Vật lý 12 New Microsoft Word Document.docx

Biên độ cộng hưởng dao động không phụ thuộc vào lực ma sát của môi trường chỉ phụ thuộc vào biên độ của ngoại lực cưỡng bức.. Khi cộng hưởng dao động biên độ của dao động cưỡng bức tăng [r]

Trang 1

CHUYÊN ĐỀ 6 DAO ĐỘNG TỰ DO – DAO ĐỘNG TẮT DẦN DAO ĐỘNG CƯỠNG BỨC – CỘNG HƯỞNG DAO ĐỘNG

1 Dao động tự do

* Định nghĩa

Dao động tự do là dao động có chu kì hay tần số chỉ phụ thuộc vào đặc tính của hệ dao động, không phụ thuộc vào các yếu tố bên ngoài

* Ví dụ:

Con lắc lò xo dao động trong điều kiện giới hạn đàn hồi

Con lắc đơn dao động với biên độ góc nhỏ và tại một địa điểm xác định

2 Dao động tắt dần

* Định nghĩa

Dao động tắt dần là dao động có biên độ giảm dần theo thời gian

* Nguyên nhân

Nguyên nhân dao động tắt dần là do lực ma sát hay lực cản của môi trường Các lực này luôn ngược chiều với chiều chuyển động, nên sinh công âm làm giảm cơ năng của vật dao động Các lực này càng lớn thì sự tắt dần càng nhanh

3 Dao động cưỡng bức

* Định nghĩa

Dao động cưỡng bức là dao động của hệ dưới tác dụng của một ngoại lực biến thiên

tuần hoàn, có dạng: F n=H cos ( ϖt +ϖ)

* Đặc điểm:

- Trong thời gian đầu t hệ thực hiện một dao động phức tạp là sự tổng hợp của dao động riêng (có tần số f0) và dao động do ngoại lực gây ra (có tần số f)

- Sau thời gian t, dao động riêng tắt hẳn, hệ dao động có tần số bằng tần số f của ngoại lực, có biên độ phụ thuộc vào quan hệ giữa tần số ngoại lực với tần số riêng của hệ

- Nếu ngoại lực duy trì lâu dài thì dao động cưỡng bức cũng được duy trì lâu dài với tần số f

4 Sự cộng hưởng cơ

Cộng hưởng dao động là hiện tượng biên độ của dao động cưỡng bức tăng nhanh và đạt giá trị cực đại khi tần số của lực cưỡng bức bằng tần số riêng của hệ dao động

f = f0  A = Amax

Trong đó:

f = tần số của ngoại lực cưỡng bức

f0 = tần số riêng của hệ dao động

A = biên độ của dao động cưỡng bức

Trang 2

B CÁC DẠNG CÂU TRẮC NGHIỆM CƠ BẢN

* Dao động tự do

Bài 1: Chọn câu trả lời đúng

Dao động tự do:

A Có chu kì và biên độ chỉ phụ thuộc vào đặc tính của hệ dao động, không phụ thuộc vào điều kiện ngoài.

B Có chu kì và năng lượng chỉ phụ thuộc vào đặc tính của hệ dao động, không phụ thuộc vào điều kiện ngoài.

C Có chu kì và số số chỉ phụ thuộc vào đặc tính của hệ dao động, không phụ thuộc vào điều kiện ngoài.

D Có biên độ và pha ban đầu chỉ phụ thuộc vào đặc tính của hệ dao động, không phụ thuộc vào điều kiện ngoài.

Trả lời

Dao động tự do có chu kì và tần số chỉ phụ thuộc vào đặc tính của hệ dao động, không phụ thuộc vào điều kiện ngoài

Đáp án: C

* Dao động tắt dần

Bài 2: Chọn từ thích hợp điền vào chỗ trống cho hợp nghĩa:

“Dao động là dao động có biên độ giảm dần theo thời gian Nguyên nhân là do ma sát Ma sát càng lớn thì sự càng nhanh”.

Trả lời

“Dao động tắt dần là dao động có biên độ giảm dần theo thời gian Nguyên nhân tắt dần là do ma sát Ma sát càng lớn thì sự tắt dần càng nhanh”

Đáp án: C

* Dao động cưỡng bức

Bài 3: Chọn câu trả lời đúng

Dao động cưỡng bức:

A là dao động của hệ dưới tác dụng của lực đàn hồi

B là dao động của hệ dưới tác dụng của một ngoại lực biến thiên tuần hoàn theo thời gian.

C Là dao động của hệ trong điều kiện không có lực ma sát

D Là dao động của hệ dưới tác dụng của lực quán tính

Trả lời

Dao động cưỡng bức là dao động của hệ dưới tác dụng của một ngoại lực biến thiên tuần hoàn theo thời gian

Trang 3

Đáp án: B

* Cộng hưởng dao động

Bài 4: Một con lắc đơn chiều dài l được treo ở trần một toa xe lửa, ở phía trên trục

bánh xe Chiều dài mỗi thanh ray là 12,5m Khi xe lửa chuyển động với vận tốc 20,5 km/h thì con lắc dao động mạnh nhất Coi dao động của con lắc là điều hòa

và chuyển động của xe lửa là thẳng đều Lấy g=9,8 m/s 2 Chu kì dao động riêng của con lắc.

Giải

Điều kiện để con lắc dao động mạnh nhất là điều kiện cộng hưởng dao động Khi đó:

T = T0

Trong đó: v = 12,5 km/h = 5,7m/s

T = chu kì của ngoại lực = thời gian xe lửa chạy trên chiều dài của một thanh ray

T0 = chu kì dao động của con lắc: T0= T = L

v =

12 ,5

5,7 =2,2 s

Đáp án: C

C CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM LUYỆN TẬP

6.1. Chọn câu trả lời đúng

Dao động tự do là:

A Dao động dưới tác dụng của một ngoại lực biến thiên tuần hoàn

B Dao động có chu kì không phụ thuộc vào các yếu tố bên ngoài, chỉ phụ thuộc vào đặc tính của hệ dao động

C Dao động có chu kì phụ thuộc vào cách kích thích hệ dao động

D Dao động của con lắc đơn ứng với trường hợp biên độ góc α m≤10o , khi đưa

nó tới bất kì vị trí nào trên trái đất

6.2. Chọn cụm từ thích hợp để điền vào các chỗ trống sau cho hợp nghĩa:

Dao động là dao động của một vật được duy trì với biên độ không đổi nhờ tác dụng của…

A Điều hòa, ngoại lực tuần hoàn

B Tuần hoàn, lực đàn hồi

C Cưỡng bức, ngoại lực tuần hoàn

D Tự do, lực hồi phục

6.3. Chọn từ thích hợp điền vào chỗ trống cho hợp nghĩa:

“Dao động là dao động có tần số chỉ phụ thuộc vào đặc tính của hệ dao động, không phụ thuộc vào điều kiện ngoài”

A điều hòa B tự do C tắt dần D cưỡng bức

Trang 4

Dao động của con lắc đơn:

A luôn là dao động điều hòa

B Luôn là dao động tự do

C Trong điều kiện biên độ góc α m≤10o và bỏ qua ma sát được coi là dao động điều

hòa

D Có tần số góc được tính bởi công thức: ϖ= √ l

g

Dao động tự do là dao động có:

A Biên độ không đổi

B Chu kì không đổi

C Chu kì và biên độ không đổi

D Chu kì hay tần số chỉ phụ thuộc vào đặc tính của hệ, không phụ thuộc vào điều kiện ngoài

Dao động của hệ nào kể sau có thể coi là dao động tự do:

A Con lắc đơn dao động với biên độ nhỏ trong chân không tại một nơi xác định trên mặt đất

B Con lắc lò xo dao động trong điều kiện không ma sát dưới tác dụng của lực kích thích làm cho lò xo biến dạng không tuân theo định luật Huc

C Chuyển động của pit-tông trong xi-lanh của động cơ đốt trong khi hoạt động

D Cả A, B, C đều đúng

6.7. Trong dao động của con lắc lò xo, nhận xét nào sau đây là sai?

A Biên độ của dao động cưỡng bức chỉ phụ thuộc vào biên độ của ngoại lực tuần hoàn

B Tần số dao động riêng chỉ phụ thuộc vào đặc tính của hệ dao động

C Tần số của dao động cưỡng bức bằng tần số của ngoại lực tuần hoàn

D Lực cản của môi trường là nguyên nhân làm cho dao động tắt dần

6.8. Chọn từ thích hợp điền vào chỗ trống cho hợp nghĩa:

“Dao động là dao động có biên độ giảm dần theo thời gian Nguyên nhân là

do ma sát Ma sát càng lớn thì sự càng nhanh”

A điều hòa B tắt dần C tự do D cưỡng bức

6.9. Chọn câu trả lời sai

A Dao động tắt dần là dao động có biên độ giảm dần theo thời gian

B Nguyên nhất tắt dần là do ma sát

C Năng lượng của dao động tắt dân không được bảo toàn

Trang 5

D Dao động tắt dần của con lắc lo xo trong dầu nhớt có tần số bằng tần số riêng của

hệ dao động

6.10 Nhận định nào sau đây là sai khi nói về dao động cơ học 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

6.11 Chọn câu trả lời sai

A Dao động tắt dần là dao động có biên độ giảm dần theo thời gian

B Dao động cưỡng bức là dao động dưới tác dụng của một ngoại lực biến thiên tuần hoàn

C Khi cộng hưởng dao động: tần số dao động của hệ bằng tần số riêng của hệ dao động

D Tần số của dao động cưỡng bức luôn bằng tần số riêng của hệ dao động

A Dao động tác dần không phải là dao động điều hòa

B Dao động tắt dần là trường hợp đặc biệt của dao động tuần hoàn

C Cơ năng của hệ dao động điều hòa được bảo toàn trong trường hợp lực ma sát Fms

 0

D Những chuyển động có trạng thái chuyển động lặp lại như cũ sau những khoảng thời gian bằng nhau gọi là dao động tuần hoàn

6.13 Chọn câu trả lời đúng

A Trong bộ phận giảm xóc ôtô, xe máy dao động tắt dần là có lợi

B Trong đồng hồ quả lắc, dao động tắt dần của quả lắc đồng hồ là có hại

C Cả A, B đều đúng

D Cả A, B đều sai

Bộ phận đóng, khép cửa ra vào tự động là ứng dụng của:

A dao động cưỡng bức

B tự dao động

C cộng hưởng dao động

D dao động tắt dần

Một người đang đưa võng Sau lần kích thích bằng cách đạp chân xuống đất đầu tiên thì người đó nằm yên để cho võng tự chuyển động Chuyển động của võng trong trường hợp đó là:

Trang 6

A dao động cưỡng bức

B tự dao động

C cộng hưởng dao động

D dao động tắt dần

Trong dao động tắt dần, lực ma sát gây ra sự tắt dần có bản chất là:

A Lực quán tính B Lực đàn hồi

C Trọng lực D Cả A, B, C đều sai

Một vật dao động tắt dần có cơ năng ban đầu E0 = 0,25J Cứ sau một chu kì dao động thì biên độ giảm 1% Phần cơ năng còn lại sau chu kì đầu là:

A 24,5 mJ B 245 mJ C 24,8 mJ D 248 mJ

Dao động cưỡng bức:

A là dao động của hệ dưới tác dụng của lực đàn hồi

B là dao động của hệ dưới tác dụng của một ngoại lực biến thiên tuần hoàn theo thời gian

C là dao động của hệ trong điều kiện không có lực ma sát

D là dao động của hệ dưới tác dụng của lực quán tính

Trong dao động cưỡng bức:

A lực tác dụng là ngoại lực biến thiên tuần hoàn có chu kì bằng T

B Chu kì dao động bằng chu kì của ngoại lực cưỡng bức T

C Biên độ dao động chỉ phụ thuộc vào biên độ của ngoại lực cưỡng bức

D Biên độ dao động cưỡng bức phụ thuộc vào biên độ của ngoại lực, ma sát của môi trường và độ chênh lệch giữa tần số của ngoại lực f và tần số riêng của hệ f0

Trong dao động cưỡng bức, biên độ của dao động cưỡng bức

A Không phụ thuộc vào biên độ ngoại lực

B Tăng khi tần số ngoại lực tăng

C Giảm khi tần số ngoại lực giảm

D Đạt cực đại khi tần số ngoại lực bằng tần số dao động riêng của hệ dao động cưỡng bức

Trang 7

Hai em bé đang chơi bập bênh Mỗi khi đầu phía bên em bé nào đang ngồi xuống thấp thì em bé đó đạp chân xuống đất cho đầu đó đi đên Dao động của chiếc bập bênh trong trường hợp đó là:

A Dao động dưới tác dụng của nội lực biến thiên tuần hoàn

B Dao động dưới tác dụng của ngoại lực biến thiên tuần hoàn

C Tự dao động

D Do động tự do

A Dao động của con lắc lò xo trong môi trường nước là dao động cưỡng bức

B Con lắc lò xo dao động trong dầu nhớt là dao động tắt dần

C Dao động của con lắc đơn tại một địa điểm xác định là tự dao động

6.23 Chọn câu phát biểu sai

Đồng hồ quả lắc:

A là một hệ tự dao động

B dao động của quả lắc lúc đồng hồ đang hoạt động là dao động cưỡng bức

C dao động của quả lắc lúc đồng hồ đang hoạt động là dao động có tần số bằng tần

số riêng của hệ

D dao động của quả lắc lúc đồng hồ đang hoạt động là dao động tự do

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 với tần số nhỏ tần số dao động riêng

C với tần số lớn tần số dao động riêng

D mà không chịu tác dụng của ngoại lực

Trong cộng hưởng dao động:

A Toàn bộ năng lượng mà ngoại lực cung cấp cho của hệ sẽ biến hết thành công có ích

B Biên độ dao động đạt cực đại

C Tần số dao động của hệ bằng tần số ngoại lực

D Tần số dao động của hệ bằng tần số riêng của hệ

Khi cộng hưởng dao động:

A Biên độ dao động đạt cực đại

B Biên độ cộng hưởng không phụ thuộc vào ma sát

Trang 8

C Hệ dao động với tần số bằng tần số ngoại lực

D Hệ dao động với tần số bằng tần số riêng của hệ

A Hiện tượng đặc biệt xảy ra trong dao động cưỡng bức là hiện tượng cộng hưởng

B Điều kiện cộng hưởng là hệ phải dao động cưỡng bức dưới tác dụng của ngoại lực biến thiên tuần hoàn có tần số ngoại lực f  tần số riêng của hệ f0

C Biên độ cộng hưởng dao động không phụ thuộc vào lực ma sát của môi trường chỉ phụ thuộc vào biên độ của ngoại lực cưỡng bức

D Khi cộng hưởng dao động biên độ của dao động cưỡng bức tăng đột ngột và đạt giá trị cực đại

Đặc diểm của dao động cưỡng bức:

A Hệ dao động có tần số bằng tần số của ngoại lực

B Hệ dao động có tần số bằng tần số riêng f0 của nó

C Có biên độ càng lớn khi độ khác biệt giữa tần số ngoại lực với tần số riêng của hệ càng nhỏ

D Cả A, C đều đúng

Trong sự tự dao động:

A Lực tác dụng là nội lực, có tần số bằng tần số riêng f0 của hệ

B Tần số dao động không đổi bằng tần số riêng f0 của hệ

C Biên độ là hằng số, phụ thuộc vào cách kích thích dao động

A Sự dao động dưới tác dụng của nội lực và có tần số nội lực bằng tần số riêng f0

của hệ gọi là sự tự dao động

B Một hệ (tự) dao động là hệ có thể thực hiện dao động tự do

C Cấu tạo của hệ tự dao động gồm: vật dao động và nguồn cung cấp năng lượng

D Trong sự tự dao động biên độ dao động là hằng số, phụ thuộc vào cách kích thích dao động

Điều kiện cần của cộng hưởng dao động là:

A Hệ phải dao động tự do B Hệ phải dao động cưỡng bức

C Hệ phải dao động tắt dần D Hệ phải dao động điều hòa

Trang 9

Một vật dao động tắt dần có cơ năng ban đầu E0 = 0,5 J Cứ sau một chu kì dao động thì biên độ giảm 2% Phần năng lượng mất đi trong chu kì đầu là:

A 480,2 J B 19,8 mJ C 480,2 J D 19,8 J

Một chiếc xe đẩy có khối lượng m được đặt trên hai bánh xe, mỗi bánh gắn một lò

xo có cùng độ cứng k = 200 N/m Xe chạy trên đường lát bê tông cứ cách 6m gặp một rãnh nhỏ Với vận tốc v=14,4 km/h thì xe bị rung mạnh nhất Khối lượng của xe bằng:

A 2,25 kg B 22,5 kg C 225 kg D Một giá trị khác

Một người đi xe đạp chở một thùng nước đi trên một vỉa hè lát bê tông cứ cách 4,5m

có một rãnh nhỏ Khi người đó chạy với vận tốc 10,8 km/h thì nước trong thùng bị văn tung tóe mạnh nhất ra ngoài Tần số dao động riêng của nước trong thùng là:

A 1,5 Hz B

2

3 Hz C 2,4 Hz D Một giá trị khác

Một người xách một xô nước đi trên đường, mỗi bước đi dài 40 cm thì nước trong

xô bị sóng sánh mạnh nhất Chu kì dao động riêng của nước trong xô là 0,25 s Vận tốc của người đó là:

A 3,6 m/s B 4,2 km/h C 4,8 km/h D 5,76 km/h

Một chiếc xe đẩy hàng trong siêu thị có khối lượng m = 12kg được đặt trên 4 bánh

xe, mỗi bánh gắn một lò xo có cùng độ cứng k = 100 N/m Xe chạy trên đường lát bê tông cứ cách 4m gặp một rãnh nhỏ Hỏi với vận tốc nào thì xe bị rung mạnh nhất?

A 0,92 m/s B 1,8 m/s C 3,64 m/s D Một giá trị khác

Hai lò xo có độ cứng k1, k2 mắc nối tiếp, đầu trên mắc vào trên một toa xe lửa, đầu duới mang vật m=1Kg Khi xe lửa chuyển động với vận tốc 90 km/h thì v6ạt nặng dao động mạnh nhất Biết chiều dài của mỗi thanh ray là 12,5 m , k1= 200N/m, π2

= 10 Coi chuyển động của xe lửa là thẳng điều Tính k2

A 160N/m B 40N/m C 800N/m D Một giá trị khác

Định dạng
Số trang	9
Dung lượng	160,15 KB