Câu hỏi:
12/11/2024 152Phát 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
B. 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 ngoại lực
Trả lời:
Đáp án đúng:A
*Lời giải:
Dao động tắt dần là dao động có biên độ giảm dần theo thời gian do tác dụng của lực ma sát. Ma sát của môi trường càng lớn thì dao động tắt dần càng nhanh.
Dao động tắt dần không phải là dao động điều hòa vì biên độ của nó giảm dần theo thời gian
*Phương pháp giải:
- Nhớ lại khái niệm dao động tắt dần:
- Dao động tắt dần là dao động có biên độ giảm dần theo thời gian. Vì khi con lắc dao động, nó chịu lực cản của không khí, làm tiêu hao năng lượng của con lắc, chuyển hóa cơ năng dần dần thành nhiệt năng.
*Lý thuyết cần nắm và các dạng bài tập về dao động tắt dần:
Dao động tắt dần
- Dao động tắt dần là dao động có biên độ giảm dần theo thời gian. Vì khi con lắc dao động, nó chịu lực cản của không khí, làm tiêu hao năng lượng của con lắc, chuyển hóa cơ năng dần dần thành nhiệt năng.
- Đặc điểm:
+ Cơ năng giảm dần, biên độ giảm dần.
+ Sức cản càng lớn thì tắt dần càng nhanh.
- Ứng dụng: Nguyên tắc hoạt động của bộ phận giảm xóc trong ôtô, xe máy, thiết bị cho các cửa tự khép,…
Dao động duy trì
- Dao động duy trì là dao động được duy trì bằng cách giữ cho biên độ không đổi mà không làm thay đổi chu kì dao động riêng.
- Trong dao động duy trì, người ta tác dụng một ngoại lực tuần hoàn lên dao động tắt dần sao cho:
+ Chất điểm vẫn dao động với tần số riêng của hệ.
+ Phần năng lượng do ngoại lực cung cấp đúng bằng phần năng lượng bị mất mát do ma sát sau mỗi chu kỳ.
- Dao động duy trì có nhiều ứng dụng quan trọng trong cuộc sống, ứng dụng nổi bật nhất của nó là dao động duy trì của con lắc bên trong đồng hồ quả lắc.
Dao động cưỡng bức
Dao động cưỡng bức là dao động chịu tác dụng của một ngoại lực cưỡng bức có biên độ không đổi và có tần số bằng tần số của lực cưỡng bức.
- Để cưỡng bức hệ dao động, người ta cần tác dụng vào hệ một ngoại lực cưỡng bức tuần hoàn với tần số fF (ứng với tần số góc ) có phương trình , khi đó hệ sẽ dao động cưỡng bức với tần số bằng tần số của ngoại lực, phương trình dao động là:
- Đặc điểm của dao động cưỡng bức:
+ Tần số dao động cưỡng bức bằng tần số ngoại lực fF.
+ Biên độ dao động cưỡng bức phụ thuộc vào biên độ ngoại lực F0, độ sai khác giữa tần số của ngoại lực cưỡng bức với tần số riêng của hệ và lực cản của môi trường.
Bài tập về dao động tắt dần của con lắc đơn
Con lắc đơn có chiều dài l dao động tắt dần với một lực cản đều là Fc, biên độ góc ban đầu là α01.
a) Hãy xác định quãng đường mà con lắc thực hiện đến lúc tắt hẳn của con lắc đơn.
b) Xác định độ giảm biên độ trong một chu kỳ.
Ta có: năng lượng ban đầu của con lắc là:
Năng lượng còn lại của con lắc khi ở biên
⇒ Độ giảm biên độ trong một chu kỳ là:
c) Số dao động đến lúc tắt hẳn.
d) Thời gian đến lúc tắt hẳn: t = N.T
e) Số lần đi vị trí cân bằng đến lúc tắt hẳn: n = 2.N
Bài tập về cộng hưởng
• Điều kiện cộng hưởng: Tr = Tcb
Trong đó:
Tr: Chu kỳ riêng
Tcb: chu kỳ cưỡng bức
• Công thức xác định vận tốc của xe lửa để con lắc dao động mạnh nhất v = L/Tr
Trong đó:
l: chiều dài thanh ray
Tr: là chu kỳ riêng của con lắc
Bài tập về dao động tắt dần của con lắc lò xo
Bài toán: Một vật có khối lượng m, gắn vào lò xo có độ cứng k. Kéo lò xo ra khỏi vị trí cân bằng một đoạn A rồi buông tay ra cho vật dao động. Biết hệ số ma sát của vật với mặt sàn là μ
a) Tìm quãng đường vật đi được đến khí dừng hẳn?
Đến khi vật dừng hẳn thì toàn bộ cơ năng của con lắc lò xo đã bị công của lực ma sát làm triệt tiêu:
b) Độ giảm biên độ sau nửa chu kỳ, sau một chu kỳ
Gọi A1 là biên độ ban đầu của con lắc lò xo, A2 là biên độ sau nửa chu kỳ
ΔA1 gọi là độ giảm biên độ trong nửa chu kỳ.
⇒ Độ giảm biên độ sau một chu kỳ là:
c) Số dao động đến lúc dừng hẳn
d) Thời gian đến lúc dừng hẳn
e) Bài toán tìm vận tốc của vật khi vật đi được quãng đường S
Ta có: W = Wđ + Wt +Ams
⇒ Wđ = W - Wt - Ams
Xem thêm các bài viết liên quan hay, chi tiết:
Lý thuyết Dao động tắt dần. Dao động cưỡng bức (mới 2024 + Bài Tập) - Vật lí 12
Các dạng bài toán Dao động tắt dần là gì, dao động cưỡng bức, dao động duy trì (có đáp án 2024)
50 bài tập Dao động tắt dần, cưỡng bức, duy trì trong đề thi Đại học (có đáp án 2024)
CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ
Câu 1:
Vỏ máy của một động cơ nổ rung mạnh dần lên khi trục quay động cơ tăng dần tốc độ quay đến tốc độ 1440 vòng/phút và giảm rung động đi khi tăng tiếp tốc độ quay động cơ. Tần số riêng của dao động vỏ máy là
Câu 2:
Con lắc lò xo gồm vật nặng 100 gam và lò xo nhẹ độ cứng 40 N/m. Tác dụng một ngoại lực điều hòa cưỡng bức biên độ F và tần số f1 = 4 Hz theo phương trùng với trục của lò xo thì biên độ dao động ổn định A1. Nếu giữ nguyên biên độ F và tăng tần số ngoại lực đến giá trị f2 = 5 Hz thì biên độ dao động ổn định A2. So sánh A1 và A2
Câu 6:
Cơ năng của một dao động tắt dần giảm 5% sau mỗi chu kì. Biên độ dao động tắt dần sau mỗi chu kì giảm đi
Câu 10:
Biên độ của một dao động tắt dần giảm 1,5% sau mỗi chu kì. Trong một dao động toàn phần, cơ năng của dao động bị mất đi
Câu 11:
Con lắc lò xo dao động diều hòa có tốc độ bằng 0 khi vật ở vị trí
Câu 12:
Một chất điểm đang dao động điều hòa. Khi vừa qua khỏi vị trí cân bằng một đoạn S động năng của chất điểm là 0,091 J. Đi tiếp một đoạn 2S thì động năng chì còn 0,019 J và nếu đi thêm một đoạn S (biết A > 3S) nữa thì động năng bây giờ là:
Câu 13:
Một người xách một xô nước đi trên đường, mỗi bước đi dài 45 cm thì nước trong xô bị sóng sánh mạnh nhất. Chu kì dao động riêng của nước trong xô là 0,3 s. Vận tốc bước đi của người đó là
Câu 15:
Trong những dao động tắt dần sau đây, trường hợp nào sự tắt dần nhanh là có lợi?