Điện vào cho trong một vật dao động tắt dần có giảm dần theo thời gian
|
Một vật dao động tắt dần có các đại lượng giảm liên tục theo thời gian là Show Dao động là gì? Đây là một chủ đề thú vị mà hôm nay Kiến Guru muốn chia sẻ đến các bạn. Trong chương trình học vật lý lớp 12, dao động là chương đặc biệt quan trọng và chiếm phần lớn lượng kiến thức cũng như số lượng câu hỏi trong từng đề thi. Ngoài ra kiến thức trong phần này cũng giúp bạn không chỉ trong các bài tập mà còn là nền tảng để học tốt những chương trình học tiếp theo của vật lý 12. Bài viết sẽ tổng hợp những khái niệm và những nội dung liên quan đến dao động, chúng ta cùng nhau tìm hiểu nhé: I. Trong đời sống, dao động là gì?Dao động là sự lặp đi lặp lại nhiều lần một trạng thái bình thường của một vật nào đó. Chúng ta có thể gặp phải rất nhiều các dao động trong đời sống hàng ngày, dao đông của con lắc đồng hồ, dao động của cầu khi xe vừa chạy qua hay dao động của dòng điện trong mạch…. II. Trong cơ học, dao động là gì?Dao động là chuyển động có giới hạn trong không gian và lặp đi lặp lại nhiều lần quanh vị trí cân bằng. Dao động cơ học là một biến thiên liên tục giữa 2 năng lượng động năng và thế năng Các loại dao động trong cơ học vật lý là: 1. Dao động tự doDao động mà chu kì dao động của vật chỉ phụ thuộc các đặc tính của hệ dao động, không phụ thuộc vào bất kì các yếu tố bên ngoài được gọi là dao động tự do. Chu kì giao động tự do đó gọi là chu kì dao động riêng. Con lắc lò xo là một ví dụ vì 2. Dao động tắt dầna. Định nghĩa Là dao động mà ở đó biên độ giảm dần theo thời gian. b. Nguyên nhân Do có lực ma sát của môi trường lên cơ hệ. Lực này sẽ thực hiện công âm làm cơ năng của con lắc sẽ giảm dần. Ma sát càng lớn. dao động ngừng lại càng nhanh. c. Chú ý khi làm bài tập Liên hệ giữa độ giảm cơ năng và độ giảm biên độ: 3. Dao động duy trìa. Định nghĩa Là dao động có biên độ không có đổi theo thời gian b. Nguyên tắc duy trì dao động Về nguyên tắc ta phải tác dụng vào con lắc một lực tuần hoàn với tần số bằng tần số riêng. Lực này phải nhỏ sao cho không làm biến đổi tần số riêng của con lắc, cung cấp cho nó một năng lượng đúng bằng phần năng lượng sẽ bị tiêu hao sau mỗi nửa chu kì. 4. Dao động cưỡng bứca. Định nghĩa Dao động cưỡng bức là dao động luôn chịu tác dụng từ ngoại lực biến thiên tuần hoàn, biểu thức lực có dạng là: F = F0cos(ωt + φ). b. Đặc điểm: Có 2 đặc điểm chính của dao động cưỡng bức như sau: * Về tần số: Trong khoảng thời gian ban đầu nhỏ, dao động của vật sẽ là một dao động phức tạp vì đó là sự tổng hợp của dao động riêng và của dao động do ngoại lực gây ra. Sau khoảng thời gian nhỏ này, dao động riêng bị tắt dần hẳn, chỉ còn lại dao động do tác dụng của ngoại lực gây ra và đó là dao động cưỡng bức, dao động cưỡng bức này có tần số bằng tần số của lực cưỡng bức. * Về biên độ: Dao động cưỡng bức sẽ có biên độ phụ thuộc vào F0, vào ma sát và đặc biệt sẽ 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 f0 thì biên độ của dao động cưỡng bức sẽ càng tăng, và nếu f ≈ f0 thì xảy ra cộng hưởng. Chú ý: Dao động duy trì và dao động cưỡng bức có những sự khác biệt sau: - Về sự bù đắp năng lượng: + Tự dao động: cung cấp một lần năng lượng, sau đó hệ sẽ tự bù đắp năng lượng từ từ cho con lắc. + Dao động cưỡng bức: sẽ bù đắp năng lượng cho con lắc từ từ trong từng chu kì và do ngoại lực thực hiện thường xuyên. - Về tần số: + Tự dao động: dao động duy trì và theo tần số f0 của hệ. + Dao động cưỡng bức: dao động duy trì và theo tần số f của ngoại lực. c. Sự cộng hưởng - Định nghĩa. Cộng hưởng là hiện tượng biên độ dao động cưỡng bức sẽ tăng nhanh đột ngột đến một giá trị cực đại khi tần số f của lực cưỡng bức bằng tần số riêng của f0 của hệ. - Đặc điểm: Hiện tượng thể hiện rõ nét nếu lực cản của môi trường là nhỏ. - Ứng dụng của cộng hưởng: * Cộng hưởng có lợi: - Với một lực nhỏ có thể tạo dao động có biên độ vô cùng lớn. Ví dụ một em nhỏ cần đưa võng cho người lớn, sức của em bé chỉ có hạn nên không thế đấy võng lên cao ngay được, nhưng nếu em bé đẩy võng bằng đúng xung nhịp mà tần số bằng tần số riêng của võng thì có thể đưa võng lên rất cao. - Bản thân dây đàn phát ra âm rất nhỏ, nhưng nhờ bầu đàn đóng vai trò hộp cộng hưởng mà âm phát ra to hơn rất nhiều. * Cộng hưởng có hại: Mọi vật đàn hồi đều là hệ dao động và đều có tần số riêng của nó. Đó có thể là chiếc cầu, bệ máy, khung xe, thành tàu, vv.... Nếu vì một lý do nào đó chúng dao động cộng hưởng với một vật dao động khác, như vậy làm chúng rung lên rất mạnh và có thể bị gãy, đổ. Trên đây là những nội dung mà Kiến muốn chia sẻ đến các bạn. Hy vọng qua bài viết, các bạn sẽ tự trả lời được câu hỏi dao động là gì? Có nắm rõ và lý giải được bản chất của dao động, thì các bạn sẽ có cơ sở làm các bài tập của chương và các chương liên quan. Nếu như các bạn ham học hỏi muốn tìm hiểu thêm, hãy đọc thêm những bài viết khoa học về dao động hay trong những bài viết tiếp theo của trên trang của Kiến Guru. Chúc các bạn học tập tốt. Bài tập dao động tắt dần, các loại dao động cơ Chương I: Bài tập xác định thời điểm trong dao động điều hòa Bài tập dao động tắt dần, các loại dao động cơ chương trình vật lý phổ thông lớp 12 ôn thi quốc gia chương dao động cơ
II/ Bài tập dao động tắt dần, các loại dao động cơ Bài tập 2. nhận định nào sau đây sai khi nói về dao động cơ học tắt dần Bài tập 3. khi nói về dao động cưỡng bức, phát biểu nào sau đây là đúng Bài tập 4. một vật dao động cưỡng bức dưới tác dụng của một ngoại lực biến thiên điều hòa với tần số f. chu kỳ dao động của vật là Bài tập 5. phát biểu nào sau đây là sai khi nói về dao động cơ học 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 la sai Bài tập 8.chọn phát biểu đúng: dao động duy trì của một hệ là dao động tắt dần mà người ta đã Bài tập 9. dao động tự do là hệ dao động xảy ra dưới tác dụng của 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 E = 0,5kA2 => E giảm nhanh ơn A vì tỉ lệ với A2 => chọn A 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 Bài tập 15. khi nói về dao động cưỡng bức, phát biểu nào sau đây là đúng Bài tập 16. phát biểu nào sau đây là đúng khi nói về dao động tắt dần Bài tập 17. một vật dao động cưỡng bức dưới tác dụng của ngoại lực F = Focos(πft). Tần số dao động cưỡng bức của vật là Bài tập 18. tần số của hệ dao động tự do Bài tập 19. phát biểu nào sau đây sai về các dao động cơ Bài tập 20. phát biểu nào sau đây không đúng Bài tập 21. khi nói về dao động cưỡng bức, phát biểu nào sau đây đúng Bài tập 22. một người xác một xô nước đi trên đường, mỗi bước đi được 50cm. Chu kỳ dao động riêng của nước trong xô là 1s. Nước trong xô bị sóng sánh mạnh nhất khi người đó đi với tốc độ là bao nhiêu Bài tập 23. một con lắc đơn có độ dài 0,3m được treo vào trần một toa xe lửa. Con lắc bị kích động mỗi khi bánh xe của toa xe gặp chỗ nối nhau của các đoạn đường ray. Khi con tàu chạy thẳng đều với tốc độ bao nhiêu thì biên độ của con lắc lớn nhất. Cho biết khoảng cách giữa hai mối nối là 12,5m. Lấy g = 9,8m/s2 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 số góc ωF. Biên độ của ngoại lực tuần hoàn không đổi. Khi thay đổi ωF thì biên độ dao động của viên bi thay đổi và khi ωF = 10rad/s thì biên độ dao động của viên bi đạt giá trị cực đại. Khối lượng m của viên bi bằng. Bài tập 25. con lắc lò xo gồm vật năng 100g và lò xo nhẹ có độ cứng 40N/m. Tác dụng một ngoại lực điều hòa cưỡng bức biên độ Fo và tần số f1 = 3,5Hz thì biên độ dao động ổn định của hệ là A1. Nếu giữ nguyên biên độ Fo và tăng tần số ngoại lực đến giá trị f2 = 6Hz thì biên độ dao động ổn định của hệ là A2. so sánh A1 và A2ta có Bài tập 26. một con lắc dao động tắt dần, cứ sau mỗi chu kỳ biên độ giảm 3%. phần năng lượng của 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 dao động thì biên độ giảm 1%. Phần cơ năng còn lại sau chu kỳ đầu là. Bài tập 28. một con lắc lò xo gồm vật nhỏ khối lượng 0,02kg và lò xo có độ cứng 1N/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 10cm rồi buông nhẹ để con lắc dao động tắt dần. 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 bị sóng sánh mạnh nhất. Vận tốc của người đi bộ là 2,5km/h chu kì dao động riêng của nước trong xô là Bài tập 30. một người đi bộ với bước đi dài 0,6m nếu người đó xách xô nước mà nước trong xô dao động với tần số f = 2Hz, người đó phải đi với vận tốc bao nhiêu để nước trong xô sóng sánh mạnh nhất. Bài tập 31. một con lắc đơn (vật nặng có khối lượng m, chiều dài dây treo l = 1m) dao động điều hòa dưới tác dụng của ngoại lực tuần hoàn F = Focos(2πft + π/2) N. Lấy g = π2 = 10m/s2. Nếu tần 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 khi cân bằng lò xo dãn 2cm. Khi vật đang đứng yên ở vị trí cân bằng thì người ta tác dụng một ngoại lực biến thiên tuần hoàn có phương trình F = Focos(ωt) với Fo không đổi còn ω thay đổi được. Với tần số 2,6Hz thì biên độ dao động của vật là A1; với tần số 3,4Hz thì biên độ là A2. Lấy g = 10m/s2. Chọn kết luận đúng Bài tập 33. con lắc lò xo gồm vật nặng m = 100g và lò xo nhẹ có độ cứng k = 100N/m. tác dụng một ngoại lực cưỡng bức biến thiên điều hòa biên độ Fo và tần số f1 =4,5Hz thì biên độ dao động A1. Nếu giữ nguyên biên độ Fo mà tăng tần số ngoại lực đến f2 = 5,5Hz thì biên độ dao động ổn định là A2 kết luận đúng là Bài tập 34. ba con lắc đơn lần lượt có chiều dài l1 = 40cm; l2 = 25cm; l3 = 20cm các vật nặng giống nhau. treo ba con lắc trên vào cùng một trục quay, trên trục quay gắn thêm một thanh cứng. Lấy g = π2 m/s2. Khi kích thích cho thanh dao động điều hòa với tần số f = 1Hz thì Bài tập 35. một vật dao động tắt dàn có cơ năng ban đầu E = 0,5J cứ sau một chu kỳ biên độ giảm 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%. Hỏi năng 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 năng tại vị trí mà lò xo không bị biến dạng thì |
