 0,1kg = 100g\)
Chọn đáp án D
A. tăng lên rồi sau đó giảm xuống.
B. giảm xuống.
C. không thay đổi.
D. tăng lên.
Câu trả lời của bạn
Tần số dao động của con lắc đơn
\({f_0} = \frac{1}{{2\pi }}\sqrt {\frac{g}{\ell }} = \frac{1}{{2\pi }}\sqrt {\frac{{10}}{1}} = 0,5Hz\)
Nếu tần số của ngoại lực f = f0 0,5Hz thì xảy ra hiện tượng cộng hưởng, biên độ dao động của con lắc đơn sẽ lớn nhất.
Do đó, khi tần số của ngoại lực thay đổi từ 1 Hz đến 2Hz (f > f0) thì biên độ dao động của con lắc sẽ giảm xuống.
Chọn đáp án B
A. dao động điện từ.
B. dao động cưỡng bức.
C. dao động tắt dần.
D. dao động duy trì.
Câu trả lời của bạn
Đáp án: D
Dao động của con lắc đồng hồ là dao động duy trì
A dao động cưỡng bức.
B dao động duy trì.
C dao động tắt dần.
D Sự cộng hưởng
Câu trả lời của bạn
Hệ thống giảm xóc của các phương tiện giao thông là ứng dụng của dao động tắt dần.
A. A1 + A2
B. \(\sqrt {A_1^2 + A_2^2} \)
C. \(\frac{{{A_1} + {A_2}}}{2}\)
D. |A1 – A2|
Câu trả lời của bạn
Hai dao động thành phần có độ lệch pha Δφ = π
Biên độ dao động tổng hợp: A2 = A12 + A22 + 2A1A2cosπ = A12 + A22 - 2A1A2 = (A1 – A2)2
Vậy A = |A1- A2|
A. dao động tự do.
B. dao động tắt dần.
C. dao động duy trì.
D. dao động cưỡng bức
Câu trả lời của bạn
Khi đến mỗi bến, xe buýt chỉ tạm dừng nên không tắt máy. Hành khách trên xe nhận thấy thân xe dao động. Đó là dao động cưỡng bức.
A Biên độ dao động cưỡng bức tăng rồi giảm
B A1 = A2
C A1 > A2
D A1 < A2
Câu trả lời của bạn
Ta có:
+ Tần số dao động riêng của con lắc: \(f = \frac{1}{{2\pi }}\sqrt {\frac{k}{m}} = \frac{1}{{2\pi }}\sqrt {\frac{{100}}{{0,1}}} = 5H{\rm{z}}\)
+ f0 < f2 < f1
=> A2 > A1
=> Chọn D
A. A1 =1,5 A2
B. A1 =A2
C. A1 <A2
D. A1 >A2
Câu trả lời của bạn
Tần số dao động riêng của con lắc: \({\omega _O} = \sqrt {\frac{k}{m}} = 20\sqrt {10} \)
Đồ thị biểu diễn A theo Ω
Ta có ω1<ω2<ωO→A1<A2
Chọn C
0 Bình luận
Để lại bình luận
Địa chỉ email của hạn sẽ không được công bố. Các trường bắt buộc được đánh dấu *