chuyên đề Dao động tắt dần

Bạn đang băn khoăn chưa biết lựa chọn tài liệu nào để ôn tập. Đây chính là tài liệu rất quý bao gồm những bài tập về chủ đề dao động tắt dần rất quan trong trong đề thi .........................................

Trang 1

Trang chủ > Tổng hợp Mẹo hay

Phương pháp giải 7 bài toán dao động tắt dần, chưa bao giờ đơn giản đến thế

I Dao động tắt dần:

1 Định nghĩa: Dao động tắt dần là dao động mà biên độ giảm dần theo thời gian.

2 Nguyên nhân: là do lực ma sát của môi trường tác động lên hệ dao động Lực này thực

hiện công âm làm cơ năng của con lắc giảm dần Ma sát càng lớn, dao động sẽ ngừng lại

càng nhanh

3 Sơ đồ mô tả dao động tắt dần.

4 Các bài toán liên quan đến dao động tắt dần:

a) Xác định độ giảm biên độ trong dao động tắt dần

- Gọi A là biên độ ban đầu của vật, suy ra năng lượng ban đầu của vật tại vị trí A là:

- Do có ma sát nên con lắc chỉ tới được vị trí A mà không tới được vị trí B Năng lượng của1

Trang 2

con lắc khi ở vị trí A là:

- Độ giảm năng lượng khi con lắc thực hiện được 1 nửa chu kỳ là (từ vị trí A đến vị trí A ):

- Năng lượng bị mất đi chính bằng công của lực ma sát gây ra Vậy ta có:

- Tương tự, khi vật ở vị trí A , do có ma sát nên con lắc chỉ tới được vị trí A Năng lượng của

con lắc khi vật ở vị trí A là:

- Tính toán tương tự thì ta có:

- Suy ra:

- Vậy độ giảm biên độ khi vật thực hiện được 1 chu kỳ dao động là

b) Xác định số chu kỳ dao động trong dao động tắt dần:

- Gọi N là số chu kỳ dao động trong dao động tắt dần Ta có:

- Thời gian của dao động đến khi vật dừng hẳn: t = N.T

* Ví dụ: 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

1

2

Trang 3

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/s , 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:

Bài giải:

c) Quãng đường vật đi được cho đến khi dừng hẳn:

- Gọi S là quãng đường vật đi được từ lúc bắt đầu dao động đến khi dừng hẳn Theo định

luật bảo toàn năng lượng ta có:

* Ví dụ: Một con lắc lò xo bố trí nằm ngang, vật nặng có khối lượng 100 g, lò xo có độ cứng

160 N/m Lấy g = 10 m/s2 , khi vật đang ở VTCB người ta truyền cho vật vận tốc 2 m/s theo

phương ngang để vật dao động Do giữa vật và mặt phẳng ngang có lực ma sát với hệ số

0,01 nên dao động của vật sẽ tắt dần Tìm tốc độ trung bình của vật trong suốt quá trình

chuyển động

Bài giải:

Độ giảm biên độ sau mỗi chu kỳ:

Chu kỳ dao động của vật:

Số dao động vật thực hiện được:

Thời gian từ lúc bắt đầu dao động đến lúc dừng:

Quãng đường vật đi được từ lúc bắt đầu dao động đén lúc dừng:

2

Trang 4

=> Tốc độ trung bình là:

* Tìm quãng đường vật đi được sau k chu kỳ

- Ví dụ: Con lắc lò xo nằm ngang có m = 200g, K = 80 N/m Kéo con lắc ra khỏi vị trí cân

bằng 5 cm rồi thả nhẹ cho dao động Cho biết hệ số ma sát giữa vật và mặt ngang là , g =

10 m/s2 Quãng đường mà vật đi được sau khi nó thực hiện được 7 dao động kể từ lúc thả

là 91 cm Hệ số ma sát có giá trị là ?

Bài giải:

- Vậy sau 7 chu kỳ thì biên độ sẽ giảm đi 28x

- Áp dụng định luật bảo toàn năng lượng sau khi vật dao động 7 chu kỳ ta sẽ được:

d) Mối liên hệ giữa độ giảm năng lượng và độ giảm biên độ sau 1 chu kỳ:

* Ví dụ: Một con lắc dao động tắt dần chậm Cứ sau mỗi chu kỳ biên độ giảm 3% Phần năng

lượng của con lắc mất đi trong một dao động toàn phần là bao nhiêu ?

Bài giải:

Trang 5

e) Vận tốc lớn nhất trong dao động tắt dần

- Vật sẽ đạt vận tốc lớn nhất khi vật qua vị trí cân bằng và ở trong nửa chu ký đầu tiên Có 2

cách để giải bài toán này

* Cách 1: Áp dụng theo dao động điều hòa.

(A' bằng 1 nữa quãng đường dao động trong nửa chu kỳ

đầu)

* Ví dụ: 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 của vật nhỏ đạt được trong quá trình dao

động là (TSDH - 2010)

Bài giải:

- Làm tương tự ta sẽ tính được vận tốc cực đại của vật trong nửa chu kỳ tiếp theo là:

- Để tính vận tốc cực đại trong những nửa chu kỳ tiếp theo đó thì ta cũng làm tương tự

* Cách 2: Ta áp dụng định luật bảo toàn năng lượng trong quá trình dao động.

* Ví dụ: Một con lắc lò xo gồm vật nhỏ khối lượng 0,02 kg và lò xo có độ cứng 1 N/m Vật nhỏ

Trang 6

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 của vật nhỏ đạt được trong quá trình dao

động là (TSDH - 2010)

Bài giải:

Vận tốc của vật đạt giá trị cực đại tại vị trí có Fms = Fđh

Theo định luật bảo toàn năng lượng ta có:

* Lưu ý: Các công thức trên chỉ là công thức gần đúng và được áp dụng để giải nhanh trắc

nghiệm bài toán trong dao động tắt dần

II Dao động duy trì.

- Sự dao động được duy trì mà không cần đến tác dụng của ngoại lực được gọi là sự tự dao

động

- Dao động duy trì có tần số và biên độ dao động vẫn giữ nguyên như khi hệ dao động tự

do Thí dụ: Đồng hồ quả lắc là hệ tự dao động

- Biện pháp để duy trì dao động của con lắc đồng hồ : Khi lên dây cót đồng hồ, ta đã tích

lũy cho dây cót một thế năng đàn hồi Mỗi khi con lắc đến biên, dây cót dãn ra để một phần

thế năng truyền sang cho quả lắc nhằm bù vào năng lượng hao hụt, nên con lắc đồng hồ

dao động với biên độ và chu kì không đổi

III Dao động cưỡng bức và sự cộng hưởng.

1 Dao động cưỡng bức.

a) Định nghĩa: Là dao động luôn chịu tác dụng của một ngoại lực biến thiên tuần hoàn Biểu

thức của ngoai lực có dạng

b) Đặc điểm:

- Về tần số: trong khoảng thời gian đầu nhỏ, dao động của vật là một dao động phức tạp vì

đó là sự tổng hợp của dao động riêng và dao động do ngoại lực tác dụng gây ra Sau

khoảng thời gian nhỏ này, dao động riêng bị tắt hẳn, chỉ còn lại dao động do tác dụng của

ngoại lực gây ra, đó là dao động cưỡng bức và dao động này có tần số bằng tần số của lực

cưỡng bức

- Về biên độ: Dao động cưỡng bức có biên độ phụ thuộc vào F0, vào ma sát và đặc biệt

phụ thuộc vào độ chênh lệch giữa tần số f của lực cưỡng bức và tần số riêng f0 của hệ Nếu

tần số f càng gần với tần số riêng f thì biên độ của dao động cưỡng bức càng tăng và nếu f

Trang 7

tần số f càng gần với tần số riêng f thì biên độ của dao động cưỡng bức càng tăng và nếu f

= f thì xảy ra cộng hưởng

2 Hiện tượng cộng hưởng.

- Hệ dao động cưỡng bức sẽ có cộng hưởng ( biên độ dao động cưỡng bức đạt giá trị cực

đại) khi tần số f của lực cưỡng bức bằng tần số riêng f của hệ dao động

* Ví dụ: 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 ?

Bài giải:

- Tần số dao động riêng của con lắc:

- Tần số của ngoại lực tác dụng vào con lắc là: f = v/s = v/16

- Để biên độ của con lắc là lớn nhất thì f = f0 = 0,625 Hz

=> v = 10 m/s = 36 km/h

* PS: Mọi ý kiến thắc mắc, các em vui lòng để lại comment bên dưới nhé

Download

Có thể bạn muốn xem

0 0

0



Giải bài toán tìm số lần vật đi qua vị trí x0 từ thời điểm t1 đến t2 trong 30s

3 mẹo nhẩm nhanh trong bài toán năng lượng dao động điều hòa

9,99 phút để hiểu full về các dạng toán truyền tải điện năng

Mẫu bo và quang hổ hidro - bài toán dễ nhất trong chương trình 12

Giải full các dạng toán cực trị khi C thay đổi

Chia sẻ

Trang 8

Minh Châu

Thầy ơi giảng giúp e bài này với ạ

Câu 15: Một vật khối lượng m nối với lò xo có độ cứng k Đầu còn lại của lò xo gắn cố định, sao cho vật có thể dao động theo trục Ox trên mặt phẳng nghiêng so với mặt nằm ngang góc 60 độ

Hệ số ma sát 0,01 Từ vị trí cân bằng truyền cho vật vận tốc đầu 50 cm/s thì vật dao động tắt dần Xác định khoảng thời gian từ lúc bắt đầu dao động cho đến khi dừng hẳn Lấy gia tốc

trọng trường 10 m/s2

A 2π (s) B 3π (s) C 4π (s) D 5π (s)

Thích · Phản hồi · 17 Tháng 7 2016 1:47

Hoa Nguyen

Hay quá Cám ơn vì đã chia sẻ

Lam Kiều

Cho e hỏi Công thức tính lực cản tác dụng lên con lắc đi ạ

Thích · Phản hồi · 1 · 1 Tháng 7 2016 2:03

Dũng Phan Văn · GV tại THPT GANG THÉP - THÁI NGUYÊN

Bài toán tìm quãng đường trên chỉ áp dụng đối với dao động tắt dần chậm, tức là hệ số ma sát nhỏ Còn dao động tắt dần nhanh, tức hệ số ma sát lớn thì không áp dụng được

Huy Nguyễn Ngọc · Lập trình viên tại THPT Chuyên Vĩnh Phúc

Còn bài toán: Kéo vật ra một đoạn A, tính thời gian từ lúc đầu đến lúc lò xo không biến dạng thì sao ạ

Gia Huy · Giáo viên luyện thi Vật lý 12 tại Luyện thi khối D - A1 - Hoctroz.com

Đó là con lắc lò xo mà e, đâu phải dao độn tắt dần

Đối với lò xo nằm ngang thì t = T/4

Đối với lo xo thẳng đứng thì chính là tìm khoảng thời gian vật ở vị trí x = A đến vị trí x = -dental0

đề bài như thế này

CLLX có k=10N/m, m=100g, dđ trên mp ngang, được thả nhẹ từ vị trí lò xo giãn 6cm Hệ

số muy=0,2 Tính thời gian chuyển động thẳng của m từ lúc ban đầu đến vị trí lò xo không biến dạng?

Thêm bình luận

Trang 9

Tìm chủ đề bạn quan tâm

Hiển thị thêm 3 phản hồi trong chuỗi này

Không Chơi

những bài dđtd liên quan đến CLĐ có phải học hay phải thi k vậy

Jenny Chan

có lẽ là cả thi và học đó bạn không thi cũng học để biết lỡ sau này gặp

Phan Minh Lộc

Thắc mắc vì sao không chia sẻ cái này sớm hơn

Lan Bắp

tuyệt vời

Dc Phan · Đà Nẵng

tai ve ntn ha m.n

Đỗ Đại Học

Dạ hay lắm ạ

Facebook Comments Plugin

Tải thêm 9 bình luận

Trang 10

Gia Huy

42

Theo dõi

Tác giả chính tại hoctroz.com

Mê Vật lý, thích lập trình, hay viết linh tinh và chia sẻ những thứ bá đạo, ngược đời

Hãy là người đầu tiên trong số bạn bè của bạn

thích nội dung này

Luyện thi khối D - A1 -…

7.041 lượt thích

Thích Trang Đăng ký

Hoctroz.com cung cấp công cụ và phương tiện để các thầy cô giáo và các bạn có nguồn kiến

thức vững chắc có thể dễ dàng chia sẻ bài giảng và bài tập trắc nghiệm trực quan cho các bạn

học sinh tham khảo vào những lúc rảnh rổi

Hoctroz.com rất mong muốn làm nhịp cầu nối giữa thầy cô và các bạn học sinh để: Học sinh được

tự do lựa chọn những bài giảng chất lượng nhất, phù hợp nhất với bản thân với chi phí thấp Để

thầy cô thỏa đam mê dạy học và tận dụng hiệu quả nhất thời gian rảnh rổi của mình trong việc

kiến tạo thêm nguồn thu nhâp thụ động

Thông tin liên hệ

Điện thoại: 0868.907.806

Di động: 0908.74.99.30

Email: hoctroz2013@gmail.com

Giới thiệu

Điều khoản dịch vụ

Trang 11

Chính sách bảo mật

Thi thử toeic online

Định dạng
Số trang	11
Dung lượng	474,16 KB