Giáo án Ôn tập vật lý 12 - Chương trình luyện thi phần I: Phần dao động cơ dao động tắt dần – Dao động cưỡng bức

CHƯƠNG TRÌNH LUYỆN THI PHẦN I
PHẦN DAO ĐỘNG CƠ 
DAO ĐỘNG TẮT DẦN – DAO ĐỘNG CƯỠNG BỨC
I. Dao động tắt dần :	
1. Thế nào là dao động tắt dần : Là dao động mà biên độ giảm dần theo thời gian. Dao động tắt dần càng nhanh nếu độ nhớt môi trường càng lớn.
Giải thích : Do lực cản của không khí, lực ma sát và lực cản càng lớn thì sự tắt dần càng nhanh.
2. Một con lắc lò xo dao động tắt dần với biên độ A, hệ số masát µ:
T
DA
x
t
O
Quãng đường vật đi được đến lúc dừng lại là:
Độ giảm biên độ sau mỗi chu kỳ là: 
Số dao động thực hiện được: 
Thời gian vật dao động đến lúc dừng lại: 
(Nếu coi dao động tắt dần có tính tuần hoàn với chu kỳ )
3. Ứng dụng : Thiết bị đóng cửa tự động hay giảm xóc.
II. Dao động duy trì : 
 Nếu cung cấp thêm năng lượng cho vật dao động bù lại phần năng lượng tiêu hao do ma sát mà không làm thay đổi chu kì dao động riêng của nó, khi đó vật dao động mải mải với chu kì bằng chu kì dao động riêng của nó, gọi là dao động duy trì.
 Giữ biên độ dao động của con lắc không đổi mà không làm thay đổi chu kỳ dao động riêng bằng cách cung cấp cho hệ một phần năng lượng đúng bằng phần năng lượng tiêu hao do ma sát sau mỗi chu kỳ.
III. Dao động cưỡng bức : Nếu tác dụng một ngoại biến đổi điều hoà F=F0sin(wt + j) lên vật, hệ.lực này cung cấp năng lượng cho hệ để bù lại phần năng lượng mất mát do ma sát . Khi đó hệ sẽ gọi là dao động cưỡng bức. Giữ biên độ dao động của con lắc không đổi bằng cách tác dụng vào hệ một ngoại lực cưỡng bức tuần hoàn 
	2. Đặc điểm :
	- Tần số dao động của hệ bằng tần số của lực cưỡng bức.
	- Biên độ của dao động cưỡng bức phụ thuộc biên độ lực cưỡng bức và độ chênh lệch giữa tần số của lực cưỡng bức và tần số riêng của hệ dao động. 
Chú ý: Bài toán xe , xô nước lắc mạnh nhất:
 HÖ dao ®éng cã tÇn sè dao ®éng riªng lµ f0, nÕu hÖ chÞu t¸c dông cña lùc cìng bøc biÕn thiªn tuÇn hoµn víi tÇn sè f th× biªn ®é dao ®éng cña hÖ lín nhÊt khi: f0 = f
 Vd: Mét chiÕc xe g¾n m¸y ch¹y trªn mét con ®êng l¸t g¹ch, cø c¸ch kho¶ng 9m trªn ®êng l¹i cã mét r·nh nhá. Chu k× dao ®éng riªng cña khung xe m¸y trªn lß xo gi¶m xãc lµ 1,5s. Hái víi vËn tèc b»ng bao nhiªu th× xe bÞ xãc m¹nh nhÊt.
Xe m¸y bÞ xãc m¹nh nhÊt khi f0 = f mµ T = s/v suy ra v = s/T = 9/1,5 = 6(m/s) = 21,6(km/h).
IV. Hiện tượng cộng hưởng :
1. Định nghĩa : Hiện tượng biên độ của 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. 
Hiện tượng cộng hưởng xảy ra khi: f = f0 hay w = w0 hay T = T0
Với f, w, T và f0, w0, T0 là tần số, tần số góc, chu kỳ của lực cưỡng bức và của hệ dao động. 
2. Tầm quan trọng của hiện tượng cộng hưởng : Hiện tượng cộng hưởng không chỉ có hại mà còn có lợi
Dựa vào cộng hưởng mà ta có thể dùng một lực nhỏ tác dụng lên một hệ dao động có khối lượng lớn để làm cho hệ này dao động với biên độ lớn
Dùng để đo tần số dòng điện xoay chiều, lên dây đàn.
BÀI TẬP
 Dao động tắt dần
1. NhËn xÐt nµo sau ®©y lµ kh«ng ®óng?
A. Dao ®éng t¾t dÇn cµng nhanh nÕu lùc c¶n cña m«i trêng cµng lín.
B. Dao ®éng duy tr× cã chu kú b»ng chu kú dao ®éng riªng cña con l¾c.
C. Dao ®éng cìng bøc cã tÇn sè b»ng tÇn sè cña lùc cìng bøc.
D. Biªn ®é cña dao ®éng cìng bøc kh«ng phô thuéc vµo tÇn sè lùc cìng bøc.
2. Nguyªn nh©n g©y ra dao ®éng t¾t dÇn cña con l¾c ®¬n dao ®éng trong kh«ng khÝ lµ
A. do träng lùc t¸c dông lªn vËt.
B. do lùc c¨ng cña d©y treo.
C. do lùc c¶n cña m«i trêng.
D. do d©y treo cã khèi lîng ®¸ng kÓ.
3. Chän c©u §óng. Dao ®éng duy tr× lµ ®iÖn t¾t dÇn mµ ngêi ta
A. lµm mÊt lùc c¶n cña m«i trêng ®èi víi vËt chuyÓn ®éng.
B. t¸c dông ngo¹i lùc biÕn ®æi ®iÒu hoµ theo thêi gian vµo vËt chuyÓn ®éng.
C. t¸c dông ngo¹i lùc vµo vËt dao ®éng cïng chiÒu víi chuyÓn ®éng trong mét phÇn cña tõng chu kú
D. kÝch thÝch l¹i dao ®éng sau khi dao ®éng bÞ t¾t dÇn.
4,. Ph¸t biÓu nµo sau ®©y lµ kh«ng ®óng?
A. Biªn ®é cña dao ®éng riªng chØ phô thuéc vµo c¸ch kÝch thÝch ban ®Çu ®Ó t¹o lªn dao ®éng.
B. Biªn ®é cña dao ®éng t¾t dÇn gi¶m dÇn theo thêi gian.
C. Biªn ®é cña dao ®éng duy tr× phô thuéc vµo phÇn n¨ng lîng cung cÊp thªm cho dao ®éng trong mçi chu kú.
D. Biªn ®é cña dao ®éng cìng bøc chØ phô thuéc vµo biªn ®é cña lùc cìng bøc.
5 Ph¸t biÓu nµo sau ®©y lµ ®óng? 
A. Trong dao ®éng t¾t dÇn, mét phÇn c¬ n¨ng ®· biÕn ®æi thµnh nhiÖt n¨ng.
B. Trong dao ®éng t¾t dÇn, mét phÇn c¬ n¨ng ®· biÕn ®æi thµnh ho¸ n¨ng.
C. Trong dao ®éng t¾t dÇn, mét phÇn c¬ n¨ng ®· biÕn ®æi thµnh ®iÖn n¨ng.
D. Trong dao ®éng t¾t dÇn, mét phÇn c¬ n¨ng ®· biÕn ®æi thµnh quang n¨ng.
6. Con l¾c lß xo ngang gåm lß xo cã ®é cøng k = 100N/m vµ vËt m = 100g, dao ®éng trªn mÆt ph¼ng ngang, hÖ sè ma s¸t gi÷a vËt vµ mÆt ngang lµ μ = 0,01, lÊy g = 10m/s2. Sau mçi lÇn vËt chuyÓn ®éng qua VTCB biªn ®é dao ®éng gi¶m 1 lîng lµ
A. ΔA = 0,1cm.	B. ΔA = 0,1mm.	C. ΔA = 0,2cm.	D. ΔA = 0,2mm.
7. Mét con l¾c lß xo ngang gåm lß xo cã ®é cøng k = 100N/m vµ vËt m = 100g, dao ®éng trªn mÆt ph¼ng ngang, hÖ sè ma s¸t gi÷a vËt vµ mÆt ngang lµ μ = 0,02. KÐo vËt lÖch khái VTCB mét ®o¹n 10cm råi th¶ nhÑ cho vËt dao ®éng. Qu·ng ®êng vËt ®i ®îc tõ khi b¾t ®Çu dao ®éng ®Õn khi dõng h¼n lµ
A. S = 50m.	B. S = 25m.	C. S = 50cm.	D. S = 25cm.
 Dao động cưỡng bức và hiện tượng cộng hưởng
8. Ph¸t biÓu nµo sau ®©y lµ ®óng? Biªn ®é cña dao ®éng cìng bøc kh«ng phô thuéc vµo:
A. pha ban ®Çu cña ngo¹i lùc tuÇn hoµn t¸c dông lªn vËt. B. biªn ®é ngo¹i lùc tuÇn hoµn t¸c dông lªn vËt.
C. tÇn sè ngo¹i lùc tuÇn hoµn t¸c dông lªn vËt. D. hÖ sè c¶n (cña ma s¸t nhít) t¸c dông lªn vËt.
9. Ph¸t biÓu nµo sau ®©y lµ ®óng? HiÖn tîng céng hëng chØ x¶y ra víi:
A. dao ®éng ®iÒu hoµ. B. dao ®éng riªng. C. dao ®éng t¾t dÇn. D. víi dao ®éng cìng bøc.
10 Ph¸t biÓu nµo sau ®©y lµ kh«ng ®óng?
A. tÇn sè gãc lùc cìng bøc b»ng tÇn sè gãc dao ®éng riªng.
B. tÇn sè lùc cìng bøc b»ng tÇn sè dao ®éng riªng.
C. chu kú lùc cìng bøc b»ng chu kú dao ®éng riªng.
D. biªn ®é lùc cìng bøc b»ng biªn ®é dao ®éng riªng.
11, Ph¸t biÓu nµo sau ®©y lµ kh«ng ®óng?
A. TÇn sè cña dao ®éng cìng bøc lu«n b»ng tÇn sè cña dao ®éng riªng.
B. TÇn sè cña dao ®éng cìng bøc b»ng tÇn sè cña lùc cìng bøc.
C. Chu kú cña dao ®éng cìng bøc kh«ng b»ng chu kú cña dao ®éng riªng. 
D. Chu kú cña dao ®éng cìng bøc b»ng chu kú cña lùc cìng bøc.
12. Mét ngêi x¸ch mét x« níc ®i trªn ®êng, mçi bíc ®i ®îc 50cm. Chu kú dao ®éng riªng cña níc trong x« lµ 1s. §Ó níc trong x« sãng s¸nh m¹nh nhÊt th× ngêi ®ã ph¶i ®i víi vËn tèc
A. v = 100cm/s.	B. v = 75cm/s.	C. v = 50cm/s.	D. v = 25cm/s.
13 Mét ngêi ®Ìo hai thïng níc ë phÝa sau xe ®¹p vµ ®¹p xe trªn mét con ®êng l¸t bª t«ng. Cø c¸ch 3m, trªn ®êng l¹i cã mét r·nh nhá. Chu kú dao ®éng riªng cña níc trong thïng lµ 0,6s. §Ó níc trong thïng sãng s¸nh m¹nh nhÊt th× ngêi ®ã ph¶i ®i víi vËn tèc lµ
A. v = 10m/s.	B. v = 10km/h.	C. v = 18m/s.	D. v = 18km/h.
14. Mét hµnh kh¸ch dïng d©y ch»ng cao su treo mét chiÕc ba l« lªn trÇn toa tÇu, ngay phÝa trªn mét trôc b¸nh xe cña toa tÇu. Khèi lîng ba l« lµ 16kg, hÖ sè cøng cña d©y ch»ng cao su lµ 900N/m, chiÒu dµi mçi thanh ray lµ 12,5m, ë chç nèi hai thanh ray cã mét khe hë nhá. §Ó ba l« dao ®éng m¹nh nhÊt th× tÇu ph¶i ch¹y víi vËn tèc lµ
A. v ≈ 27km/h.	B. v ≈ 54km/h.	C. v ≈ 27m/s.	D. v ≈ 54m/s.