on tap dao dong dieu hoa hay ne

11. Moät con laéc loø xo treo thaúng ñöùng goàm moät vaät naëng coù khoái löôïng m gaén vaøo loø xo coù khoái löôïng khoâng ñaùng keå, coù ñoä cöùng k = 100N/m. Choïn truïc toaï ñoä thaú[r]

Trang 1

nguyen van hien 0949993177 website : violet.vn/hienli82

I DAO ĐỘNG CƠ

A LÝ THUYẾT.

1 DAO ĐỘNG ĐIỀU HOÀ

* Dao động cơ, dao động tuần hoàn

+ Dao động cơ là chuyển động qua lại của vật quanh 1 vị trí cânbằng

+ Dao động tuần hoàn là dao động mà sau những khoảng thời gianbằng nhau, gọi là chu kì, vật trở lại vị trí cũ theo hướng cũ

* Dao động điều hòa

+ Dao động điều hòa là dao động trong đó li độ của vật là một hàmcôsin (hay sin) của thời gian

+ Phương trình dao động: x = Acos(t + )

Trong đó: A là biên độ dao động (A > 0); đơn vị m, cm; đó là li độcực đại của vật (t + ) là pha của dao động tại thời điểm t; đơn vịrad;  là pha ban đầu của dao động; đơn vị rad

+ Điểm P dao động điều hòa trên một đoạn thẳng luôn luôn có thểdược coi là hình chiếu của một điểm M chuyển động tròn đều trênđường kính là đoạn thẳng đó

* Chu kỳ, tần số và tần số góc của dao động điều hoà

+ Chu kì (kí hiệu T) của dao động điều hòa là khoảng thời gian đểthực hiện một dao động toàn phần; đơn vị giây (s)

+ Tần số (kí hiệu f) của dao động điều hòa là số dao động toàn phầnthực hiện được trong một giây; đơn vị héc (Hz)

+  trong phương trình x = Acos(t + ) được gọi là tần số góc củadao động điều hòa; đơn vị rad/s

+ Liên hệ giữa , T và f:  = 2T = 2f

* Vận tốc và gia tốc của vật dao động điều hoà

+ Vận tốc là đạo hàm bậc nhất của li độ theo thời gian:

v = x' = - Asin(t + ) = Asin(-t - ) = Acos(t +  +

2



)

Trang 2

Vận tốc của vật dao động điều hòa biến thiên điều hòa cùng tầnsố nhưng sớm pha hơn 2 so với với li độ Ở vị trí biên (x =  A), v

= 0 Ở vị trí cân bằng (x = 0), v = vmax = A

+ Gia tốc là đạo hàm bậc nhất của vận tốc (đạo hàm bậc 2 của li độ)theo thời gian: a = v' = x’’ = - 2Acos(t + ) = - 2x

Gia tốc của vật dao động điều hòa biến thiên điều hòa cùng tần sốnhưng ngược pha với li độ (sớm pha

2



so với vận tốc)

Véc tơ gia tốc của vật dao động điều hòa luôn hướng về vị trí cânbằng và tỉ lệ với độ lớn của li độ

- Ở vị trí biên (x =  A), gia tốc có độ lớn cực đại : amax = 2A

- Ở vị trí cân bằng (x = 0), gia tốc bằng 0

+ Đồ thị của dao động điều hòa là một đường hình sin

2 CON LẮC LÒ XO.

* Con lắc lò xo

+ Con lắc lò xo gồm một lò xo có độ cứng k, khối lượng không đángkể, một đầu gắn cố định, đầu kia gắn với vật nặng khối lượng mđược đặt theo phương ngang hoặc treo thẳng đứng

+ Con lắc lò xo là một hệ dao động điều hòa

+ Phương trình dao động: x = Acos(t + )

(lấy nghiệm (-) nếu vo > 0; lấy nghiệm (+) nếu vo < 0)

+ Chu kì dao động của con lắc lò xo: T = 2 m k

+ Lực gây ra dao động điều hòa luôn luôn hướng về vị trí cân bằngvà được gọi là lực kéo về hay lực hồi phục Lực kéo về có độ lớn tỉlệ với li độ và là lực gây ra gia tốc cho vật dao động điều hòa

Biểu thức tính lực kéo về: F = - kx

* Năng lượng của con lắc lò xo

Trang 3

+ Thế năng: Wt = 21 kx2 = 21 k A2cos2(t + )

Động năng và thế năng của vật dao động điều hòa biến thiên điềuhoà với tần số góc ’ = 2, tần số f’ = 2f và chu kì T’ = T2

Cơ năng của con lắc tỉ lệ với bình phương biên độ dao động

Cơ năng của con lắc được bảo toàn nếu bỏ qua mọi ma sát

3 CON LẮC ĐƠN

* Con lắc đơn

+ Con lắc đơn gồm một vật nặng treo vào sợi dây không giãn, vậtnặng kích thước không đáng kể so với chiều dài sợi dây, sợi dây khốilượng không đáng kể so với khối lượng của vật nặng

+ Khi dao động nhỏ (sin   (rad)), con lắc đơn dao động điều hòavới phương trình:

s = Socos(t + ) hoặc  = o cos(t + ); với  = l s ; o =

l mg

+ Xác định gia tốc rơi tự do nhờ con lắc đơn : g = 4 22

Trang 4

+ Cơ năng: W = Wt + Wđ = mgl(1 - cos0) =

2

1mgl2

0

Cơ năng của con lắc đơn được bảo toàn nếu bỏ qua ma sát

Trang 5

* Con lắc đơn chịu tác dụng thêm lực khác ngoài trọng lực

+ Trọng lực biểu kiến : 

F có phương thẳng đứng hương xuống thì g’ = g + m F

4 DAO ĐỘNG TẮT DẦN, DAO ĐỘNG CƯỞNG BỨC

* Dao động tắt dần

+ Khi không có ma sát, con lắc dao động điều hòa với tần số riêng.Tần số riêng của con lắc chỉ phụ thuộc vào các đặc tính của con lắc.+ Dao động có biên độ giảm dần theo thời gian gọi là dao động tắtdần Nguyên nhân làm tắt dần dao động là do lực ma sát và lực cảncủa môi trường làm tiêu hao cơ năng của con lắc, chuyển hóa dầndần cơ năng thành nhiệt năng Vì thế biên độâ của con lắc giảm dầnvà cuối cùng con lắc dừng lại

+ Ứng dụng: Các thiết bị đóng cửa tự động hay giảm xóc ô tô, xemáy, … là những ứng dụng của dao động tắt dần

* Dao động duy trì

Nếu ta cung cấp thêm năng lượng cho vật dao động có ma sát đểbù lại sự tiêu hao vì ma sát mà không làm thay đổi chu kì riêng củanó thì dao động kéo dài mãi và gọi là dao động duy trì

* Dao động cưởng bức

+ Dao động chịu tác dụng của một ngoại lực cưởng bức tuần hoàn gọilà dao động cưởng bức

+ Dao động cưởng bức có biên độ không đổi và có tần số bằng tần sốlực cưởng bức

Trang 6

+ Biên độ của dao động cưởng bức phụ thuộc vào biên độ của lựccưởng bức, vào lực cản trong hệ và vào sự chênh lệch giữa tần sốcưởng bức f và tần số riêng fo của hệ Biên độ của lực cưởng bứccàng lớn, lực cản càng nhỏ và sự chênh lệch giữa f và fo càng ít thìbiên độ của dao động cưởng bức càng lớn

* Cộng hưởng

+ Hiện tượng biên độ của dao động cưởng bức tăng dần lên đến giátrị cực đại khi tần số f của lực cưởng bức tiến đến bằng tần số riêng

fo của hệ dao động gọi là hiện tượng cộng hưởng

+ Điều kiện f = f0 gọi là điều kiện cộng hưởng

+ Đường cong biểu diễn sự phụ thuộc của biên độ vào tần số cưởngbức gọi là đồ thị cộng hưởng Nó càng nhọn khi lực cản của môitrường càng nhỏ

+ Tầm quan trọng của hiện tượng cộng hưởng:

Những hệ dao động như tòa nhà, cầu, bệ máy, khung xe, đềucó tần số riêng Phải cẩn thậïn không để cho các hệ ấy chịu tác dụngcủa các lực cưởng bức mạnh, có tần số bằng tần số riêng để tránh sựcộng hưởng, gây dao động mạnh làm gãy, đổ

Hộp đàn của đàn ghi ta, viôlon, là những hộp cộng hưởng vớinhiều tần số khác nhau của dây đàn làm cho tiếng đàn nghe to, rỏ

5 TỔNG HỢP CÁC DAO ĐỘNG ĐIỀU HOÀ

+ Mỗi dao đông điều hòa được biểu diễn bằng

một véc tơ quay Véc tơ này có góc tại góc tọa

độ của trục Ox, có độ dài bằng biên độ dao

động A, hợp với trục Ox một góc ban đầu  và

quay đều quanh O với vận tốc góc 

+ Phương pháp giãn đồ Fre-nen: Lần lượt vẽ

hai véc tơ quay biểu diễn hai phương trình dao động thành phần Sauđó vẽ véc tơ tổng hợp của hai véc tơ trên Véc tơ tổng là véc tơ quaybiểu diễn phương trình của dao động tổng hợp

+ Nếu một vật tham gia đồng thời hai dao động điều hoà cùngphương, cùng tần số với các phương trình:

x1 = A1cos(t + 1) và x2 = A2cos(t + 2)

Trang 7

Thì dao động tổng hợp sẽ là: x = x1 + x2 = Acos(t + ) với A và được xác định bởi: A2 = A12 + A22 + 2 A1A2 cos (2 - 1)

tan =

2 2 1 1

coscos

sinsin

A A

Li độ (phương trình dao động): x = Acos(t + )

Vận tốc: v = x’ = - Asin(t + ) = Acos(t +  +

2



)Vận tốc sớm pha 2 so với li độ

Gia tốc: a = v’ = - 2Acos(t + ) = - 2x

Gia tốc a ngược pha với li độ (sớm pha 2 so với vận tốc)

Liên hệ tần số góc, chu kì và tần số:  =

T



2 = 2f

Liên hệ giữa li độ, biên độ vận tốc và tần số góc của dao động điềuhòa tại cùng một thời điểm : A2 = x2 + 2

Phương trình động lực học : x’’ + m k x = 0

Phương trình dao động của con lắc lò xo: x = Acos(t + )

Trang 8

Cơ năng: W = Wt + Wđ =

2

1

kx2 + 2

1m2A2

Lực đàn hồi của lò xo: F = k(l – lo) = kl

Con lắc lò xo treo thẳng đứng: lo =

Chiều dài cực tiểu của lò xo: lmin = lo + lo – A

Lực đàn hồi cực đại: Fmax = k(A + lo)

Lực đàn hồi cực tiểu: Fmin = 0 nếu A > lo; Fmin = k(lo – A) nếu A

< lo

Lực kéo về: F = - kx Với con lắc lò xo nằm ngang thì lực kéovề là lực đàn hồi Với con lắc lò xo treo thẳng đứng thì lực kéo về làhợp lực của lực đàn hồi và trọng lực tác dụng lên vật nặng

Lò xo ghép nối tiếp: 1 1 1

2 1





k k

k Độ cứng giảm, tần số giảm Lò

xo ghép song song : k = k1 + k2 + Độ cứng tăng, tần số tăng Phương trình dao động của con lắc đơn:

s = Socos(t + ) hay  = ocos(t + ); với s = .l ; So = o.l ( và

1 Động năng : Wđ = 21 mv2

Trang 9

Thế năng : Wt = = mgl(1 - cos) =

2

1mgl2.Thế năng và động năng của con lắc đơn biến thiên điều hoà với tầnsố góc ’ = 2, tần số f’ = 2f và với chu kì T’ =

Chiều dài biến đổi theo nhiệt độ : l = lo(1 +(t – t0))

Thời gian nhanh chậm của đồng hồ quả lắc trong t giây:

Nếu : x1 = A1cos(t + 1) và x2 = A2cos(t + 2) thì

x = x1 + x2 = Acos(t + ) với A và  được xác định bởi:

A2= A1 + A2 + 2 A1A2 cos (2 - 1); tan =

2 2 1 1

coscos

sinsin

A A



+ Hai dao động cùng pha (2 - 1 = 2k): A = A1 + A2

+ Hai dao động ngược pha (2 - 1)= (2k + 1)): A = |A1 - A2|

+ Nếu độ lệch pha bất kỳ thì: | A1 - A2 |  A  A1 + A2

C BÀI TẬP TỰ LUẬN

1 Phương trình dao động của một vật là x = 6cos(4t + 6 ), với xtính bằng cm, t tính bằng s

a) Xác định biên độ, chu kì, tần số, tần số góc và pha ban đầu củadao động

b) Xác định li độ, vận tốc và gia tốc của vật khi t = 0,25s

2 Một vật dao động điều hoà trên quỹ đạo dài 40cm Khi ở vị trí x =

10cm vật có vận tốc 20 3cm/s

Trang 10

a) Viết phương trình dao động của vật, chọn gốc thời gian lúc vật

đi qua vị trí cân bằng theo chiều dương

b) Tính vận tốc và gia tốc cực đại của vật

3 Một chất điểm dao động điều hoà với chu kì T = 0,314s và biên độ

A = 8cm Tính vận tốc của chất điểm khi nó đi qua vị trí cân bằng và

đi qua vị trí có li độ x = 5cm

4 Một con lắc lò xo gồm một quả nặng khối lượng 100g, lò xo có độ

cứng 100N/m, khối lượng không đáng kể treo thẳng đứng Cho conlắc dao động với biên độ 5cm Lấy g = 10m/s2;ø 2 = 10

a) Tính chu kỳ, tần số, năng lượng dao động của con lắc

b) Tính lực đàn hồi cực đại, lực đàn hồi cực tiểu của lò xo trongquá trình quả nặng dao động

5 Vật dao động điều hòa với biên độ A = 5cm; tần số f = 2Hz.

a) Viết phương trình dao động của vật, chọn gốc thời gian là lúcvật có li độ cực đại

b) Vật đi qua vị trí cân bằng theo chiều dương vào những thờiđiểm nào ?

6 Một chất điểm dao động theo phương trình x = 2,5cos10t (cm)

a) Vào thời điểm nào thì pha dao động đạt giá trị

3



? Lúc ấy li độ

x bằng bao nhiêu?

b) Tính vận tốc trung bình của dao động trong thời gian

8

1 chu kìkể từ lúc vật có li độ cực tiểu (x = 0) và kể từ lúc vật có li độ cực đại(x = A)

7 Một con lắc lò xo có độ cứng k = 150N/m và có năng lượng dao

động là W = 0,12J Khi con lắc có li độ là 2cm thì vận tốc của nó là1m/s Tính biên độ và chu kỳ dao động của con lắc

8 Một con lắc lò xo thẳng đứng gồm một vật có khối lượng 100g và

lò xo khối lượng không đáng kể, có độ cứng 40N/m Kéo vật nặngtheo phương thẳng đứng xuống phía dưới cách vị trí cân bằng mộtđoạn 5cm và thả nhẹ cho vật dao động điều hoà Chọn gốc O trùngvới vị trí cân bằng; trục Ox có phương thẳng đứng, chiều dương là

Trang 11

chiều vật bắt đầu chuyển động; gốc thời gian là lúc thả vật Lấy g =10m/s2

a) Viết phương trình dao động của vật

b) Tính vận tốc cực đại và cơ năng dao động của con lắc

9 Một con lắc lị xo có khối lượng m = 400g và độ cứng k = 40N/m.

Người ta kéo vật nặng ra khỏi vị trí cân bằng một đoạn 4cm và thả tự

do Chọn chiều dương cùng chiều với chiều kéo, gốc thời gian lúc thảvật

a) Viết phương trình dao động của vật nặng

b) Tính vận tốc cực đại và cơ năng của vật nặng

10 Một con lắc lò xo có khối lượng m = 50g, dao động điều hòa trên

trục Ox với chu kì T = 0,2s và chiều dài quỹ đạo là L = 40cm

a) Tính độ cứng của lò xo và viết phương trình dao động của conlắc Chọn gốc thời gian lúc con lắc qua vị trí cân bằng theo chiều âm.b) Xác định độ lớn và chiều của các véc tơ vận tốc, gia tốc và lựckéo về tại thời điểm t = 0,75T

11 Một con lắc lò xo treo thẳng đứng gồm một vật nặng có khối

lượng m gắn vào lò xo có khối lượng không đáng kể, có độ cứng k =100N/m Chọn trục toạ độ thẳng đứng, gốc toạ độ tại vị trí cân bằng,chiều dương từ trên xuống Kéo vật nặng xuống về phía dưới, cách vịtrí cân bằng 5 2cm và truyền cho nó vận tốc 20 2cm/s theochiều từ trên xuống thì vật nặng dao động điều hoà với tần số 2Hz.Chọn gốc thời gian lúc vật bắt đầu dao động Cho g = 10m/s2, 2 = 10a) Tính khối lượng, viết phương trình dao động của vật nặng b) Tính vận tốc của vật lúc nó có li độ x = 5cm và vận tốc cực đạicủa vật

12 Một con lắc lò xo gồm một lò xo nhẹ có độ cứng k và một vật

nhỏ có khối lượng m = 100g, được treo thẳng đứng vào một giá cốđịnh Tại vị trí cân bằng O của vật, lò xo giãn 2,5cm Kéo vật dọctheo trục của lò xo xuống dưới cách vị trí cân bằng O một đoạn 2cmrồi truyền cho nó vận tốc 40 3cm/s theo phương thẳng đứng hướngxuống dưới Chọn trục toạ độ Ox theo phương thẳng đứng, gốc tại O,

Trang 12

chiều dương hướng lên trên; gốc thời gian là lúc vật bắt đầu daođộng Lấy g = 10m/s2

a) Tính độ cứng của lò xo, viết phương trình dao động của vật, xácđịnh vị trí và tính vận tốc của vật lúc thế năng bằng 32 lần độngnăng

b) Tính thế năng, động năng và vận tốc của vật tại vị trí có li độ x

1,5s Tính chu kỳ dao động của con lắc đơn có chiều dài l1 + l2 và con

lắc đơn có chiều dài l1 – l2

15 Khi con lắc đơn có chiều dài l1, l2 (l1 > l2) có chu kỳ dao độngtương ứng là T1, T2 và tại nơi có gia tốc trọng trường là g = 10m/s2

Biết tại nơi đó, con lắc đơn có chiều dài l1 + l2 có chu kỳ dao động là

2,7s và con lắc đơn có chiều dài l1- l2 có chu kỳ dao động là 0,9s

Tính l1, l2

16 Trong cùng một khoảng thời gian và ở cùng một nơi trên Trái Đất

một con lắc đơn thực hiện được 60 dao động Tăng chiều dài của nóthêm 44cm thì trong cùng khoảng thời gian đó, con lắc thực hiệnđược 50 dao động Tính chiều dài và chu kỳ dao động ban đầu củacon lắc

17 Trên mặt đất nơi có gia tốc trọng trường g = 10m/s2 Một con lắcđơn dao động với chu kỳ T = 0,5s Tính chiều dài của con lắc Nếuđem con lắc này lên độ cao 5km thì con lắc dao động với chu kỳbằng bao nhiêu (lấy đến 5 chử số thập phân) Biết bán kính Trái Đất

R = 6400km

18 Một con lắc đồng hồ có thể coi là con lắc đơn Đồng hồ chạy

đúng ở mực ngang mặt biển Khi đưa đồng hồ lên đỉnh núi cao

Trang 13

4000m thì đồng hồ chạy nhanh hay chậm bao lâu trong một ngàyđêm Biết bán kính Trái Đất R = 6400km Coi nhiệt độ không đổi

19 Quả lắc đồng hồ có thể xem là một con lắc đơn dao động tại một

nơi có gia tốc trọng trường g = 9,8m/s2 Ở nhiệt độ 15oC đồng hồchạy đúng và chu kì dao động của con lắc là T = 2s Nếu nhiệt độtăng lên đến 25oC thì đồng hồ chạy nhanh hay chậm bao lâu trongmột ngày đêm Biết hệ số nở dài của thanh treo con lắc  = 4.10-5K-1

20 Một vật nhỏ có khối lượng m = 100g thực hiện đồng thời hai dao

động điều hoà cùng phương, cùng tần số góc  = 20rad/s Biết biênđộ các dao động thành phần là A1 = 5cm, A2 = 4cm ; độ lệch pha củahai dao động đó là /3 Tìm biên độ và năng lượng dao động của vật

22 Hai dao động điều hoà cùng phương cùng tần số f = 10Hz, có

biên độ lần lượt là 100mm và 173mm, dao động thứ hai trể pha 0,5

so với dao động thứ nhất Biết pha ban đầu của dao động thứ nhất bằng0,25 Viết phương trình dao động tổng hợp

23 Một vật tham gia đồng thời hai dao động điều hoà với các phương

trình: x1 = 127cos20t(mm); x2 = 127cos(20t –

3



)(mm) Viếtphương trình dao động tổng hợp

24 Dao động tổng hợp của hai dao động điều hòa cùng phương có

biểu thức x = 5 3cos(6t + 2 )(cm) Dao động thứ nhất có biểuthức x1 = 5cos(6t +

3



)(cm) Tìm biểu thức của dao động thứ hai

25 Một vật cĩ khối lượng m = 200g thực hiện đồng thời hai dao động

điều hịa cùng phương cùng tần số với các phương trình dao động là x1

= 4sin(10t +  3 )(cm) và x2 = A2sin(10t + ) Biết cơ năng của vật là

W = 0,036J Hãy xác định A2

D CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM.

1 Đối với dao động tuần hồn, khoảng thời gian ngắn nhất sau đĩ trạng

thái dao động lặp lại như cũ gọi là

A Tần số dao động B Chu kì dao động.

Trang 14

2 Một con lắc lò xo gồm lò xo có độ cứng k, vật nặng khối lượng m.

Chu kì dao động của vật được xác định bởi biểu thức:

1

3 Biểu thức li độ của dao động điều hoà là x = Acos(ωt + ), vận tốc

của vật có giá trị cực đại là

A vmax = A2 B vmax = 2A C vmax = A2 D vmax = A

4 Một vật dao động điều hòa có phương trình x = 4cos(8t + 6 )(cm), với x tính bằng cm, t tính bằng s Chu kì dao động của vật là

5 Một vật nhỏ hình cầu khối lượng 400g được treo vào lò xo nhẹ có

độ cứng 160N/m Vật dao động điều hoà theo phương thẳng đứng vớibiên độ 10cm Vận tốc của vật khi đi qua vị trí cân bằng là

A 4m/s B 6,28m/s C 0 m/s D 2m/s.

6 Trong dao động điều hồ, độ lớn gia tốc của vật

A Tăng khi độ lớn vận tốc tăng B Khơng thay đổi.

C Giảm khi độ lớn vận tốc tăng D Bằng 0 khi vận tốc bằng 0.

7 Trong dao động điều hồ, gia tốc biến đổi

A Cùng pha với vận tốc B Sớm pha π/2 so với vận tốc.

C Ngược pha với vận tốc D Trễ pha π/2 so với vận tốc.

8 Trong dao động điều hồ, gia tốc biến đổi

A Cùng pha với li độ B Sớm pha π/2 so với li độ.

C Ngược pha với li độ D Trễ pha π/2 so với li độ.

9 Dao động cơ học đổi chiều khi

A Lực tác dụng cĩ độ lớn cực tiểu B Lực tác dụng bằng khơng.

C Lực tác dụng cĩ độ lớn cực đại D Lực tác dụng đổi chiều.

10 Một dao động điều hồ cĩ phương trình x = Acos (ωt + φ) thì động

năng và thế năng cũng dao động điều hồ với tần số

A ω’ = ω B ω’ = 2ω C ω’ =

2



D ω’ = 4ω

11 Pha của dao động được dùng để xác định

A Biên độ dao động B Trạng thái dao động.

C Tần số dao động D Chu kì dao động.

12 Biểu thức quan hệ giữa biên độ A, li độ x và tần số góc  của

chất điểm dao động điều hoà ở thời điểm t là

Trang 15

13 Một vật dao động điều hoà với biên độ A, tần số góc  Chọn

gốc thời gian là lúc vật đi qua vị trí cân bằng theo chiều dương.Phương trình dao động của vật là

A x = Acos(ωt + /4) B x = Acost.

C x = Acos(ωt - /2) D x = Acos(ωt + /2).

14 Một vật dao động điều hòa dọc theo trục Ox với biên độ A, tần

số f Chọn góc tọa độ ở vị trí cân bằng của vật, góc thời gian t0 = 0 làlúc vật ở vị trí x = A Phương trình dao động của vật là

A x = Acos(2ft + 0,5) B x = Acosn(2ft - 0,5).

15 Trong dao động điều hoà, vận tốc tức thời biến đổi

A cùng pha với li độ B lệch pha 0,5 với li độ

C ngược pha với li độ D sớm pha 0,25 với li độ.

16 Cơ năng của một chất điểm dao động điều hoà tỉ lệ thuận với

A biên độ dao động B li độ của dao động.

C bình phương biên độ dao động D chu kì dao

động

17 Vật nhỏ dao động theo phương trình: x = 10cos(4t + 2 )(cm).Với t tính bằng giây Động năng của vật đó biến thiên với chu kì

A 0,50s B 1,50s C 0,25s D 1,00s.

18 Con lắc lò xo dao động điều hoà theo phương ngang với biên độ

là A Li độ của vật khi thế năng bằng động năng là

19 Một chất điểm dao động điều hoà với chu kì T = 3,14s và biên độ

A = 1m Khi chất điểm đi qua vị trí cân bằng thì vận tốc của nó bằng

Trang 16

20 Một con lắc lò xo dao động điều hòa với phương trình x = Acost

và có cơ năng là W Động năng của vật tại thời điểm t là

A Wđ = Wsin 2 t. B Wđ = Wsint.

C Wđ = Wcos2 t D Wđ = Wcost.

21 Vận tốc của chất điểm dao động điều hồ cĩ độ lớn cực đại khi

A Li độ cĩ độ lớn cực đại C Li độ bằng khơng.

B Gia tốc cĩ độ lớn cực đại D Pha cực đại.

22 Một con lắc lò xo gồm một lò xo có độ cứng k = 100N/m và vật

có khối lượng m = 250g, dao động điều hoà với biên độ A = 6cm.Chọn gốc thời gian lúc vật đi qua vị trí cân bằng Quãng đường vật điđược trong 0,1s đầu tiên là

) cm Gốc thời gian đã được chọn

A Khi chất điểm đi qua vị trí cĩ li độ x =

2

A

theo chiều dương

B Khi chất điểm qua vị trí cĩ li độ x =

2

A theo chiều dương

C Khi chất điểm đi qua vị trí cĩ li độ x =

2

A theo chiều âm

D Khi chất điểm đi qua vị trí cĩ li độ x =

2

A

theo chiều âm

24 Chu kì dao động điều hồ của con lắc lị xo phụ thuộc vào:

A Biên độ dao động B Cấu tạo của con lắc.

C Cách kích thích dao động D Pha ban đầu của con lắc.

25 Một vật dao động điều hoà trên quỹ đạo dài 40cm Khi ở vị trí x

= 10cm vật có vận tốc 20 3cm/s Chu kì dao động là

26 Một con lắc lò xo gồm một lò xo khối lượng không đáng kể, một

đầu cố định và một đầu gắn với một viên bi nhỏ, dao động điều hòatheo phương ngang Lực đàn hồi của lò xo tác dụng lên viên bi luônhướng

A theo chiều chuyển động của viên bi B theo chiều âm qui ước.

Trang 17

C về vị trí cân bằng của viên bi D theo chiều dương qui

ước

27 Một con lắc lò xo gồm một lò xo khối lượng không đáng kể, một

đầu cố định và một đầu gắn với một viên bi nhỏ khối lượng m Conlắc này dao động điều hòa có cơ năng

A tỉ lệ nghịch với khối lượng của viên bi.

B tỉ lệ với bình phương biên độ dao động.

C tỉ lệ với bình phương chu kì dao động.

D tỉ lệ nghịch với độ cứng k của lò xo.

28 Một con lắc lò xo có độ cứng là k treo thẳng đứng Độ giãn của lò

xo ở vị trí cân bằng là l Con lắc dao động điều hoà với biên độ là

A (A > l) Lực đàn hồi nhỏ nhất của lò xo trong quá trình dao độnglà

A F = kl B F = k(A - l) C F = kA D F = 0.

29 Con lắc lò xo thẳng đứng gồm một lò xo có đầu trên cố định, đầu

dưới gắn vật dao động điều hoà có tần số góc 10rad/s, tại nơi có giatốc trọng trường g = 10m/s2 thì tại vị trí cân bằng độ giãn của lò xo là

30 Trong 10 giây, vật dao động điều hòa thực hiện được 40 dao

động Thông tin nào sau đây là sai?

A Chu kì dao động của vật là 0,25s

B Tần số dao động của vật là 4Hz.

C Chỉ sau 10s quá trình dao động của vật mới lặp lại như cũ.

D Sau 0,5s, quãng đường vật đi được bằng 8 lần biên độ.

31 Một con lắc lò xo gồm vật có khối lượng m và lò xo có độ cứng

k, dao động điều hòa Nếu tăng độ cứng k lên 2 lần và giảm khốilượng m đi 8 lần thì tần số dao động của vật sẽ

A tăng 4 lần B giảm 2 lần C tăng 2 lần D giảm 4 lần.

32 Con lắc lò xo đầu trên cố định, đầu dưới gắn vật nặng dao động

điều hoà theo phương thẳng đứng ở nơi có gia tốc trọng trường g Khivật ở vị trí cân bằng, độ giãn của lò xo là l Chu kì dao động củacon lắc được tính bằng biểu thức

Trang 18

k

m

33 Một con lắc lò xo gồm lò xo có độ cứng k và vật có khối lượng m

dao động điều hoà, khi m = m1 thì chu kì dao động là T1, khi m = m2thì chu kì dao động là T2 Khi m = m1 + m2 thì chu kì dao động là

2

2 1

T T

34 Cơng thức nào sau đây dùng để tính tần số dao động của lắc lị xo

treo thẳng đứng (∆l là độ giãn của lị xo ở vị trí cân bằng):

36 Một con lắc đơn được treo ở trần một thang máy Khi thang máy

đứng yên con lắc dao động điều hòa với chu kì T Khi thang máy đilên thẳng đứng chậm dần đều với gia tốc có độ lớn bằng một nửa giatốc trọng trường nơi đặt thang máy thì con lắc dao động điều hòa vớichu kì T’ là

A T’ = 2T B T’ = 0,5T C T’ = T 2 D T’ = T2

37 Tại 1 nơi, chu kì dao động điều hoà của con lắc đơn tỉ lệ thuận

với

A gia tốc trọng trường B căn bậc hai gia tốc trọng trường.

C chiều dài con lắc D căn bậc hai chiều dài con lắc.

38 Chu kì dao động điều hòa của một con lắc đơn có chiều dài dây

treo l tại nơi có gia tốc trọng trường g là

Trang 19

1

39 Một con lắc đơn gồm hòn bi nhỏ khối lượng m, treo vào một sợi

dây không giãn, khối lượng sợi dây không đáng kể Khi con lắc đơndao động điều hòa với chu kì 3s thì hòn bi chuyển động trên mộtcung tròn dài 4cm Thời gian để hòn bi đi được 2cm kể từ vị trí cânbằng là

A 0,25s B 0,5s C 0,75s D 1,5s.

40 Một con lắc đơn dao động điều hoà với chu kì T Động năng của

con lắc biến thiên điều hoà theo thời gian với chu kì là

41 Tại cùng một vị trí địa lí, hai con lắc đơn có chu kì dao động lần

lượt làT1 = 2s và T2 = 1,5s Chu kì dao động của con lắc thứ ba cóchiều dài bằng tổng chiều dài của hai con lắc nói trên là

42 Tại cùng một vị trí địa lí, hai con lắc đơn có chu kì dao động lần

lượt làT1 = 2s và T2 = 1,5s, chu kì dao động của con lắc thứ ba cóchiều dài bằng hiệu chiều dài của hai con lắc nói trên là

43 Chu kì dao động của con lắc đơn không phụ thuộc vào

A khối lượng quả nặng B vĩ độ địa lí.

C gia tốc trọng trường D chiều dài dây treo.

44 Tại cùng một vị trí địa lí, nếu chiều dài con lắc đơn tăng 4 lần thì

chu kì dao động điều hoà của nó

A giảm 2 lần B giảm 4 lần.

45 Trong các cơng thức sau, cơng thức nào dùng để tính tần số dao

động nhỏ của con lắc đơn:

Trang 20

46 Hai dao động điều hoà cùng phương có các phương trình lần lượt

là x1 = 4cos100t (cm) và x2 = 3cos(100t + 2 ) (cm) Dao độngtổng hợp của hai dao động đó có biên độ là

48 Một vật thực hiện đồng thời hai dao động điều hoà với các

phương trình x1 = 5cos10t (cm) và x2 = 5cos(10t +

3



) (cm).Phương trình dao động tổng hợp của vật là

A x = 5cos(10t + 6 ) (cm) B x = 5 3cos(10t + 6 ) (cm)

C x = 5 3cos(10t + 4 ) (cm) D x = 5cos(10t + 2 ) (cm)

49 Một vật tham gia đồng thời hai dao động điều hồ cùng phương,

cùng tần số với các phương trình: x1 = A1cos (ωt + φ1) và x2 =

A2cos(ωt + φ2) Biên độ dao động tổng hợp của chúng đạt cực đại khi

) là hai dao động

A cùng pha B lệch pha 3 C lệch pha 2 D ngược pha.

51 Hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số, có phương trình

lần lượt làx1 = 4cos(t - 6 ) (cm) và x2 = 4cos(t - 2 ) (cm) Daođộng tổng hợp của hai dao động này có biên độ là

A 4 3cm B 2 7cm C 2 2cm D 2 3cm

52 Khi xảy ra hiện tượng cộng hưởng cơ thì vật tiếp tục dao động

Trang 21

A với tần số bằng tần số dao động riêng.

B với tần số nhỏ hơn tần số dao động riêng.

C với tần số lớn hơn tần số dao động riêng.

D mà không chịu ngoại lực tác dụng.

53 Một vật tham gia đồng thời 2 dao động điều hồ cùng phương, cùng

tần số x1 = A1cos (ωt + φ1) và x2 = A2cos (ωt + φ2) Biên độ dao độngtổng hợp của chúng đạt cực tiểu khi (với k  Z):

A φ2 – φ1 = (2k + 1)π B φ2 – φ1 = (2k + 1).0,5

C φ2 – φ1 = 2kπ D φ2 – φ1 = 0,25

54 Vật có khối lượng m = 100g thực hiện dao động tổng hợp của hai

dao động điều hoà cùng phương, cùng tần số, với các phương trình là

x1 = 5cos(10t + ) (cm) và x2 = 10cos(10t - /3) (cm) Giá trị cực đạicủa lực tổng hợp tác dụng lên vật là

A 50 3N B 5 3N C 0,5 3N D 5N.

55 Biên độ dao động cưỡng bức khơng phụ thuộc vào ?

A Pha ban đầu của ngoại lực tuần hồn tác dụng lên vật.

B Biên độ ngoại lực tuần hồn tác dụng lên vật.

C Tần số ngoại lực tuần hồn tác dụng lên vật.

D Hệ số lực cản tác dụng lên vật.

56 Một vật có khối lượng m = 200g thực hiện đồng thời hai dao động

điều hoà cùng phương, cùng tần số và có các phương trình dao độnglà x1 = 6cos(15t + 3 ) (cm) và x2 = A2cos(15t + ) (cm) Biết cơ năngdao động của vật là W = 0,06075J Hãy xác định A2

57 Phát biểu nào sai khi nĩi về dao động tắt dần:

A Biên độ dao động giảm dần.

B Cơ năng dao động giảm dần.

C Tần số dao động càng lớn thì sự tắt dần càng chậm.

D Lực cản và lực ma sát càng lớn thì sự tắt dần càng nhanh.

58 Một hệ dao động chịu tác dụng của một ngoại lực tuần hoàn

Fn = F0sin10t thì xảy ra hiện tượng cộng hưởng Tần số dao độngriêng của hệ phải là

59 Điều kiện nào sau đây là điều kiện của sự cộng hưởng ?

Trang 22

A Chu kì của lực cưỡng bức phải lớn hơn chu kì riêng của hệ.

B Lực cưỡng bức phải lớn hơn hoặc bằng một giá trị F0 nào đĩ

C Tần số của lực cưỡng bức phải bằng tần số riêng của hệ.

D Tần số của lực cưỡng bức phải lớn hơn tần số riêng của hệ

60 Nhận định nào sau đây là sai khi nói về dao động cơ tắt dần

A Trong dao động cơ tắt dần, cơ năng giảm theo thời gian.

B Lực ma sát càng lớn thì dao động tắt dần càng nhanh.

C Dao động tắt dần có biên độ giảm dần theo thời gian.

D Động năng giảm dần còn thế năng thì biến thiên điều hòa.

61 Hai dao động điều hòa, cùng phương theo phương trình x1 =3cos(20t)(cm) và x2 = 4cos(20t +

2



)(cm); với x tính bằng cm, ttính bằng giây Tần số của dao động tổng hợp của hai dao động trênlà

A 5Hz B 20Hz C 10Hz D 20Hz.

62 Một con lắc lò xo đang dao động điều hòa theo phương nằm

ngang với chu kì T Nếu cho con lắc này dao động điều hòa theophương thẳng đứng thì chu kì dao động của nó lúc này là

63 Dao động tắt dần của con lắc đơn có đặc điểm là

A biên độ không đổi.

B cơ năng của dao động không đổi.

C cơ năng của dao động giảm dần.

D động năng của con lắc ở vị trí cân bằng luôn không đổi.

64 Một con lắc đơn dao động điều hòa ở mặt đất với chu kì T Nếu

đưa con lắc đơn này lên Mặt Trăng có gia tốc trọng trường bằng

6 1

gia tốc trọng trường ở mặt đất, coi độ dài của dây treo con lắc khôngđổi, thì chu kì dao động của con lắc trên Mặt Trăng là

A 6T B 6T C T6 D 2

65 Khi nói về dao động điều hòa của con lắc nằm ngang, phát biểu

nào sau đây là sai?

Trang 23

A Tốc độ của vật dao động điều hòa có giá trị cực đại khi nó đi

qua vị trí cân bằng

B Gia tốc của vật dao động điều hòa có độ lớn cực đại ở vị trí

66 Cho một con lắc lò xo có khối lượng không đáng kể có độ cứng k

và vật nhỏ có khối lượng m, dao động điều hòa với biên độ A Vàothời điểm động năng của con lắc bằng 3 lần thế năng của vật, độ lớnvận tốc của vật được tính bằng biểu thức

68 Một con lắc lò xo nằm ngang gồm một hòn bi có khối lượng m và

lò xo nhẹ có độ cứng k = 45N/m Kích thích cho vật dao động điềuhòa với biên độ 2cm thì gia tốc cực đại của vật khi dao động bằng18m/s2 Bỏ qua mọi lực cản Khối lượng m bằng

69 Một con lắc đơn có chiều dài 0,3m được treo vào trần một toa xe

lửa Con lắc bị kích động mỗi khi bánh xe của toa gặp chổ nối củacác đoạn ray Biết khoảng cách giữa hai mối nối ray là 12,5m và giatốc trọng trường là 9,8m/s2 Biên độ của con lắc đơn này lớn nhất khiđoàn tàu chuyển động thẳng đều với tốc độ xấp xĩ

A 41km/h B 60km/h C 11,5km/h D 12,5km/h.

70 Một con lắc đơn có độ dài l được thả không vận tốc ban đầu từ vị

trí biên có biên độ góc 0 (   100) Bỏ qua mọi ma sát Khi con lắc

đi qua vị trí có li độ góc  thì tốc độ của con lắc là

Trang 24

A v = 2gl(cos   cos 0) B v = 2gl( 1  cos  )

C v = 2gl(cos 0  cos  ) D v = 2gl(cos 0 cos  )

71 Trong dao động điều hòa của con lắc lò xo, những đại lượng nào

chỉ phụ thuộc vào sự kích thích ban đầu?

A Li độ và gia tốc B Chu kỳ và vận tốc.

C Vận tốc và tần số góc D Biên độ và pha ban đầu.

72 Gắn lần lượt hai quả cầu vào một lò xo và cho chúng dao động.

Trong cùng một khoảng thời gian, quả cầu m1 thực hiện được 28 daođộng, quả cầu m2 thực hiện được 14 dao động Kết luận nào đúng?

A m2 = 2m1 B m2 = 4m1 C m2 = 0,25m1 D m2 = 0,5m1

73 Một con lắc lò xo có động năng biến thiên tuần hoàn với chu kì

T Thông tin nào sau đây là sai?

A Cơ năng của con lắc là hằng số.

B Chu kì dao động của con lắc là T/2.

C Thế năng của con lắc biến thiên tuần hoàn với chu kì T.

D Tần số góc của dao động là  = 4T

74 Trong dao động điều hòa của con lắc lò xo, nếu biên độ dao động

của con lắc tăng 4 lần thì thì cơ năng của con lắc sẽ:

A tăng 2 lần B tăng 16 lần C giảm 2 lần D giảm 16 lần.

75 Một con lắc gồm vật m = 0,5kg treo vào lò xo có k = 20N/m, dao

động điều hòa theo phương thẳng đứng với biên độ 3cm Tại vị trí có

li độ x = 2cm, vận tốc của con lắc có độ lớn là:

+ Sóng cơ là dao động cơ lan truyền trong môi trường vật chất.

+ Sóng ngang là sóng trong đó các phần tử của môi trường dao độngtheo phương vuông góc với phương truyền sóng

Trang 25

Trừ trường hợp sóng mặt nước, sóng ngang chỉ truyền được trongchất rắn

+ Sóng dọc là sóng trong đó các phần tử của môi trường dao độngtheo phương trùng với phương truyền sóng

Sóng dọc truyền được cả trong chất khí, chất lỏng và chất rắn.Sóng cơ không truyền được trong chân không

+ Bước sóng : là khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trênphương truyền sóng dao động cùng pha Bước sóng cũng là quãngđường sóng lan truyền trong một chu kỳ:  = vT = v f

+ Khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên phương truyền sóngmà dao động ngược pha là 2

+ Năng lượng sóng: sóng truyền dao động cho các phần tử của môitrường, nghĩa là truyền cho chúng năng lượng Quá trình truyền sónglà quá trình truyền năng lượng

7 GIAO THOA SÓNG

+ Hai nguồn kết hợp là hai nguồn dao động cùng phương, cùng chu kì(hay tần số) và có hiệu số pha không đổi theo thời gian Hai nguồnkết hợp có cùng pha là hai nguồn đồng bộ

+ Hai sóng do hai nguồn kết hợp phát ra là hai sóng kết hợp

+ Hiện tượng giao thoa là hiện tượng hai sóng kết hợp khi gặp nhauthì có những điểm, ở đó chúng luôn luôn tăng cường lẫn nhau; cónhững điểm ở đó chúng luôn luôn triệt tiêu nhau

+ Nếu tại hai nguồn S1 và S2 cùng phát ra hai sóng giống hệt nhau: u1

= u2 = Acost và nếu bỏ qua mất mát năng lượng khi sóng truyền đi

Trang 26

thì thì sóng tại M (với S1M = d1; S2M = d2) là tổng hợp hai sóng từ S1và S2 truyền tới sẽ có phương trình là:

d2 – d1 = (k + 21 ) ; (k  Z)

8 SÓNG DỪNG

* Sự phản xạ sóng

Khi sóng truyền đi nếu gặp vật cản thì nó có thể bị phản xạ Sóngphản xạ cùng tần số và cùng bước sóng với sóng tới

+ Nếu đầu phản xạ cố định thì sóng phản xạ ngược pha với sóng tới.+ Nếu vật cản tự do thì sóng phản xạ cùng pha với sóng tới

Khoảng cách giữa hai nút liên tiếp hoặc hai bụng liên tiếp bằngnữa bước sóng

+ Để có sóng dừng trên sợi dây với hai nút ở hai đầu (hai đầu cốđịnh) thì chiều dài của sợi dây phải bằng một số nguyên nữa bướcsóng

+ Để có sóng dừng trên sợi dây với một đầu là nút một đầu là bụng(một đầu cố định, một đầu tự do) thì chiều dài của sợi dây phải bằngmột số nguyên lẻ một phần tư bước sóng

9 SÓNG ÂM

* Đặc trưng vật lí của âm

Trang 27

+ Sóng âm là những sóng cơ truyền trong các môi trường khí, lỏng,rắn

+ Nguồn âm là các vật dao động phát ra âm

+ Tần số dao động của nguồn cũng là tần số của sóng âm

+ Âm nghe được (âm thanh) có tần số từ 16Hz đến 20000Hz

+ Âm có tần số dưới 16Hz gọi hạ âm

+ Âm có tần số trên 20 000Hz gọi là siêu âm

+ Nhạc âm là âm có tần số xác định Tạp âm là âm không có một tầnsố xác định

+ Âm không truyền được trong chân không

+ Trong một môi trường, âm truyền với một tốc độ xác định Vận tốctruyền âm phụ thuộc vào tính đàn hồi, mật độ của môi trường vànhiệt độ của môi trường Khi âm truyền từ môi trường này sang môitrường khác thì vận tốc truyền âm thay đổi, bước sóng của sóng âmthay đổi còn tần số của âm thì không thay đổi

+ Âm hầu như không truyền được qua các chất xốp như bông, len, Những chất đó được gọi là chất cách âm

+ Cường độ âm I tại một điểm là đại lượng đo bằng năng lượng màsóng âm tải qua một đơn vị diện tích đặt tại điểm đó, vuông góc vớiphương truyền sóng trong một đơn vị thời gian; đơn vị W/m2

Đơn vị của mức cường độ âm ben (B) Trong thực tế người tathường dùng ước số của ben là đêxiben (dB): 1dB = 0,1B

+ Khi một nhạc cụ phát ra một âm có tần số f0 thì bao giờ nhạc cụ đócũng đồng thời phát ra một loạt âm có tần số 2f0, 3f0, có cường độkhác nhau Âm có tần số f0 gọi là âm cơ bản hay họa âm thứ nhất,các âm có tần số 2f0, 3f0, … gọi là các họa âm thứ 2, thứ 3, … Biên độcủa các họa âm lớn, nhỏ không như nhau, tùy thuộc vào chính nhạccụ đó Tập hợp các họa âm tạo thành phổ của nhạc âm

Tổng hợp đồ thị dao động của tất cả các họa âm trong một nhạcâm ta được đồ thị dao động của nhạc âm đó

Trang 28

+ Về phương diện vật lí, âm được đặc trưng bằng tần số, cường độ(hoặc mức cường độ âm) và đồ thị dao động của âm

* Đặc trưng sinh lí của sóng âm

+ Ba đặc trưng sinh lí của sóng âm là: độ cao, độ to và âm sắc,

+ Độ cao của âm là đặc trưng liên quan đến tần số của âm

+ Độ to của âm là đặc trưng liên quan đến mức cường đô âm L.+ Âm sắc là đặc trưng của âm giúp ta phân biệt được các âm phát ratừ các nguồn khác nhau Âm sắc liên quan đến đồ thị dao động âm.Âm sắc phụ thuộc vào tần số và biên độ của các hoạ âm

B CÁC CÔNG THỨC.

Liên hệ giữa v, T, f và :  = vT = v f

Tại nguồn phát O phương trình sóng là uO = acos(t + ) thì phươngtrình sóng tại M trên phương truyền sóng là:

u2 = Acost và bỏ qua mất mát năng lượng khi sóng truyền đi thì thìsóng tại M (với S1M = d1; S2M = d2) là tổng hợp hai sóng từ S1 và S2truyền tới sẽ có phương trình là:



2 1

2 S S

.Khoảng vân giao thoa trong sóng cơ là i = 2

Khoảng cách giữa 2 nút hoặc 2 bụng liền kề của sóng dừng là

2



Trang 29

Khoảng cách giữa nút và bụng liền kề của sóng dừng là

Cường độ âm chuẩn : I0 = 10-12W/m2

Cường độ âm tại điểm cách nguồn âm (có công suất P) một khoảng

R là : I = 2

4 R

P

C BÀI TẬP TỰ LUẬN

1 Một sóng cơ học được truyền từ O theo phương y với vận tốc v =

40cm/s Năng lượng sóng cơ bảo toàn khi truyền đi Dao động tạiđiểm O có dạng : x = 4cos2 t (cm) Xác định chu kì T và bước sóng

? Viết phương trình dao động tại điểm M cách O một đoạn bằng4m Nhận xét về dao động tại M so với dao động tại O

2 Một sóng ngang truyền trên sợi dây rất dài có phương trình sóng

là: u = 6cos(4t – 0,02x) Trong đó u và x được tính bằng cm và ttính bằng giây Hãy xác định : Biên độ, tần số, bước sóng và vận tốctruyền sóng

3 Một sợi dây đàn hồi, mảnh, rất dài, có đầu O dao động với tần số f

thay đổi được trong khoảng từ 40Hz đến 53Hz, theo phương vuônggóc với sợi dây Sóng tạo thành lan truyền trên dây với vận tốc v =5m/s

a) Cho f = 40Hz Tính chu kỳ và bước sóng của sóng trên dây.b) Tính tần số f để điểm M cách O một khoảng bằng 20cm luônluôn dao động cùng pha với O

4 Một sóng có tần số 500Hz và tốc độ lan truyền 350m/s Hỏi hai

điểm gần nhất trên phương truyền sóng phải cách nhau một khoảngbao nhiêu để giữa chúng có độ lệch pha 4 ?

5 Trên một sợi dây đàn hồi có chiều dài 240cm với hai đầu cố định

có một sóng dừng với tần số f = 50Hz, người ta đếm được có 6 bụngsóng Tính vận tốc truyền sóng trên dây Nếu vận tốc truyền sóng v

Trang 30

= 40m/s và trên dây có sóng dừng với 12 bụng sóng Tính chu kỳsóng

6 Trong thí nghiệm giao thoa sóng người ta tạo ra trên mặt nước 2

nguồn sóng A, B dao động với phương trình uA = uB = 5cos10t (cm).Vận tốc sóng là 20cm/s Coi biên độ sóng không đổi Viết phươngtrình dao động tại điểm M cách A, B lần lượt 7,2cm và 8,2cm

7 Loa của một máy thu thanh có công suất P = 1W.

a) Tính mức cường độ âm do loa tạo ra tại một điểm cách máy 4mb) Để tại điểm ấy mức cường độ âm chỉ còn 70dB, phải giảm nhỏcông suất của loa bao nhiêu lần ?

8 Mức cường độ âm do nguồn S gây ra tại điểm M là L ; cho nguồn

S tiến lại gần M một khoảng D thì mức cường độ âm tăng thêm được7dB

a) Tính khoảng cách từ S đến M biết D = 62m

b) Biết mức cường độ âm tại M là 73dB Tính công suất củanguồn

D CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM.

1 Khi nói về sóng cơ học phát biểu nào sau đây là sai?

A Sóng cơ là sự lan truyền dao động cơ trong môi trường vật chất.

B Sóng cơ học truyền được trong tất cả các môi trường rắn, lỏng,

khí và chân không

C Sóng âm truyền trong không khí là sóng dọc.

D Sóng cơ học lan truyền trên mặt nước là sóng ngang.

2 Âm sắc là đặc tính sinh lí của âm

A chỉ phụ thuộc vào biên độ B chỉ phụ thuộc vào cường độ âm.

C chỉ phụ thuộc vào tần số D phụ thuộc vào tần số và biên độ.

3 Một sóng âm có tần số 200Hz lan truyền trong môi trường nước

với vận tốc 1500m/s Bước sóng của sóng này trong môi trường nướclà

4 Khi âm thanh truyền từ không khí vào nước thì

A Bước sóng thay đổi nhưng tần số không đổi.

Trang 31

B Bước sóng và tần số đều thay đổi.

C Bước sóng và tần số không đổi.

D Bước sóng không đổi nhưng tần số thay đổi.

5 Một sóng âm có tần số xác định truyền trong không khí và trong

nước với vận tốc lần lượt là 330m/s và 1452m/s Khi sóng âm truyềntừ nước ra không khí thì bước sóng của nó sẽ

A giảm 4,4 lần B giảm 4 lần C tăng 4,4 lần D tăng 4 lần.

6 Một sóng âm truyền trong không khí, trong số các đại lượng: biên

độ sóng, tần số sóng, vận tốc truyền sóng và bước sóng; đại lượngkhông phụ thuộc vào các đại lượng còn lại là

A tần số sóng B biên độ sóng C vận tốc truyền D bước sóng.

7 Nguồn phát sóng được biểu diễn: u = 3cos20t(cm) Vận tốc

truyền sóng là 4m/s Phương trình dao động của một phần tử vật chấttrong môi trường truyền sóng cách nguồn 20cm là

A u = 3cos(20t - 2 )(cm) B u = 3cos(20t + 2 )(cm)

8 Một sợi dây đàn hồi 80cm, đầu B giữ cố định, đầu A dao động

điều hoà với tần số 50Hz Trên dây có một sóng dừng với 4 bụngsóng, coi A và B là nút sóng Vận tốc truyền sóng trên dây là

9 Một nguồn phát sóng dao động theo phương trình u = acos20t

(cm) với t tính bằng giây Trong khoảng thời gian 2s, sóng này truyền

đi được quãng đường bằng bao nhiêu lần bước sóng ?

10 Một sóng lan truyền với vận tốc 200m/s có bước sóng 4m Tần số

và chu kì của sóng là

A f = 50Hz ; T = 0,02s B f = 0,05Hz ; T = 200s.

C f = 800Hz ; T = 1,25s D f = 5Hz ; T = 0,2s.

11 Một sóng có tần số 500Hz, có tốc độ lan truyền 350m/s Hai điểm

gần nhau nhất trên phương truyền sóng phải cách nhau gần nhất mộtkhoảng là bao nhiêu để giữa chúng có độ lệch pha bằng 3 rad ?

Trang 32

12 Hiện tượng giao thoa sóng xảy ra khi có sự gặp nhau của hai sóng

A xuất phát từ hai nguồn dao động cùng biên độ.

B xuất phát từ hai nguồn truyền ngược chiều nhau.

C xuất phát từ hai nguồn bất kì.

D xuất phát từ hai nguồn sóng kết hợp cùng phương.

13 Một dây đàn có chiều dài L, hai đầu cố định Sóng dừng trên dây

có bước sóng dài nhất là

14 Khi có sóng dừng trên một sợi dây đàn hồi, khoảng cách giữa hai

nút sóng liên tiếp bằng

A một phần tư bước sóng B hai lần bước sóng.

C một nữa bước sóng D một bước sóng.

15 Khi có sóng dừng trên một sợi dây đàn hồi thì khoảng cách giữa

nút sóng và bụng sóng liên tiếp bằng

A hai lần bước sóng B một nửa bước sóng.

C một phần tư bước sóng D một bước sóng.

16 Một sóng truyền trên mặt nước có bước sóng 0,4m Hai điểm gần

nhau nhất trên một phương truyền sóng, dao động lệch pha nhau góc2

A u = 2cos(2t + 2 ) (cm) B u = 2cos(2t - 4 ) (cm)

C u = 2cos(2t - 34 ) (cm) D u = 2cos(2t + 34 ) (cm)

18 Tại hai điểm A và B trên mặt nước nằm ngang có hai nguồn sóng

kết hợp dao động đồng pha theo phương thẳng đứng Xét điểm M

Trang 33

trên mặt nước, cách đều hai điểm A và B Biên độ dao động do hainguồn này gây ra tại M đều là a Biên độ dao động tổng hợp tại M là

19 Khi có sóng dừng trên một đoạn dây đàn hồi với hai điểm A, B

trên dây là các nút sóng thì chiều dài AB sẽ

A bằng một phần tư bước sóng.

B bằng một bước sóng.

C bằng một số nguyên lẻ của phần tư bước sóng.

D bằng số nguyên lần nữa bước sóng.

20 Với một sóng âm, khi cường độ âm tăng gấp 100 lần giá trị cường

độ âm ban đầu thì mức cường độ âm tăng thêm

A 100dB B 20dB C 30dB D 40dB.

21 Một sóng cơ truyền trong môi trường với tốc độ 120m/s Ở cùng

một thời điểm, hai điểm gần nhau nhất trên một phương truyền sóngdao động ngược pha cách nhau 1,2m Tần số của sóng là

A 220Hz B 150Hz C 100Hz D 50Hz.

22 Trên một sợi dây đàn hồi dài 2,0m, hai đầu cố định có sóng dừng

với 2 bụng sóng Bước sóng trên dây là

23 Trong một môi trường sóng có tần số 50Hz lan truyền với vận tốc

160m/s Hai điểm gần nhau nhất trên cùng phương truyền sóng daođộng lệch pha nhau 4 cách nhau

A 1,6cm B 0,4m C 3,2m D 0,8m.

24 Tại điểm S trên mặt nước yên tĩnh có nguồn dao động điều hòa

theo phương thẳng đứng với tần số 50Hz Khi đó trên mặt nước hìnhthành hệ sóng tròn đồng tâm Tại hai điểm M, N cách nhau 9cm trênđường đi qua S luôn dao động cùng pha với nhau Biết rằng vận tốctruyền sóng nằm trong khoảng từ 70cm/s đến 80cm/s Vận tốc truyềnsóng trên mặt nước là

A 75cm/s B 80cm/s C 70cm/s D 72cm/s.

25 Nguồn âm S phát ra một âm có công suất P không đổi, truyền

đẵng hướng về mọi phương Tại điểm A cách S một đoạn RA = 1m,

Trang 34

mức cường độ âm là 70dB Giả sử môi trường không hấp thụ âm.Mức cường độ âm tại điểm B cách nguồn một đoạn 10m là

A 30dB B 40dB C 50dB D 60dB.

III DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU

A LÝ THUYẾT

10 DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU

* Dòng điện và điện áp xoay chiều

Dòng điện xoay chiều là dòng điện có cường độ là hàm số sin haycôsin của thời gian

Điện áp xoay chiều là điện áp biến thiên theo hàm số sin haycôsin của thời gian

Tạo ra dòng điện xoay chiều bằng máy phát điện xoay chiều dựatrên cơ sở hiện tượng cảm ứng điện từ

Trong một chu kì T dòng điện xoay chiều đổi chiều 2 lần, trongmỗi giây dòng điện xoay chiều đổi chiều 2f lần

* Các giá trị hiệu dụng của dòng điện xoay chiều

Cường độ hiệu dụng của dòng điện xoay chiều bằng cường độ củamột dòng điện không đổi, nếu cho hai dòng điện đó lần lượt đi quacùng một điện trở R trong những khoảng thời gian bằng nhau đủ dàithì nhiệt lượng tỏa ra bằng nhau

+ Cường độ hiệu dụng và điện áp hiệu dụng: I =

+ Khi tính toán, đo lường, các mạch điện xoay chiều, chủ yếu sửdụng các giá trị hiệu dụng

* Các loại đoạn mạch xoay chiều

+ Đoạn mạch chỉ có điện trở thuần: uR cùng pha với i ; I =

R

U R

.+ Đoạn mạch chỉ có tụ điện: uC trể pha hơn i góc 2

Trang 35

Tụ điện C không cho dòng điện không đổi đi qua (cản trở hoàntoàn), nhưng lại cho dòng điện xoay chiều đi qua với điện trở (dungkháng): ZC = C



1 + Đoạn mạch chỉ có cuộn cảm thuần: uL sớm pha hơn i góc

; với ZL = L là cảm kháng của cuộn dây

Cuộn cảm thuần L cho dòng điện không đổi đi qua hoàn toàn(không cản trở) và cho dòng điện xoay chiều đi

qua với điện trở (cảm kháng): ZL = L

+ Đoạn mạch có R, L, C mắc nối tiếp (không

phân nhánh):

Giãn đồ Fre-nen: Nếu biểu diễn các điện áp

xoay chiều trên R, L và C bằng các véc tơ tương

2 (Z - Z )

C L

L





Cường độ hiệu dụng xác định theo định luật Ôm: I =U Z

* Biểu thức điện áp xoay chiều, cường độ dòng điện xoay chiều

Nếu i = Iocos(t + i) thì u = Uocos(t + i + )

Nếu u = Uocos(t + u) thì i = Iocos(t + u - )

Trang 36



1 thìcó hiện tượng cộng hưởng điện Khi đó: Z = Zmin = R; I = Imax =

+ Các trường hợp khác:

Khi ZL > ZC thì u nhanh pha hơn i (đoạn mạch có tính cảm kháng).Khi ZL < ZC thì u trể pha hơn i (đoạn mạch có tính dung kháng)

* Công suất của dòng điện xoay chiều

+ Công suất của dòng điện xoay chiều: P = UIcos = I2R

+ Hệ số công suất: cos =

Z

R

.+ Ý nghĩa của hệ số công suất cos: Công suất hao phí trên đườngdây tải (có điện trở r) là Php = rI2 =

 2 2 2 cos

U

rP

Nếu hệ số công suấtcos nhỏ thì công suất hao phí trên đường dây tải Php sẽ lớn, do đóngười ta phải tìm cách nâng cao hệ số công suất Theo qui định củanhà nước thì hệ số công suất cos trong các cơ sở điện năng tối thiểuphải bằng 0,85

Với cùng một điện áp U và dụng cụ dùng điện tiêu thụ một côngsuất P, tăng hệ số công suất cos để giảm cường độ hiệu dụng I từđó giảm hao phí vì tỏa nhiệt trên dây

11 TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG - MÁY BIẾN ÁP

* Truyền tải điện năng

+ Công suất hao phí trên đường dây tải:

P

P hp

.+ Độ giảm điện trên đường dây tải điện: U = Ir

Trang 37

+ Biện pháp giảm hao phí trên đường dây tải: giảm r, tăng U

Vì r =  S l nên để giảm ta phải dùng các loại dây có điện trở suấtnhỏ như bạc, dây siêu dẫn, với giá thành quá cao, hoặc tăng tiếtdiện S Việc tăng tiết diện S thì tốn kim loại và phải xây cột điện lớnnên các biện pháp này không kinh tế

Trong thực tế để giảm hao phí trên đường truyền tải người ta dùngbiện pháp chủ yếu là tăng điện áp U: dùng máy biến áp để đưa điệnáp ở nhà máy lên rất cao rồi tải đi trên các đường dây cao áp Gầnđến nơi tiêu thụ lại dùng máy biến áp hạ áp để giảm điện áp từngbước đến giá trị thích hợp

Tăng điện áp trên đường dây tải lên n lần thì công suất hao phígiảm n2 lần

* Máy biến áp

Máy biến áp là những thiết bị có khả năng biến đổi điện áp (xoaychiều)

Cấu tạo

+ Một lỏi biến áp hình khung bằng sắt non có pha silic

+ Hai cuộn dây có số vòng dây N1, N2 khác nhau có điện trở thuầnnhỏ và độ tự cảm lớn quấn trên lỏi biến áp Cuộn nối vào nguồn phátđiện gọi là cuộn sơ cấp, cuộn nối ra các cơ sở tiêu thụ điện năng gọilà cuộn thứ cấp

Nguyên tắc hoạt động

Dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ

Nối hai đầu cuộn sơ cấp vào nguồn phát điện xoay chiều, dòngđiện xoay chiều chạy trong cuộn sơ cấp tạo ra từ trường biến thiêntrong lỏi biến áp Từ thông biến thiên của từ trường đó qua cuộn thứcấp gây ra suất điện động cảm ứng trong cuộn thứ cấpï

Sự biến đổi điện áp và cường độ dòng điện trong máy biến áp

Với máy biến áp làm việc trong điều kiện lí tưởng (hiệu suất gần100%) :

2

N N

* Công dụng của máy biến áp

Trang 38

+ Thay đổi điện áp của dòng điện xoay chiều đến các giá trị thíchhợp

+ Sử dụng trong việc truyền tải điện năng để giảm hao phí trênđường dây truyền tải

+ Sử dụng trong máy hàn điện, nấu chảy kim loại

12 MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU

* Máy phát điện xoay chiều 1 pha

+ Các bộ phận chính:

Phần cảm là nam châm vĩnh cữu hay nam châm điện Đó là phầntạo ra từ trường

Phần ứng là những cuộn dây, trong đó xuất hiện suất điện độngcảm ứng khi máy hoạt động

Một trong hai phần đặt cố định, phần còn lại quay quanh một trục.Phần cố định gọi là stato, phần quay gọi là rôto

+ Hoạt động: Khi rôto quay, từ thông qua cuộn dây biến thiên, trongcuộn dây xuất hiện suất điện động cảm ứng, suất điện động này đượcđưa ra ngoài để sử dụng

+ Tần số của dòng điện xoay chiều: Nếu máy phát có 1 cuộn dây và

1 nam châm (gọi là một cặp cực), rôto quay n vòng trong 1 giây thìtần số dòng điện là f = n Máy có p cặp cực và rô to quay n vòngtrong 1 giây thì f = np Nếu máy có p cặp cực và rô to quay n vòngtrong 1 phút thì f =

60

n

p

* Dòng điện xoay chiều ba pha

Dòng điện xoay chiều ba pha là một hệ thống ba dòng điện xoaychiều, gây bởi ba suất điện động xoay chiều có cùng tần số, cùngbiên độ nhưng lệch pha nhau từng đôi một là

3

2

* Cấu tạo và hoạt động của máy phát điện xoay chiều 3 pha

Dòng điện xoay chiều ba pha được tạo ra bởi máy phát điện xoaychiều ba pha

Trang 39

Máy phát điện xoay chiều ba pha cấu tạo gồm stato có ba cuộndây riêng rẽ, hoàn toàn giống nhau quấn trên ba lỏi sắt đặt lệch nhau

1200 trên một vòng tròn, rôto là một nam châm điện

Khi rôto quay đều, các suất điện động cảm ứng xuất hiện trong bacuộn dây có cùng biên độ, cùng tần số nhưng lệch pha nhau

3

2

.Nếu nối các đầu dây của ba cuộn với ba mạch ngoài (ba tải tiêuthụ) giống nhau thì ta có hệ ba dòng điện cùng biên độ, cùng tần sốnhưng lệch nhau về pha là 23

* Các cách mắc mạch 3 pha

+ Mắc hình sao

Ba điểm đầu của ba cuộn dây được nối với 3 mạch ngoài bằng 3dây dẫn, gọi là dây pha Ba điểm cuối nối chung với nhau trước rồinối với 3 mạch ngoài bằng một dây dẫn gọi là dây trung hòa

Nếu tải tiêu thụ cũng được nối hình sao và tải đối xứng (3 tải giốngnhau) thì cường độ dòng điện trong dây trung hòa bằng 0

Nếu tải không đối xứng (3 tải không giống nhau) thì cường độdòng điện trong dây trung hoà khác 0 nhưng nhỏ hơn nhiều so vớicường độ dòng điện trong các dây pha

Khi mắc hình sao ta có: Ud = 3Up (Ud là điện áp giữa hai dâypha, Up là điện áp giữa dây pha và dây trung hoà)

Mạng điện gia đình sử dụng một pha của mạng điện 3 pha: nó cómột dây nóng và một dây nguội

+ Mắc hình tam giác

Điểm cuối cuộn này nối với điểm đầu của cuộn tiếp theo theotuần tự thành ba điểm nối chung Ba điểm nối đó được nối với 3mạch ngoài bằng 3 dây pha

Cách mắc này đòi hỏi 3 tải tiêu thụ phải giống nhau

* Ưu điểm của dòng điện xoay chiều 3 pha

+ Tiết kiệm được dây nối từ máy phát đến tải tiêu thu.ï

+ Giảm được hao phí trên đường dây

+ Trong cách mắc hình sao, ta có thể sử dụng được hai điện áp khácnhau: Ud = 3Up

Trang 40

+ Cung cấp điện cho động cơ ba pha, dùng phổ biến trong các nhàmáy, xí nghiệp

13 ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA

* Sự quay không đồng bộ

Quay đều một nam châm hình chử U với tốc độ góc  thì từ trườnggiữa hai nhánh của nam châm cũng quay với tốc độ góc  Đặt trongtừ trường quay này một khung dây dẫn kín có thể quay quanh mộttrục trùng với trục quay của từ trường thì khung dây quay với tốc độgóc ’ <  Ta nói khung dây quay không đồng bộ với từ trường

Tiêu đề	Dao động điều hòa hay nén
Tác giả	Nguyen Van Hien
Trường học	Trường Đại Học
Chuyên ngành	Vật lý
Thể loại	Bài luận
Năm xuất bản	2023
Thành phố	Hà Nội

Định dạng
Số trang	140
Dung lượng	2,12 MB