Thầy Vũ Tuấn Anh Tài liệu khóa Live C Nắm trọn từng chuyên đề 1 | h t t p s / / w w w f a c e b o o k c o m / t u a n a n h p h y s i c s DẠNG 28 DAO ĐỘNG DUY TRÌ – CƯỠNG BỨC SỰ CỘNG HƯỞNG Để khắc phụ[.]
Thầy Vũ Tuấn Anh Tài liệu khóa Live C : Nắm trọn chuyên đề DẠNG 28 : DAO ĐỘNG DUY TRÌ – CƯỠNG BỨC SỰ CỘNG HƯỞNG Để khắc phục tắt dần dao động, ta có cách sau: Dao động trì - Trong phần chu kỳ, ta lại cung cấp cho hệ lượng phần lượng mà hệ bị - Chu kỳ hệ dao động trì chu kỳ dao động riêng hệ Dao động cưỡng - Khi hệ dao động tắt dần, ta đặt lên hệ ngoại lực biến đổi điều hịa F = FocosΩt dao động hệ bị thay đổi Khi ổn định, dao động gọi dao động cưỡng bứC - Đặc điểm dao động cưỡng bức: + Là dao động điều hòa + Biên độ: tỉ lệ thuận với biên độ ngoại lực phụ thuộc vào tần số góc Ω ngoại lựC + Chu kỳ (tần số) = chu kỳ (tần số) ngoại lựC Sự cộng hưởng - Là trường hợp đặc biệt dao động cưỡng bứC Khi biên độ dao động cưỡng tăng nhanh đến giá trị cực đại tần số ngoại lực cưỡng tần số riêng hệ Điều kiện cộng hưởng: Ω = ωo - Lực cản nhỏ, giá trị cực đại biên độ lớn - Đồ thị: biểu diễn phụ thuộc A vào Đường (2) ứng với ma sát nhỏ đường (1) * Mô tả từ đồ thị: Khi tăng tần số ngoại lực đặt lên hệ biên độ dao động cưỡng tăng dần, đến = ωo biên độ dao động cưỡng tăng đột ngột đến giá trị cực đại Tiếp tục tăng biên độ dao động cưỡng lại giảm dần Câu Một chất điểm dao động cưỡng tác dụng ngoại lực biến thiên điều hịa với tần số f Chu kì dao động A 2f B 2 f C 2f Hướng dẫn giải: Vật dao động với tần số tần số ngoại lực cưỡng f Chu kỳ dao động: T f Chọn đáp án D 1|https://www.facebook.com/tuananh.physics D f Thầy Vũ Tuấn Anh Tài liệu khóa Live C : Nắm trọn chuyên đề Câu Con lắc lò xo gồm vật nhỏ có khối lượng m 100g, lị xo có độ cứng k dao động cưỡng tác dụng ngoại lực biến thiên tuần hoàn Khi tần số ngoại lực f1 3Hz biên độ ổn định lắc A1 Khi tần số ngoại lực f 7Hz biên độ ổn định lắc A A1 Lấy 2 10 Độ cứng lị xo A 20 N m B 100 N m C 10 N m D 200 N m Hướng dẫn giải: Biên độ dao động dao động cưỡng phụ thuộc vào độ chênh lệch tần số lực cưỡng tần số dao động riêng hệ nên A1 A2 f1 f0 f f0 f1 f 2f0 f0 5Hz k 5Hz k 100 N m 2 m Chọn đáp án B Câu Một xe chuyển động đoạn đường mà 20m đường lại có rãnh nhỏ Biết chu kì dao động riêng khung xe lị xo giảm xóc 2s Chiếc xe bị xóc mạnh tốc độ xe A 54 km h B 36 km h C 8km h D 12km h Hướng dẫn giải: Chiếc xe xóc mạnh chu kì xóc (bị cưỡng qua rãnh) chu kì dao động riêng xe S t 2s v 10 m s 36 km h v Chọn đáp án B Câu Một lắc lò xo dao động điều hịa mơi tường có lực cản Tác dụng vào lắc ngoại lực cưỡng bức, tuần hoàn F F0cost, tần số góc thay đổi đượC Khi thay đổi tần số Ta có: f đến giá trị 1 31 biên độ dao động hai lắc A1 Khi tần số góc 21 biên độ dao động lắc A So sánh A1 A ta có A A1 A B A1 A C A1 A D A1 2A Hướng dẫn giải: Đồ thị dao động cưỡng hình vẽ Với giá trị tần số nằm khoảng hai giá trị cho biên độ, biên độ ứng với tần số ln lớn Vậy A1 A Chọn đáp án C Câu Con lắc lị xo có độ cứng k 100 N m, khối lượng vật nặng m 1kg Khi vật nặng vị trí cân bằng, ta tác dụng lên lắc ngoại lực biến đổi điều hòa theo thời gian với phương trình F F0cos10t Sau thời gian ta thấy vật dao động ổn định với biên độ A 6cm Tốc độ cực đại vật có giá trị 2|https://www.facebook.com/tuananh.physics Thầy Vũ Tuấn Anh Tài liệu khóa Live C : Nắm trọn chuyên đề B 60 cm s C 0,6cm s Hướng dẫn giải: Tần số dao động cưỡng tần số ngoại lực cưỡng Tốc độ dao động cực đại: vmax F A 60 cm s A 60cm s D 6 cm s Chọn đáp án B Câu Một hệ dao động diều hòa với tần số dao động riêng 4Hz Tác dụng vào hệ dao động ngoại lực có biểu thức f F0cos(8t+ 3)N A hệ dao động cưỡng với tần số dao động 8Hz B hệ dao động với biên độ cực đại xảy tượng cộng hưởng C hệ ngừng dao động tần số ngoại lực cưỡng tần số dao động riêng D hệ dao động với biên độ giảm dần nhanh ngoại lực tác dụng cản trở dao động Hướng dẫn giải 4Hz tần số dao động riêng Lúc hệ xảy Tần số ngoại lực cưỡng f 2 tượng cộng hưởng Chọn đáp án B Câu Một người xách xô nước đường, bước 50cm Chu kỳ dao động riêng nước xô 1s Để nước xơ sóng sánh mạnh người phải với vận tốc bao nhiêu? A 50 km h B 50m s C 50cm s D 5cm s Hướng dẫn giải: Để nước xơ sóng sánh mạnh chu kỳ cưỡng (do chuyển động bước người) phải chu kỳ dao động riêng nước xô t s 1s v 50 cm s v Chọn đáp án C Câu Một lắc đơn có chiều dài sợi dây 30cm treo vào toa tàu Chiều dài ray 12,5m Vận tốc tàu lắc dao động mạnh nhất? A 21,87 m s B 41km h C 41m s D 0,35m s Hướng dẫn giải: Con lắc dao động mạnh chu kỳ dao động cưỡng (do toa tàu qua ray) chu kỳ dao động riêng lắc: T 12,5 2 v 11,37 m s 41km h v g 3|https://www.facebook.com/tuananh.physics Thầy Vũ Tuấn Anh Tài liệu khóa Live C : Nắm trọn chuyên đề Chọn đáp án B Câu Một hành khách dùng dây cao su treo túi xách trần toa tàu dây cao su Khối lượng túi xách 16kg, hệ số đàn hồi dây cao su 900 N m, chiều dài ray 12,5m Vận tốc tàu để túi xách dao động mạnh nhất? A 53,7 m s B 53,7 km h C 3,94km h D 5,37 m s Hướng dẫn giải: Túi xách dao động mạnh chu kỳ cưỡng (do toa tàu qua ray) chu kỳ dao động riêng túi xách: T 12,5 m 2 v 15m s 53, km h v k Chọn đáp án B Câu 10 Một ván bắc qua mương có tần số dao động riêng 0,5Hz Một người qua ván với bước 12 giây ván bị rung lên mạnh nhất? A bước B bước C bước D bước Hướng dẫn giải: Tấm ván bị rung lên mạnh chu kỳ cưỡng (thời gian người bước ván) 1 2s chu kỳ dao động riêng: T f 0,5 Vậy số bước người 12 giây 12 bướC Chọn đáp án B Bài 1: Một người xách xô nước đường, bước 50cm Chu kỳ dao động riêng nước xô 1s Để nước xơ sóng sánh mạnh người phải với vận tốc bao nhiêu? A 50km/h B 50m/s C 50cm/s D 5cm/s Bài 2: Một tài hỏa chạy đường ray, cách khoảng 6,4m đường ray lại có rãnh nhỏ chỗ nối ray Chu kỳ dao động riêng khung tàu lị xo giảm xóc 1,6s Tàu bị xóc mạnh chạy với tốc độ bao nhiêu? A 14,4km/h B 14,4m/s C 4km/h D 8m/s Bài 3: Một lắc đơn có chiều dài sợi dây l = 30cm treo vào toa tàu Chiều dài ray 12,5m Vận tốc tàu lắc dao động mạnh nhất? Lấy g = 10 m/s2 4|https://www.facebook.com/tuananh.physics Thầy Vũ Tuấn Anh A 21,87m/s Tài liệu khóa Live C : Nắm trọn chuyên đề B 41km/h C 41m/s D 0,35m/s Bài 4: Một hành khách dùng dây cao su treo túi xách trần toa tàu dây cao su Khối lượng túi xách 16kg, hệ số đàn hồi dây cao su 900N/m, chiều dài ray 12,5m Vận tốc tàu để túi xách dao động mạnh nhất? A 53,7m/s B 53,7km/h C 3,94km/h D 5,37m/s Bài 5: Một ván bắc qua mương có tần số dao động riêng 0,5Hz Một người qua ván với bước 12 giây ván bị rung lên mạnh nhất? A bước B bước C bước D bước Bài 6: Một lắc lò xo gồm vật nặng m = 100g lò xo nhẹ độ cứng k = 100N/m Tác dụng lên vật ngoại lực cưỡng có biểu thức F Fo cos 2 ft Nếu tần số ngoại lực f = f1 = 6Hz biên độ dao động vật A1 Nếu tần số ngoại lực f = f2 = 7Hz biên độ dao động vật A2 Quan hệ A1 A2 là: A A A1 B A1 A C A1 A D A1 A Bài 7: Con lắc lị xo gồm vật nhỏ có khối lượng m = 100g, lị xo có độ cứng k dao động cưỡng tác dụng ngoại lực biến thiên tuần hoàn Khi tần số ngoại lực f1 = Hz biên độ ổn định lắc A1 Khi tần số ngoại lực f2 = Hz biên độ ổn định lắc A2 = A1 Lấy π2 = 10 Độ cứng lị xo A k = 200 (N/m) B k = 20 (N/m) C k = 100 (N/m) D k = 10 (N/m) Bài 8: Một lắc lị xo gồm lo xo có độ cứng k = 100N/m, vật nặng có khối lượng m = 400g treo thẳng đứng Kích thích cho vật dao động với biên độ A0, có sức cản môi trường dao động tắt dần Để lắc tiếp tục dao động người ta dùng lực biến thiên tuần hồn Fh có tần số dao động thay đổi được, tác dụng lên vật Điều chỉnh tần số ngoại lực Fh qua giá trị, f1 = 1Hz ; f2 = 5Hz ; f3 = 4Hz ; f4 = 2Hz; lắc dao động với biên độ nhỏ tần số ngoại lực là: A f2 B f3 C f1 D f4 Bài 9: Một hệ dao động có chu kỳ dao động riêng T0 = 0,05s Người ta tác dụng lên hệ ngoại lực biến thiên điều hòa Khi tăng tần số ngoại lực cưỡng từ giá trị f1 = 25Hz đến f2 = 45Hz biên độ dao động cưỡng A Tăng B.Tăng giảm C Giảm tăng D Giảm Bài 10: Một lắc lò xo gồm vật khối lượng m = 100 g, lị xo có độ cứng k = 100 N/m Trong điều kiện lực cản môi trường biểu thức ngoại lực tuần hồn sau làm cho lắc dao động cưỡng với biên độ lớn nhất? (cho g = 10 m/s2,π2 = 10) A F = F0cos(2πt + 7t) N B F = F0cos(20πt + π/2) N C F = F0cos(10πt) N D F = F0cos(8πt) N ĐÁP ÁN 1C 2A 3B 4B 5B 6B 7C 8A 9D 10C 5|https://www.facebook.com/tuananh.physics Thầy Vũ Tuấn Anh Tài liệu khóa Live C : Nắm trọn chuyên đề HƯỚNG DẪN GIẢI Bài 1: v S 50 50 cm s t Chọn đáp án C Bài 2: s 6, v m s 14, km h t 1, Chọn đáp án A Bài 3: T 2 v g 1, 088s s 12,5 11, 49 m s 41,3km h T 1, 088 Chọn đáp án B Bài 4: m S 12,5 0,838s v 14,9 m s 53, km h k T 0,838 Chọn đáp án B T 2 Bài 5: T 12 2s n bước f Chọn đáp án B Bài : f0 k 5, 03Hz 2 m Vì f1 > f2 > f0 nên A1 > A2 Chọn đáp án B Bài 7: Vì A1 = A2 nên f1 < f0 < f2 6|https://www.facebook.com/tuananh.physics Thầy Vũ Tuấn Anh f0 Tài liệu khóa Live C : Nắm trọn chuyên đề k 35,5 k 193 2 m Vậy k = 100N/m Chọn đáp án C Bài 8: k 2,5Hz 2 m Càng gần với tần số f0 biên độ dao động vật lớn Vậy biên độ nhỏ tần số f = 5Hz Chọn đáp án A Bài 9: f0 = 20Hz Vì f2 > f1 > f0 nên biên độ dao động cưỡng giảm dần Chọn đáp án D Bài 10: f0 k 5Hz 2 m Con lắc dao động với biên độ lớn f = f0 Chọn đáp án C f0 7|https://www.facebook.com/tuananh.physics ... F0cos(10πt) N D F = F0cos(8πt) N ĐÁP ÁN 1C 2A 3B 4B 5B 6B 7C 8A 9D 10C 5|https://www.facebook.com/tuananh.physics Thầy Vũ Tuấn Anh Tài liệu khóa Live C : Nắm trọn chuyên đề HƯỚNG DẪN GIẢI Bài... A2 nên f1 < f0 < f2 6|https://www.facebook.com/tuananh.physics Thầy Vũ Tuấn Anh f0 Tài liệu khóa Live C : Nắm trọn chuyên đề k 35,5 k 193 2 m Vậy k = 100N/m Chọn đáp án C Bài 8: k... 12,5m Vận tốc tàu lắc dao động mạnh nhất? Lấy g = 10 m/s2 4|https://www.facebook.com/tuananh.physics Thầy Vũ Tuấn Anh A 21,87m/s Tài liệu khóa Live C : Nắm trọn chuyên đề B 41km/h C 41m/s D 0,35m/s