TÓM TẮT LÝ THUYẾT: Dao động tự do dao động duy Biên độ A Phụ thuộc điều kiện ban đầu Giảm dần theo thờigian Phụ thuộc biên độ của ngoạilực và hiệu số fcb-f0 Chu kì T hoặc tần số f Chỉ p
Trang 1DAO ĐỘNG TẮT DẦN DAO ĐỘNG CƯỠNG BỨC
A TÓM TẮT LÝ THUYẾT:
Dao động tự
do dao động duy
Biên độ A Phụ thuộc điều
kiện ban đầu Giảm dần theo thờigian Phụ thuộc biên độ của ngoạilực và hiệu số (fcb-f0)
Chu kì T
(hoặc tần
số f)
Chỉ phụ thuộc đặc tính riêng của hệ, không
phụ thuộc các yếu
tố bên ngoài
Không có chu kì hoặctần số do không tuầnhoàn
Bằng với chu kì (hoặc tần số)của ngoại lực tác dụng lên hệ
Hiện
tượng đặc
biệt trong
DĐ
Không có Sẽ không dao động
khi ma sát quá lớn Sẽ xảy ra hiện tượng cộnghưởng (biên độ A đạt max) khi
tần số
Ứng dụng Chế tạo đồng hồ
quả lắc
Đo gia tốc trọngtrường của trái đất
Chế tạo lò xo giảmxóc trong ôtô, xemáy
Chế tạo khung xe, bệ máyphải có tần số khác xa tần sốcủa máy gắn vào nó Chế tạocác loại nhạc cụ
B CÁC DẠNG BÀI TẬP
DẠNG1 TRẮC NGHIỆM ĐỊNH TÍNH DAO DỘNG CƯỠNG BỨC-CỘNG HƯỞNG
1.Trắc nghiệm định tính
Câu 1: Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về dao động cơ học?
A Hiện tượng cộng hưởng xảy ra khi tần số của ngoại lực điều hoà bằng tần số dao động riêngcủa hệ
B Biên độ dao động cưỡng bức của một hệ cơ học khi xảy ra hiện tượng cộng hưởng (sự cộnghưởng) 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 dụnglên hệ ấy
D Tần số dao động tự do của một hệ cơ học là tần số dao động riêng của hệ ấy
Câu 2: 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 3: 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
Câu 4: 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
Trang 2Câu 5: 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 I/ Tóm tắt lý thuyết
- Là dao động cơ chịu tác dụng của ngoại lực cưỡng bức tuần hoàn F = Focos(Ωt) Tần số của hệbằng tần số của ngoại lực cưỡng bức biên độ phụ thuộc vào tần số của ngoại lực
- Cộng hưởng là hiện tượng biên độ hệ dao động cưỡng bức đạt cực đại khi tần số ngoại lực
- Là dao động được duy trì (giữ cho tần số không đổi) bằng cách cung cấp năng lượng cho hệ daođộng đúng phần năng lượng mất đi do ma sát, lực cản …
- Có biên độ dao động và năng lượng giảm dần theo thời gian
- Độ giảm biên độ dao động trong một chu kỳ do ma sát:
Bài tập 2 nhận định nào sau đây sai khi nói về dao động cơ học tắt dần
A dao động tắt dần có năng lượng 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 dần càng nhanh
D trong dao động tắt dần, cơ năng giảm dần theo thời gian
Bài tập 3 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 ngoại lực cưỡng bức
D dao động cưỡng bức có tần số nhỏ hơn tần số của lực cưỡng bức
Trang 3Bài tập dao động tắt dần, các loại dao động cơBài tập 4 một vật dao động cưỡng bức dưới tác dụng của một ngoại lực biến thiên điều hòa với
Bài tập 5 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 hòa bằng tần số
B Biên độ dao động cưỡng bức của một hệ cơ học khi xảy ra hiện tượng cộng hưởng (sự cộng
C tần số dao động cưỡng bức của một hệ cơ học bằng tần số của ngoại lực điều hòa tác dụng lên
D tần số dao động tự dao của một hệ cơ học là tần số dao động riêng của hệ ấy
Bài tập 6 khi xảy ra hiện tượng cộng hưởng cơ thì vật tiếp tục dao động
Bài tập 7 khi nói về một hệ dao động cưỡng bức ở giai đoạn ổn định, phát biểu nào dưới đây lasai
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 bức phụ thuộc biên độ của ngoại lực cưỡng bức
Bài tập 8.chọn phát biểu đúng: dao động duy trì của một hệ là dao động tắt dần mà người ta đã
A kích thích lại dao động sau khi dao động bị tắt dần
B tác dụng ngoại lực biến đổi điều hòa theo thời gian với tần số bất kỳ vào vật dao động
C cung cấp cho hệ sua mỗi chu kỳ một phần năng lượng đúng bằng phần năng lượng tiêu hao do
D làm mất lực cản của môi trường đối với vật chuyển động
Bài tập 9 dao động tự do là hệ dao động xảy ra dưới tác dụng của
Trang 4A nội lực kéo về và tần số dao động của hệ không nhất thiết phải phụ thuộc vào đặc tính bên
B ngoại lực kéo về và tần số dao động của hệ không nhất thiết phải phụ thuộc vào đặc tính bên
C nội lực kéo về và tần số dao động của hệ chỉ phụ thuộc vào đặc tính bên trong của hệ
D ngoại lực kéo về và tần số dao động của hệ chỉ phụ thuộc vào đặc tính bên trong của hệ
Bài tập 10 một vật dao động tắt dần có các đại lượng nào sau đây giảm liên tục theo thời gian
Bài tập 11.đối với dao động cơ, hiện tượng cộng hưởng xảy ra khi tần số của lực cưỡng bức
Bài tập 12 nhận định nào sau đây là sai khi nói về dao động cơ tắt dần
A trong dao động tắt dần, cơ năng giảm dần theo thời gian
B lực ma sát càng lớn thì dao động tắt dần càng nhanh
C dao động tắt dần là dao động có biên độ giảm dần theo thời gian
D dao động tắt dần có động năng giảm dần còn thế năng biến thiên điều hòa
Bài tập 13 khi xảy ra hiện tượng cộng hưởng co thì vật tiếp tục dao động
Bài tập 14.phát biểu nào sau đây là sai khi nói về dao động cơ học
A biên độ dao động cưỡng bức của một hệ cơ học khi xảy ra hiện tượng cộng hưởng không phụ
B tần số dao động cưỡng bức của một hệ cơ học bằng tần số của ngoại lực điều hòa tác dụng lên
Bài tập 15 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 tàn số nhỏ hơn tần số của lực cưỡng bức
Bài tập 16 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
Trang 5B 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
Bài tập 17 một vật dao động cưỡng bức dưới tác dụng của ngoại lực F = Focos(πft) Tần số dao
A chỉ phụ thuộc vào đặc tính của hệ dao động và không phụ thuộc vào các yếu tố bên ngoài
B phụ thuộc vào cách kích thích dao động và đặc tính của hệ dao động
C phụ thuộc vào điều kiện ban đầu và biên độ của dao động
D chỉ phụ thuộc vào cách kích thích dao động và không phụ thuộc vào đặc tính của hệ dao động
Bài tập 19 phát biểu nào sau đây sai về các dao động cơ
A một vật dao động điều hòa với tần số góc ω thì gia tốc của vật biến đổi theo thời gian theo
B một vật dao động duy trì có chu kỳ dao động chỉ phụ thuộc vào đặc tính của hệ
C một vật dao động tự do thì tác dụng lên vật chỉ có nội lực
D con lắc lò xo dao động cưỡng bức thì tần số dao động luôn bằng f = 1
A biên độ của dao động tắt dần giảm dần theo thời gian
B biên độ của dao động duy trì không phụ thuộc vào phần năng lượng cung cấp thêm cho dao
C biên độ của dao động riêng chỉ phụ thuộc vào cách kích thích ban đầu để tạo nên dao động
D biên độ của dao động cưỡng bức chỉ phụ thuộc vào biên độ của lực cưỡng bức
Bài tập 21 khi nói về dao động cưỡng bức, phát biểu nào sau đây đúng
A tần số dao động cưỡng bức là tần số riêng của hệ dao động
B biên độ của dao động cưỡng bức bằng biên độ của ngoại lực cưỡng bức tuần hoàn
C biên độ của dao động cưỡng bức không phụ thuocọ vào lực cản môi trường
D tần số dao động cưỡng bức bằng tần số cảu ngoại lực cưỡng bức tuần hoàn
Bài tập 22 một người xác một xô nước đi trên đường, mỗi bước đi được 50cm Chu kỳ dao độngriêng của nước trong xô là 1s Nước trong xô bị sóng sánh mạnh nhất khi người đó đi với tốc độ là
Trang 6C 0,3m/s
Bài tập 23 một con lắc đơn có độ dài 0,3m được treo vào trần một toa xe lửa Con lắc bị kíchđộng mỗi khi bánh xe của toa xe gặp chỗ nối nhau của các đoạn đường ray Khi con tàu chạythẳng đều với tốc độ bao nhiêu thì biên độ của con lắc lớn nhất Cho biết khoảng cách giữa hai
Bài tập 24 một con lắc lò xo gồm viên bi nhỏ có khối lượng và lò xo khối lượng không đáng kể có
độ cứng k = 10N/m con lắc đơn dao động cưỡng bức dưới tác dụng của ngoại lực tần hoàn có tần
Bài tập 25 con lắc lò xo gồm vật năng 100g và lò xo nhẹ có độ cứng 40N/m Tác dụng một ngoạilực điều hòa cưỡng bức biên độ Fo và tần số f1 = 3,5Hz thì biên độ dao động ổn định của hệ làA1 Nếu giữ nguyên biên độ Fo và tăng tần số ngoại lực đến giá trị f2 = 6Hz thì biên độ dao động
Bài tập 26 một con lắc dao động tắt dần, cứ sau mỗi chu kỳ biên độ giảm 3% phần năng lượngcủa con lắc bị mất đi trong một dao động toàn phần là bao nhiêu
Bài tập 27 một vật dao động tắt dần có cơ năng ban đầu Eo = 0,25J cứ sau một chu kỳ daođộng thì biên độ giảm 1% Phần cơ năng còn lại sau chu kỳ đầu là
Trang 7Bài tập 28 một con lắc lò xo gồm vật nhỏ khối lượng 0,02kg và lò xo có độ cứng 1N/m Vật nhỏđược đặt trên giá đỡ cố định nằm ngang dọc theo trục lò xo Hệ số ma sát trượt giữa giá đỡ vàvật nhỏ là 0,1 Ban đầu giữ vật ở vị trí lò xo bị nén 10cm rồi buông nhẹ để con lắc dao động tắtdần lấy g = 10m/s2 tốc độ lớn nhất vật nhỏ đạt được trong quá trình dao động là
Bài tập 29 Một người xách một xô nước đi trên đường mỗi bước dài 50cm thì nước trong xô bịsóng sánh mạnh nhất Vận tốc của người đi bộ là 2,5km/h chu kì dao động riêng của nước trong
Bài tập 31 một con lắc đơn (vật nặng có khối lượng m, chiều dài dây treo l = 1m) dao động điềuhòa dưới tác dụng của ngoại lực tuần hoàn F = Focos(2πft + π/2) N Lấy g = π2 = 10m/s2 Nếutần số f của ngoại lực thay đổi liên tục từ 0,25Hz đến 1Hz thì biên độ của con lắc
Bài tập 32 một lò xo khối lượng không đáng kể treo một viên bi nhỏ có khối lượng 200g thì khicân bằng lò xo dãn 2cm Khi vật đang đứng yên ở vị trí cân bằng thì người ta tác dụng một ngoạilực biến thiên tuần hoàn có phương trình F = Focos(ωt) với Fo không đổi còn ω thay đổi được Vớitần số 2,6Hz thì biên độ dao động của vật là A1; với tần số 3,4Hz thì biên độ là A2 Lấy g =
Trang 8Bài tập dao động tắt dần, các loại dao động cơBài tập 34 ba con lắc đơn lần lượt có chiều dài l1 = 40cm; l2 = 25cm; l3 = 20cm các vật nặnggiống nhau treo ba con lắc trên vào cùng một trục quay, trên trục quay gắn thêm một thanhcứng Lấy g = π2 m/s2 Khi kích thích cho thanh dao động điều hòa với tần số f = 1Hz thì
A cả ba con lắc dao động cùng một biên độ góc
B con lắc có chiều dài l3 dao động với biên độ góc lớn nhất vì các con lắc cùng nhận được một
C con lắc có chiều dài l2 dao động với biên độ góc lớn nhất
Bài tập 35 một vật dao động tắt dàn có cơ năng ban đầu E = 0,5J cứ sau một chu kỳ biên độgiảm 2% phần năng lượng mất đi trong một chu kỳ là
Bài tập 36 một con lắc lò xo dao động tắt dần cứ sau mỗi chu kỳ, biên độ của nó giảm 0,5% Hỏinăng lượng dao động của con lắc bị mất đi sau mỗi dao động toàn phần bao nhiêu %
Bài tập 37 một con lắc lò xo nằm ngang dao động tắt dần chậm, chọn gốc tọa độ và gốc thế
B vị trí véc tơ gia tốc đổi chiều không trùng với gốc tọa độ
Bài tập 38: Một vật khối lượng 100 (g) gắn với một lò xo có độ cứng 100 N/m, vật chỉ dao độngđược trên trục Ox nằm ngang trùng với trục của lò xo Ban đầu, kéo vật ra khỏi vị trí cân bằng 8(cm) rồi truyền cho vật vận tốc 60 cm/s hướng theo phương Ox Trong quá trình dao động vậtluôn chịu tác dụng một lực cản không đổi 0,02 N Tổng chiều dài quãng đường mà vật đi được từ
Trang 10ΔAA là phần trăm biên độ bị giảm sau một dao động toàn phần).
Trang 11Bài tập 41: Một con lắc dao động tắt dần trong môi trường với lực ma sát rất nhỏ Cứ sau mỗi chu
kì, phần năng lượng của con lắc bị mất đi 8% Trong một dao động toàn phần biên độ giảm đi bao
Trang 12Bài tập 42: Một con lắc lò xo đang dao động tắt dần, sau ba chu kì đầu tiên biên độ của nó giảm
đi 10% Phần trăm cơ năng còn lại sau khoảng thời gian đó là:
Bài tập 43: Một con lắc lò xo đang dao động tắt dần, cơ năng ban đầu của nó là 5 J Sau ba chu kì
kể từ lúc bắt đầu dao động thì biên độ của nó giảm đi 18% Phần cơ năng của con lắc chuyển hoáthành nhiệt năng tính trung bình trong mỗi chu kì dao động của nó là:
Trang 13Bài tập 44: Con lắc lò xo dao động theo phương ngang, lò xo nhẹ có độ cứng 100 N/m, vật nhỏdao động có khối lượng 100 g, hệ số ma sát giữa vật và mặt phẳng ngang là 0,01 Tính độ giảm
Bài tập 45: Một vật khối lượng 100 (g) nối với một lò xo có độ cứng 80 (N/m) Đầu còn lại của lò
xo gắn cố định, sao cho vật có thể dao động trên mặt phẳng nằm ngang Người ta kéo vật ra khỏi
vị trí cân bằng đoạn 3 cm và truyền cho nó vận tốc 80√2 cm/s Lấy gia tốc trọng trường 10 m/s2.Khi hệ số ma sát giữa vật và mặt phẳng nằm ngang là 0,05 Biên độ dao động của vật sau 5 chu