Một số kinh nghiệm khi giảng dạy phần “dao động tắt dần ” lớp 12

31 535 0
Một số kinh nghiệm khi giảng dạy phần “dao động tắt dần ” lớp 12

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

A ĐẶT VẤN ĐỀ Khi giảng dạy phần “dao động tắt dần ” lớp 12 nhận thấy hầu hết em học sinh lúng túng làm tập có liên quan đến dao động tắt dần Bởi phần có nhiều dạng tập khó, có nhiều công thức cần nhớ việc áp dụng công thức toán học tương đối phức tạp Khó khăn lớn em việc xác định toán thuộc dạng để đưa phương pháp giải phù hợp cho việc giải toán Mặt khác, giai đoạn mà hình thức thi trắc nghiệm áp dụng kỳ thi tốt nghiệp tuyển sinh đại học cao đẳng, yêu cầu phương pháp giải nhanh tối ưu cho em cấp thiết để em đạt kết cao kỳ thi Trang | B GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ I Cơ sở lý luận 1.1 Hiện tượng tắt dần dao động Một vật thực hiện dao động điều hòa chỉ điều kiện lí tưởng Trên thực tế các vật dao động đều chịu tác dụng của lực cản bề mặt tiếp xúc và lực cản của môi trường dao động Điều làm cho lượng vật dần dẫn đến tượng tắt dao động Hiện tượng dao động vật bị tắt (dừng lại) sau khoảng thời gian gọi tượng tắt dần dao động 1.2 Dao động tắt dần chịu tác dụng lực ma sát có độ lớn không đổi Trước tiên để hiểu rõ dao động tắt dần THPT có chu kì dao động biên độ hoàn toàn xác định Ta khảo sát toán lắc lò xo chịu thêm tác dụng lực không đổi( chiều độ lớn) sau: Bài toán 1: Một lắc lò xo gồm vật nặng có khối lượng m lò xo có độ cứng k Hệ đặt mặt phẳng ngang nhẵn Vật đứng yên, tác dụng lên vật lực F không đổi Bỏ qua lực cản môi trường Chứng minh vật dao động điều hòa với chu kì chu kì riêng k m m O O1 Hướng dẫn Trang | r F x Chọn trục tọa độ hướng dọc theo trục lò xo, gốc tọa độ trùng với vị trí lò xo không biến dạng Sau có lực tác dụng vị trí cân vật lúc O O1 cách vị F k trí lò xo không biến dạng đoạn x0 với F = - kx → x = - Tại tọa độ x > độ biến dạng lò xo x nên hợp lực tác dụng lên vật là: - kx + F = ma Thay biểu thức vào, ta nhận được: F  - k  x - ÷ = ma → - k x - x = ma ( 1.3a ) k  ( ) Đặt X = x – x Ta có X’’ = x’’ = a, phương trình 1.3a trở thành : - k X = mX’’ hay X'' + Trong ω = k X = → X = ACosωt+φ ( m ) →x = X + x =x +ACos ωt+φ ( ) k Như vật dao động điều hòa với chu kỳ chu kì m dao động riêng T = 2π m quanh vị trí cân O1 k Từ kết ta suy vật dao động điều hòa với chu kì chu kì riêng vị trí cân vật vị trí lực đàn hồi cân với lực F Trang | Liên hệ với toán, ta phân tích trình dao động tắt dần thành nhiều giai đoạn khác để áp dụng kết toán Để ý lực ma sát khô ta xét lực ma sát trượt Lực có hướng ngược hướng chuyển động, độ lớn không đổi Như trính dao động, trước vật đổi chiểu ta coi toán dao động tắt dần trở toán lắc lò xo chịu tác dụng lực có độ lớn hướng không đổi áp dụng kết Chỉ có điều dao động phức tạp chỗ: Vị trí cân phụ thuộc hướng lực có độ lớn không đổi dao động tắt dần lần đồi chiều vị trí cân lại thay đổi, mặt định lượng khoảng cách từ vị trí cân đến vị trí lò xo không biến dạng Ta luôn xét nửa dao động nửa sau ( sau đổi chiểu) vật lại dao động với biên độ vị trí cân khác Bài toán 2: Con lắc lò xo gồm vật nặng có khối lượng m lò xo có độ cứng k Con lắc đặt mặt phẳng nằm ngang Tại thời điểm ban đầu người ta kéo vật dịch khỏi vị trí lò xo không biến dạng một đoạn A0 rồi thả nhẹ Cho rằng hệ số ma sát trượt giữa vật và giá là không đổi μ , bỏ qua lực ma sát nhớt môi trường Để giải toán ta cần bổ sung bổ đề số lý thuyết sau: + Sự bảo toàn lượng Trang | Ở thời điểm t, vật vị trí có li độ x ( so với vị trí lò xo không biến dạng), với vận tốc v quãng đường S ta có: E - Es = A ms → 2 kA - kx - mv = Fms S 2 + Vị trí cân tạm thời Gọi vị trí lò xo không biến dạng là vị trí O Ban đầu kéo vật đến vị trí P cách vị trí lò xo không biến dạng đoạn OP = A0 Trong quá trình chuyển động về vị trí lò xo không biến dạng ( P O) vật chịu thêm lực tác dụng của lực cản giữa vật và sàn, cụ thể là lực ma sát trượt Rõ ràng điều kiện ban đầu phải thỏa mãn lực đàn hồi có độ lớn lớn độ lớn lực ma sát trượt thì vật mới chuyển động về O được Nghĩa là: kAμmg > hay A > μmg (*) k Khi thỏa mãn (*), vật sẽ chuyển động về O Trong quá trình này, lực ma sát trượt có độ lớn không đổi, lực đàn hồi kéo vật về có độ lớn giảm dần Đến vị trí O1 lực đàn hồi có độ lớn bằng với độ lớn của lực ma sát trượt, nên ta gọi O là vị trí cân bằng của vật ( không phải là vị trí O) Trang | m O P -A0 m P O x0 x0 O +AQ x A0 r Fmst O1 r F m dh x0 A0 m r r Fdh m Fmst x0 Q O2 Hình vẽ biểu thị vị trí lò xo không biến dạng O hai vị trí cân tạm thời O 1, O2 Vị trí O1 nằm giữa P và O Tương tự vậy, trường hợp vật chuyển động từ Q về O thì vật có vị trí cân bằng là O giống với O1 Do đó quá trình dao động qua lại vật có hai vị trí cân bằng, ta tạm gọi đó là hai vị trí cân bằng tạm thời Gọi tọa độ của O1 và O2 là x0 Dễ dàng thấy được tại O1 và O2 ta có Fđh = Fmst hay x = ± μmg ( 2.2a) k Vậy toán tắt dần dao động cơ, ta để ý đến vị trí đặc biệt Vị trí lò xo không biến dạng O Hai vị trí cân tạm thời O O2 nằm cách vị trí lò xo không biến dạng đoạn δ = μmg k Trang | + Độ giảm biên độ vật sau chu kì Cách lý giải 1: (Theo quan điểm lượng ) Rõ ràng ta chọn vị trí cân cố định để tính biên độ, mà lần đổi chiều dao động biên độ ứng với vị trí cân khác Do ta tạm coi khoảng cách xa vật tới vị trí lò xo không biến dạng O biên độ dao động tạm thời r v O P A 4 4 04 4 M Q x A ∆A 4 1/24 3142 41/23 A 4 4 04 4 Theo điều giả sử ta tính độ giảm biên độ sau ½ chu kì dao động sau: Giả sử sau ½ T đầu, vật dao động từ P dừng lại đổi chiều M ( Nếu ma sát vật dao động đổi chiều Q đối xứng với P qua O ) Như lượng giảm biên độ vật sau ½ T đoạn MQ Tính MQ = ΔA1/2 Chọn mốc đàn hồi vị trí lò xo không biến dạng O Mốc trọng trường mặt phẳng ngang Thế trọng trường hệ Tại P Năng lượng hệ tồn dạng đàn hồi lò xo: Trang | EP = 1 kΔl2p = kA 02 2 Tại M Vật đổi chiều (vM = 0) nên M lượng hệ: EM = 1 kΔl2M = kA1/2 2 Với A1/2 biên độ vật sau 1/2T Độ giảm lượng hệ sau 1/2T: ΔE = E P - E M = 2 kA - kA1/2 (2.3.a) 2 Lực ma sát sinh công âm có độ lớn: A ms = Fmst S=μmgS Dựa vào hình vẽ ta có: S = A0 – A1/2 Do : A ms =μmg (A 0- A 1/2 ) (2.3.b) Theo định luật bảo toàn lượng ta có: ∆E = A ms , ΔA1/2 = kết hợp với (2.3.a) (2.3.b) ΔA1/2 = ( A - A1/2 ) ta μmg = 2δ k Vậy độ giảm biên độ sau chu kì vật xác định: ∆A = 2.ΔA1/2 = Cách lý giải 2: ( Theo quan điểm biên độ với vị trí cân tạm thời) Sẽ ngắn gọn ta ý rằng: Trang | μmg k Trong ¼ T chu kì đầu vật dao động từ P hướng tới O, vật nhận vị trí O r làm vị trí cân tạm v thời ” P O1 O O2 A1/4 = A0 - δ 2δ 442 4 43 Do ¼ chu kì biên độ dao động vật giảm lượng OO1 = xδ0 = = μmg ( theo 2.2a) k Vậy sau chu kì, biên độ vật giảm ∆A = 4δ = μmg k Nhận xét: Trong hai cách lí giải trên, cách lí giải có tính thuyết phục cao mặt chất vật lý, so với phương pháp giải trắc nghiệm cách lí giải nhanh dễ hiểu nhiều, cách lí giải giúp tìm tốc độ cực đại vật cách nhanh chóng không phức tạp theo cách lí giải + Các bổ đề dừng lại vật Dễ dàng thấy rằng, vị trí vật dừng lại phải nằm khoảng từ O1 đến O2 Gọi An biên độ vật sau n nửa chu kì Ta có bổ đề sau: r v O O2Sthêm = O1 lại vị trí Bổ đề 1: Nếu An = δ vật dừng P N Bổ đề 2: Nếu δ > An > δ thì vật dừng lại khoảng OO1 xn { A 4 442 4n 4 43 Thời gian quá trình này là T/2 Trang | Tọa độ vị trí dừng lại xác định dựa vào định luật bảo toàn lượng: ( 2 kA n = kx n +μmg A n- x n 2 ) →xn = 2μmg − A n = 2δ − A n k Quãng đường vật thêm được là : Sthêm = 2An - δ = 2A0 - δ (2n + 1) Bổ đề 3: Nếu 2δ < A n < 3δ thì vật dừng lại khoảng OO2 tại N đối xứng Thời gian quá trình này là T/2 r v O1 O N O2 A x 4 442 4n 4 43142 n43 Tọa độ vị trí dừng lại xác định dựa vào định luật bảo toàn lượng: 2 2μmg kA n = kx n +μmg ( A n + x n ) → x n = A n= A n- 2δ 2 k Quãng đường vật thêm được: Sthêm = An + xn = 2An - δ = 2A0 -2 δ (2n + 1) Trang | 10 Từ ta tính tốc độ vật Dạng 2: Độ biến dạng lò xo Kiểu Độ biến dạng cực đại lò xo toàn trình dao động Khi vật đổi chiều lần lò xo giãn cực đại Mà độ giảm biên độ sau ½ chu kì δ đó: Δlmax = A - 2δ Kiểu Độ biến dạng lò xo vật đổi chiều lần n Xuất phát từ kết biên độ vật giảm sau n nửa chu kì 2n δ nên vật đổi chiều lần n, vật cách vị trí cân bằng: Δx = A - 2nδ Do Δln = A - 2nδ Kiểu Độ biến dạng lò xo vật đạt tốc độ cực đại lần n Khi vật đạt tốc độ cực đại vật vị trí cân tạm thời nên Δl = δ Dạng 3: Quãng đường vật Kiểu 1: Quãng đường vật vật đổi chiều lần n Khi đổi chiều lần 1, quãng đường vật là: S1 = 2(A0 - δ ) Khi đổi chiều lần 2, quãng đường vật là: S2 = 2(A0 - δ )+2(A0 - δ ) … Khi đổi chiều lần n, quãng đường vật là: Sn = 2(A0 - δ )+2(A0 - δ )+…+2[A0 – (2n-1) δ ] = 2{nA0 – [1+3+5+…+(2n-1)] δ }= 2[nA0 – n2 δ ] Kiểu 2: Quãng đường của vật đến dừng lại Trang | 17 * Quãng đường vật sau n nửa chu kì: Từ kết kiểu 1, sau n nửa chu kì, quãng đường vật là: S n = 2n ( A - nδ ) * Quãng đường vật thêm sau n nửa chu kì: Sau n nửa chu kì, biên độ của vật giảm còn An = A0 – 2n δ = A0 - 2n μmg k Từ kết bổ đề Nếu An = δ theo bổ đề vật dừng lại hay Sthêm =0 Theo bổ để 3, hai trường hợp δ < An < δ δ < An < δ quãng đường vật thêm S thêm = 2A0 - δ (2n + 1), với n số nửa chu kì dao động trước * Quãng đường vật đến dừng lại : Tổng hợp hai kết ta tính quãng đường tổng sau: Phân tích: A = n +m 2δ ( với n là số nguyên, m là phần lẻ ) Kết 1: Nếu m = 0,5 vật rơi vào trường hợp A n = δ , quãng đường vật là: S = 2n ( A - nδ ) Kết 2: Nếu m > 0,5 vật rơi vào trường hợp δ < An < δ quãng đường vật là: S = Sn + Sthêm = 2(n+1)A0 -2(n+1)2 δ Trang | 18 Kết 3: Nếu m < 0,5 An < δ Ở vật nằm khoảng O1O2 nghĩa không dao động nữa, ta xét nửa chu kì trước Lúc δ < An < δ quãng đưòng vật là: S = Sn-1 + Sthêm = 2(n-1)[A0 – (n- 1) δ ] +2 An-1 - δ = 2n ( A -nδ ) ( với An-1 = A0 – 2(n-1) δ ) Nhận thấy kết trùng ta có bảng kết rút gọn sau: A0 = n+m 2δ Quãng đường vật m ≤ 0,5 m > 0,5 S = 2n ( A - nδ ) S =2(n+1)[A0 - (n+1) δ ] đến dừng lại Dạng 4: Thời gian vật dao động Kiểu 1: Thời gian vật qua hai vị trí Chu kì dao động không đổi, nên ta tính thời gian tương tự dao động điều hoà, cần lưu ý vật chuyển động ứng với vị trí cân nào? Nếu vật chuyển động từ trái qua phải vật nhận O1 vị trí cân từ suy li độ tương ứng Ngược lại vật chuyển động từ phải qua trái vật nhận O2 làm vị trí cân Kiểu 2: Thời gian vật dao động đến dừng lại Bài toán tính thời gian dao động thì đơn giản bài toán tính quãng đường Chỉ cần sử dụng hai bổ đề và thì ta có thể giải quyết được Trang | 19 Phân tích: A = n + m ( với n là số nguyên, m là phần lẻ ) 2δ Nếu m > 0.5 thì thời gian dao động là (n+1)T/2 rơi vào bổ đề Nếu m ≤ 0.5 thì thời gian dao động là nT/2 3.3 Một số ví dụ minh hoạ Ví dụ minh họa : Một lắc lò xo gồm vật nhỏ khối lượng 0,4kg lò xo có độ cứng 100 N/m Vật nhỏ đặt giá đỡ cố định nằm ngang dọc theo trục lò xo Hệ số ma sát trượt giá đỡ vật nhỏ 0,1 Lấy g = 10 m/s2 ( π = 10 ) Ban đầu giữ vật vị trí lò xo bị nén A0 cm buông nhẹ để lắc dao động tắt dần Tính thời gian vật dao động tổng quãng đưỡng vật đến dao động tắt trường hợp sau: A0 = 9,8cm A0 = 10cm A0 = 10,12cm A0 = 0,4cm Hướng dẫn: Ta sử dụng bảng kết tổng hợp từ phần phương pháp A0 = n+m 2δ Quãng đường vật m ≤ 0,5 m > 0, S = 2n ( A - nδ ) S =2(n+1)[A0 - (n+1) δ ] n n+1 đến dừng lại Số nửa chu kì vật dao động đến dừng lại Trang | 20 Vị trị cân tạm thời cách vị trí lò xo không biến dạng đoạn : δ = 0,4cm Chu kì dao động vật: T = 2π μmg = k m = 0,4s k Từ ta có bảng kết sau: Biên độ 10,4cm 9,8cm) 10cm 10,12cm 12 + 0,25 12 + 0,5 12 + 0,65 ban đầu Phân tích A0 = n+m 2δ 13 + 13 Giá trị n 12 12 12 Giá trị m 0,25 0,5 0,65 S t 2n ( A - nδ ) 120cm n T 2n ( A - nδ ) ( n+1)  A - ( n+1δ )  2n ( A - nδ ) 127,92cm 135,2cm 124,8cm n T (n+1) T n T 2,4s 2,4s 2,6s 2,4s Ví dụ minh họa : Một lắc lò xo gồm vật nhỏ khối lượng 0,2 kg lò xo có độ cứng 50 N/m Vật nhỏ đặt giá đỡ cố định nằm ngang dọc theo trục lò xo Hệ số ma sát trượt giá đỡ vật nhỏ 0,05 Tại vị trí lò xo không biến dạng, người ta nén vật 5cm buông nhẹ Trang | 21 a Tốc độ vật vật qua vị trí lò xo không biến dạng lần b Độ lớn lực đàn hồi vật đổi chiều lần Hướng dẫn: a VTCB tạm thời cách vị trí lò xo không biến dạng : δ = μmg = 0,2cm k Từ lúc buông vật đến lúc lúc vật qua vị trí lò xo không biến dạng lần vật quãng đường S = ( 2n - 1) A - 2n ( n - 1δ) = 5A0 - 12 δ = 22,6cm ( Lưu ý trường hợp n nhỏ ta thấy quãng đường vật thông qua hình vẽ mô phỏng) Chọn mốc đàn hồi vị trí lò xo không biến dạng Theo định luật bảo toàn lượng ta có kết sau: 1 kA = A ms + Eđ hay Eđ = kA 02 - A ms = kA 02 - μmgS = 0,04(J) 2 b Khi vật đổi chiều lần 3, lúc lò xo biến dạng đoạn Δl = An = A0 – 2.n δ = 3,8cm Vậy độ lớn lực đàn hồi lúc vật đổi chiểu lần là: Fđh = kΔl = kA n = 1,9(N) Ví dụ minh họa 3: Một lắc lò xo gồm vật nhỏ khối lượng 0,2 kg lò xo có độ cứng 20 N/m Vật nhỏ đặt giá đỡ cố định nằm ngang dọc theo trục lò xo Hệ số ma sát trượt giá đỡ vật nhỏ 0,01 Từ vị trí lò xo không bị biến dạng, truyền cho vật vận tốc ban đầu m/s thấy lắc dao động tắt dần giới hạn đàn hồi lò xo Lấy g = 10 m/s2 Tính độ lớn lực đàn hồi cực đại lò xo trình dao động Trang | 22 Hướng dẫn: Để ý thấy cách kích thích dao động cho vật cách cung cấp cho hệ động Lúc lò xo biến dạng lớn động hệ Áp dụng định luật bảo toàn lượng để tìm vị tri này: Giả sử vị trí lò xo biến dạng cực đại vật cách vị trí cân đoạn a, quãng đường vật a, đó: 1 1 mv02 = A ms + ka → mv 02 = μmga + ka từ ta tính a= 9,9cm 2 2 Lực đàn hồi cực đại lò xo trình dao động là: F đh(max) = ka = 1,98N Ví dụ minh họa 4: HSG tỉnh Thanh Hoá 2011 - 2012 Một lắc lò xo treo thẳng đứng gồm vật nặng có khối lượng m = 100(g) lò xo nhẹ có độ cứng k = 100(N/m) Nâng vật nặng lên theo phương thẳng đứng đến vị trí lò xo không bị biến dạng, truyền cho vận tốc 10 30 (cm/s) thẳng đứng hướng lên Chọn gốc thời gian lúc truyền vận tốc cho vật nặng Chọn trục tọa độ Ox thẳng đứng, chiều dương hướng xuống, gốc tọa độ O vị trí cân Lấy g = 10(m/s2); π ≈ 10 Nếu lực cản môi trường tác dụng lên vật nặng có độ lớn không đổi FC=0,1(N) Hãy tìm tốc độ lớn vật sau truyền vận tốc Hướng dẫn: Bài toán không khó cần người đọc biết cách chuyển toán toán phương pháp Trang | 23 Trước tiên ta tìm vị trí lò xo biến dạng lớn tương tự ví dụ 3, khoảng cách a, từ ta phát biểu lại toán Tại vị trí cân bằng, người ta nhắc vật lên đoạn A0 = a buông nhẹ, xác định tốc độ cực đại vật sau Rõ ràng đến toán hoàn toàn đơn giản Cụ thể sau: - Chọn mốc vị trí cân cũ ( chưa có lực cản) - Tìm vị trí lò xo biến dạng lớn (A0) Tương tự ví dụ 3: 1 1 1 mv02 + kΔl02 = A c + ka → mv 02 + kΔl 02 = Fc a - ∆l0 + ka 2 2 2 ( ( với Δl0 = ) mg = 1cm độ biến dạng lò xo vị trí cân chưa có k lực cản) Ta tính a = 0,0195m = 1,95cm Như A0 = 1,95cm Lưu ý thêm, vị trí cân vật trình vật xuống nằm cách vị trí cân cũ đoạn δ = Fc =0,1cm K k =10π ( rad/s ) ta Vậy tốc độ cực đại vật đạt là: v max =ω ( A 0- δ ) Với ω = m được: vmax = 58,5cm/s Ví dụ minh họa 5: Cho lắc lò xo có độ cứng K = 100 N/m, m=100gam Hệ số ma sát vật mặt phẳng nằm ngang 0,5 Kéo vật tới Trang | 24 ví trí lò xo dãn 1,5 cm thả nhẹ Tính khoảng thời gian vật chuyển động từ thời điểm ban đầu đến vị trí lò xo không biến dạng Hướng dẫn: Theo ra: A0 = 5cm T = 2π μmg m = 0,5cm =0,2(s) δ = k k A1/2 = A0 - δ =1cm Do thời gian từ thời điểm ban đầu đến vị trí lò xo không M φ T biến dạng là: t = + t → +δ Dựa vào hình vẽ: t = T T + t → +δ = =0,066s Trang | 25 δ N A1 3.4 Một số câu trắc nghiệm chọn lọc rèn luyện kĩ tính toán Câu 1: Một lắc lò xo có độ cứng k = 10N/m, khối lượng vật nặng m = 100g, dao động mặt phẳng ngang, thả nhẹ từ vị trí lò xo giãn 6cm so với vị trí cân Hệ số ma sát trượt lắc mặt bàn μ = 0,2 Thời gian chuyển động thẳng vật m từ lúc ban đầu đến vị trí lò xo không biến dạng là: A π (s) 25 B π (s) 20 C π (s) 30 D π (s) 15  μmg δ = k =2cm T T T Tπ → t = + t 0→2 = + = = (s) → ( D ) Hd:  4 12 15 T=2π mπ= (s)  k Câu 2: Một lắc lò xo gồm vật nhỏ khối lượng 0,02 kg lò xo có độ cứng N/m Vật nhỏ đặt giá đỡ cố định nằm ngang dọc theo trục lò xo Hệ số ma sát trượt giá đỡ vật nhỏ 0,1 Ban đầu giữ vật vị trí lò xo bị nén 10 cm buông nhẹ để lắc dao động tắt dần Lấy g = 10 m/s Tốc độ lớn vật nhỏ đạt trình dao động A 10 30 cm/s B 20 cm/s C 40 cm/s D 40 cm/s  μmg δ = k = 2cm → v max =ω A 0- δ = (10 −2 ) = 40 ( cm/s ) → ( C ) Hd:  k ω = =5 2(s)  m ( ) Câu 3: Một lắc lò xo ngang gồm lò xo có độ cứng k=100N/m vật m=100g, dao động mặt phẳng ngang, hệ số ma sát vật mặt ngang Trang | 26 µ=0,02 Kéo vật lệch khỏi VTCB đoạn 10cm thả nhẹ cho vật dao động Quãng đường vật từ bắt đầu dao động đến dừng hẳn là: A s = 50cm B s = 25m C s = 50m D s = 25cm Hd:  μmg =0,02cm A δ = → = 250 → S250 =2n A - nδ = 2.250 ( 10 − 250.0, 02 ) = 2500cm k  2δ  A = 10cm  = 25m ( D ) ( ) Câu 4: Một lắc lò xo ngang gồm lò xo có độ cứng k = 80N/m vật m = 200g, dao động mặt phẳng ngang, hệ số ma sát vật mặt ngang µ = 0,1 Kéo vật lệch khỏi VTCB đoạn 10cm thả nhẹ cho vật dao động Số chu kỳ vật thực là: A B 10 C.15 Hd:  μmg =0,25cm A δ = → = 20 → Sau10T → ( B ) k  2δ  A = 10cm  D 20 Câu 5: Một lắc lò xo ngang gồm lò xo có độ cứng k=80N/m vật m=200g, dao động mặt phẳng ngang, hệ số ma sát vật mặt ngang µ = 0,1 Kéo vật lệch khỏi VTCB đoạn 10cm thả nhẹ cho vật dao động Khoảng thời gian vật từ bắt đầu dao động đến dừng hẳn là: A t = 3,14s B.t = 3s C t = 6,28s Trang | 27 D t=5s Hd:  μmg =0,25cm A δ = → = 20 → Sau10T → t = 10T = π → ( A ) k  2δ  A = 10cm  Câu 6: Một lắc lò xo gồm vật có khối lượng 100g gắn vào lò xo có độ cứng 0,01N/cm dao động tắt dần chậm từ thời điểm t = với biên độ ban đầu 10cm Trong trình dao động, lực cản tác dụng vào vật có độ lớn không đổi 10-3 N Tính tốc độ lớn vật sau thời điểm t = 21,5s Lấy π² = 10 A 58π mm/s B 57π mm/s C 55π mm/s D 56π mm/s  Fc δ = =0,1cm t  k → = 21 + 0,5 → v max = ω  A - ( 2n+3) δ  = π 10- ( 2.21+3 ) 0,1 =  Hd: T=2π m =2(s) T  k = 5,5π ( cm/s ) → ( C ) Trang | 28 C KẾT LUẬN Tôi viết sáng kiến với mong muốn làm tài liệu cho đồng nghiệp em học sinh tham khảo Dù vậy, chắn không tránh khỏi sai xót quan điểm mang tính chủ quan Mong rằng, qua sáng kiến nhận lại phản hồi ý kiến trao đổi từ phía giáo viên, học sinh từ độc giả Tôi xin gửi lời cảm ơn tới SGD tỉnh Thanh Hóa tổ chức hoạt động viết sáng kiến kinh nghiệm để tăng cường tinh thần trao đổi học hỏi từ tất đồng nghiệp toàn tỉnh Tuy nhiên, mong muốn thời gian tới, tất sáng kiến có nội dung ứng dụng tốt SGD đăng tải Website Sở SD để qua làm tài liệu chung cho toàn tỉnh, điều chắn nâng cao chất lượng giáo dục tỉnh ta nói riêng nước nói chung Xác nhận thủ trưởng đơn vị Thanh Hoá ngày 05, tháng 05 năm 2013 Tôi xin cam đoan SKKN viết, không chép nội dung người khác Trang | 29 Hạ Tuấn Anh Trang | 30 A ĐẶT VẤN ĐỀ .1 B GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ .2 I Cơ sở lý luận 1.1 Hiện tượng tắt dần dao động .2 3.2 Phương pháp giải cụ thể .12 3.3 Một số ví dụ minh hoạ 20 3.4 Một số câu trắc nghiệm chọn lọc rèn luyện kĩ tính toán .26 Hd: 28 C KẾT LUẬN 29 Trang | 31 [...]... có bảng kết quả sau: Biên độ 10,4cm 9,8cm) 10cm 10,12cm 12 + 0,25 12 + 0,5 12 + 0,65 ban đầu Phân tích A0 = n+m 2δ 13 + 0 13 Giá trị n 12 12 12 Giá trị m 0,25 0,5 0,65 S t 2n ( A 0 - nδ ) 120 cm n T 2 2n ( A 0 - nδ ) 2 ( n+1)  A 0 - ( n+1δ )  2n ( A 0 - nδ ) 127 ,92cm 135,2cm 124 ,8cm n 0 T 2 (n+1) T 2 n T 2 2,4s 2,4s 2,6s 2,4s Ví dụ minh họa 2 : Một con lắc lò xo gồm vật nhỏ khối lượng 0,2 kg và... m=200g, dao động trên mặt phẳng ngang, hệ số ma sát giữa vật và mặt ngang là µ = 0,1 Kéo vật lệch khỏi VTCB một đoạn 10cm rồi thả nhẹ cho vật dao động Khoảng thời gian vật đi được từ khi bắt đầu dao động đến khi dừng hẳn là: A t = 3,14s B.t = 3s C t = 6,28s Trang | 27 D t=5s Hd:  μmg =0,25cm A δ = → 0 = 20 → Sau10T → t = 10T = π → ( A ) k  2δ  A = 10cm  0 Câu 6: Một con lắc lò xo gồm một vật có... Anh Trang | 30 A ĐẶT VẤN ĐỀ .1 B GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ .2 I Cơ sở lý luận 2 1.1 Hiện tượng tắt dần của dao động cơ .2 3.2 Phương pháp giải cụ thể .12 3.3 Một số ví dụ minh hoạ 20 3.4 Một số câu trắc nghiệm chọn lọc rèn luyện kĩ năng tính toán .26 Hd: 28 C KẾT LUẬN 29 Trang | 31 ... trạng vấn đề 2.1 Đối với học sinh Hầu hết các em đều rất lúng túng và lo sợ khi đề thi có đề cập tới bài toán dao động tắt dần Các em chưa hệ thống được các dạng bài tập và phương pháp giải bài tập có liên quan 2.2 Đối với giáo viên Một số giáo viên chưa nghiên cứu cụ thể nên chưa hình thành cho mình được một con đường đi, một phương pháp tiếp cận rõ ràng III Giải pháp thực hiện Bằng những lý thuyết... ) = 40 2 ( cm/s ) → ( C ) Hd:  k ω = =5 2(s)  m ( ) Câu 3: Một con lắc lò xo ngang gồm lò xo có độ cứng k=100N/m và vật m=100g, dao động trên mặt phẳng ngang, hệ số ma sát giữa vật và mặt ngang là Trang | 26 µ=0,02 Kéo vật lệch khỏi VTCB một đoạn 10cm rồi thả nhẹ cho vật dao động Quãng đường vật đi được từ khi bắt đầu dao động đến khi dừng hẳn là: A s = 50cm B s = 25m C s = 50m D s = 25cm Hd: ... minh họa 1 : Một con lắc lò xo gồm vật nhỏ khối lượng 0,4kg và lò xo có độ cứng 100 N/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 Lấy g = 10 m/s2 ( π 2 = 10 ) Ban đầu giữ vật ở vị trí lò xo bị nén A0 cm rồi buông nhẹ để con lắc dao động tắt dần Tính thời gian vật dao động và tổng quãng đưỡng vật đi được đến dao động tắt trong các... 9,8cm 2 A0 = 10cm 3 A0 = 10,12cm 4 A0 = 0,4cm Hướng dẫn: Ta sử dụng bảng kết quả tổng hợp từ phần phương pháp A0 = n+m 2δ Quãng đường vật đi m ≤ 0,5 m > 0, 5 S = 2n ( A 0 - nδ ) S =2(n+1)[A0 - (n+1) δ ] n n+1 được đến khi dừng lại Số nửa chu kì vật dao động đến khi dừng lại Trang | 20 Vị trị cân bằng tạm thời cách vị trí lò xo không biến dạng một đoạn : δ = 0,4cm Chu kì dao động của vật: T = 2π μmg =... xo trong toàn bộ quá trình dao động Kiểu 2 Độ biến dạng của lò xo khi vật đổi chiều lần n Kiểu 3 Độ biến dạng của lò xo khi vật đạt tốc độ cực đại lần n Kiểu 4 Độ biến dạng của lò xo khi vật dừng lại Dạng 3: Quãng đường vật đi được Kiểu 1: Quãng đường vật đi được khi vật đổi chiều lần n Kiểu 2: Quãng đường vật đi được đến khi dừng lại Trang | 11 Dạng 4: Thời gian vật dao động Kiểu 1: Thời gian vật qua...  0 = 25m ( D ) ( ) Câu 4: Một con lắc lò xo ngang gồm lò xo có độ cứng k = 80N/m và vật m = 200g, dao động trên mặt phẳng ngang, hệ số ma sát giữa vật và mặt ngang là µ = 0,1 Kéo vật lệch khỏi VTCB một đoạn 10cm rồi thả nhẹ cho vật dao động Số chu kỳ vật thực hiện được là: A 5 B 10 C.15 Hd:  μmg =0,25cm A δ = → 0 = 20 → Sau10T → ( B ) k  2δ  A = 10cm  0 D 20 Câu 5: Một con lắc lò xo ngang gồm... T + t 0 → +δ = =0,066s 4 3 Trang | 25 δ N A1 3.4 Một số câu trắc nghiệm chọn lọc rèn luyện kĩ năng tính toán Câu 1: Một con lắc lò xo có độ cứng k = 10N/m, khối lượng vật nặng m = 100g, dao động trên mặt phẳng ngang, được thả nhẹ từ vị trí lò xo giãn 6cm so với vị trí cân bằng Hệ số ma sát trượt giữa con lắc và mặt bàn bằng μ = 0,2 Thời gian chuyển động thẳng của vật m từ lúc ban đầu đến vị trí lò ... động Điều làm cho lượng vật dần dẫn đến tượng tắt dao động Hiện tượng dao động vật bị tắt (dừng lại) sau khoảng thời gian gọi tượng tắt dần dao động 1.2 Dao động tắt dần chịu tác dụng lực ma sát... 1.1 Hiện tượng tắt dần dao động .2 3.2 Phương pháp giải cụ thể .12 3.3 Một số ví dụ minh hoạ 20 3.4 Một số câu trắc nghiệm chọn lọc rèn luyện kĩ... Biên độ 10,4cm 9,8cm) 10cm 10,12cm 12 + 0,25 12 + 0,5 12 + 0,65 ban đầu Phân tích A0 = n+m 2δ 13 + 13 Giá trị n 12 12 12 Giá trị m 0,25 0,5 0,65 S t 2n ( A - nδ ) 120 cm n T 2n ( A - nδ ) ( n+1)

Ngày đăng: 07/04/2016, 21:55

Từ khóa liên quan

Mục lục

  • A. ĐẶT VẤN ĐỀ

  • B. GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ

    • I. Cơ sở lý luận.

      • 1.1. Hiện tượng tắt dần của dao động cơ.

      • 3.2. Phương pháp giải cụ thể.

      • 3.3. Một số ví dụ minh hoạ.

      • 3.4. Một số câu trắc nghiệm chọn lọc rèn luyện kĩ năng tính toán.

  • Hd:

  • C. KẾT LUẬN

Tài liệu cùng người dùng

  • Đang cập nhật ...

Tài liệu liên quan