20 câu hỏi trắc nghiệm thuộc Bài 4: Dao động tắt dần, dao động cưỡng bức

Ôn tập vật lý 12 cực hay có lời giải

Bài 4: Dao động tắt dần, dao động cưỡng bức

7643 lượt thi
20 câu hỏi
30 phút

BẮT ĐẦU LÀM BÀI

Danh sách câu hỏi

Câu 1:

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

A. A₁ = 2A₂

B. A₁ = A₂

C. A₁ < A₂

D. A₁ > A₂

Chọn đáp án D

Câu 2:

Phát 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

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 $ω_{F}$ ) có phương trình $F = F_{0} \cos (ω_{F} t + φ_{F})$ , khi đó hệ sẽ dao động cưỡng bức với tần số bằng tần số của ngoại lực, phương trình dao động là: $x = A \cos (ω_{F} t + φ)$

- 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 $|f - f_{0}|$ 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: T_r = T_cb

Trong đó:

T_r: Chu kỳ riêng

T_cb: chu kỳ cưỡng bức

• Công thức xác định vận tốc của xe lửa để con lắc dao động mạnh nhất v = L/T_r

Trong đó:

l: chiều dài thanh ray

T_r: 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 3:

Khi nói về một hệ dao động cưỡng bức ở giai đọan ổn định, phát biểu nào dưới đây là sai?

A. Tần số của hệ dao động cưỡng bức bằng tần số của ngoại lực cưỡng bức

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

C. Biên độ của hệ dao động cưỡng bức phụ thuộc vào tần số của ngoại lực cưỡng bức

D. Biên độ của hệ dao động cưỡng bức phụ thuộc biên độ của ngoại lực cưỡng bức

Chọn đáp án B

Khi vật dao động cưỡng bức thì tần số dao động chính là tần số của ngoại lực cưỡng bức, biên độ dao động của hệ phụ thuộc vào cả biên độ và tần số của ngoại lực cưỡng bức, Khi có tần số của ngoại lực cưỡng bức bằng tần số dao động riêng của hệ thì xảy ra hiện tượng cộng hưởng, khi đó biên độ dao động của vật lớn nhất.

Câu 4:

Khi nói về dao động cơ cưỡng bức, phát biểu nào sau đây là sai?

A. Tần số của dao động cưỡng bức bằng tần số của lực cưỡng bức

B. Biên độ của dao động cưỡng bức phụ thuộc vào biên độ của lực cưỡng bức

C. Biên độ của dao động cưỡng bức phụ thuộc vào tần số của lực cưỡng bức

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

Chọn đáp án D

Câu 5:

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

A. Đạt cực đại khi tần số lực cưỡng bức bằng số nguyên lần tần số riêng của hệ

B. Phụ thuộc vào độ chệnh lệch giữa tần số cưỡng bức và tần số riêng của hệ

C. Không phụ thuộc vào biên độ lực cưỡng bức

D. Không phụ thuộc vào tần số lực cưỡng bức

Chọn đáp án B

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

+ Đạt cực đại khi tần số lực cưỡng bức bằng tần số riêng của hệ.

+ Phụ thuộc vào độ chênh lệch giữa tần số cưỡng bức và tần số riêng của hệ

Câu 6:

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:

A. 0,042 J

B. 0,096 J

C. 0,036 J

D. 0,032 J

Chọn đáp án C

Câu 7:

Dao động tắt dần là một dao động có

A. chu kì tăng tỉ lệ với thời gian

B. biên độ thay đổi liên tục

C. ma sát cực đại

D. biên độ giảm dần theo thời gian

Chọn đáp án D

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

Câu 8:

Trong dao động tắt dần thì

A. tốc độ của vật giảm dần theo thời gian.

B. li độ của vật giảm dần theo thời gian

C. biên độ của vật giảm dần theo thời gian

D. động năng của vật giảm dần theo thời gian

Chọn đáp án C

Dao động tắt dần là dao động có biên độ và cơ năng (năng lượng) giảm dần theo thời gian

Câu 9:

Biên độ dao động cưỡng bức không phụ thuộc vào

A. hệ số lực cản tác dụng lên vật

B. biên độ ngoại lực tuần hoàn tác dụng lên vật

C. pha ban đầu của ngoại lực tuần hoàn tác dụng lên vật

D. tần số ngoại lực tuần hoàn tác dụng lên vật

Chọn đáp án C

Biên độ của dao động cưỡng bức phụ thuộc vào:

+ Tần số ngoại lực tuần hoàn tác dụng lên vật và tần số riêng của hệ.

+ Biên độ ngoại lực tuần hoàn tác dụng lên vật.

+ Lực ma sát (lực cản) của môi trường

Câu 10:

Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về dao động tắt dần?

A. Lực cản sinh công âm là tiêu hao dần năng lượng của dao động

B. Do lực cản của môi trường tác dụng lên vật dao động nên biên độ giảm

C. Tần số của dao động càng lớn, thì dao động tắt dần càng kéo dài

D. Lực cản càng nhỏ thì dao động tắt dần càng chậm

Chọn đáp án C

Câu 11:

Phát biều nào sau đây sai?

A. Dao động cưỡng bức là dao động xảy ra dưới tác dụng của ngoại lực biến đổi tuần hoàn

B. Biên độ dao động cưỡng bức phụ thuộc vào mối quan hệ giữa tần số của lực cưỡng bức và tần số dao động riêng của hệ

C. Sự cộng hưởng càng rõ nét khi lực cản của một trường càng nhỏ

D. Biên độ dao động cưỡng bức không phụ thuộc vào biên độ của ngoại lực tuần hoàn

Chọn đáp án D

Câu 12:

Con lắc lò xo dao động diều hòa có tốc độ bằng 0 khi vật ở vị trí

A. mà hợp lực tác dụng vào vật bằng 0

B. mà lò xo không biến dạng

C. có li độ bằng 0

D. gia tốc có độ lớn cực đại

Chọn đáp án D

Câu 13:

Tìm phát biểu sai

Trong dao động cưỡng bức

A. khi có cộng hưởng, biên độ dao động tăng đột ngột và đạt día trị cực đại

B. hiện tượng đặc biệt xảy ra là hiện tượng cộng hưởng

C. điều kiện cộng hưởng là tần số ngoại lực bằng tần số riêng của hệ

D. 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

Chọn đáp án D

Câu 14:

Hiện tượng cộng hưởng thể hiện rõ rết nhất khi

A. biên độ của lực cưỡng bức nhỏ

B. tần số của lực cưỡng bức lớn

C. lực ma sát của môi trường lớn

D. lực ma sát của môi trường nhỏ

Chọn đáp án D

Câu 15:

Trong những dao động tắt dần sau đây, trường hợp nào sự tắt dần nhanh là có lợi?

A. Quả lắc đồng hồ

B. Khung xe ô tô sau khi qua chỗ đường gập ghềnh

C. Sự đung đưa của chiếc võng

D. Sự dao động của pittông trong xilanh

Chọn đáp án B

Câu 16:

Một con lắc lò xo dao động tắt dần. Cứ sau mỗi chu kì, biên độ dao động của nó giảm 2,5%. Phần năng lượng của con lắc bị mất đi sau mỗi chu kì là

A. 5%

B. 7,5%

C. 6%

D. 9,5%

Chọn đáp án A

Câu 17:

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

A. 1400 vòng/phút

B. 1440 vòng/phút

C. 1380 vòng/phút

D. 1420 vòng/phút

Chọn đáp án B

Biên độ dao động cưỡng bức tăng một cách đột ngột khi tần số dao động cưỡng bức xấp xỉ bằng tần số dao động riêng của hệ.

Do vậy tần số riêng của dao động vỏ máy là 1440 vòng/phút

Câu 18:

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

A. 5%

B. 2,5%

C. 10%

D. √5% ≈ 2,24%

Chọn đáp án B

Câu 19:

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

A. 3%

B. 4,5%

C. 0,75%

D. 2,25%

Chọn đáp án A

Câu 20:

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

A. 5,4 km/h

B. 3,6 km/h

C. 4,8 km/h

D. 4,2 km/h

Chọn đáp án A

Bắt đầu thi ngay

Bài thi liên quan