CHUYÊN ĐỀ : DAO ĐỘNG TẮT DẦN môn Vật lý

Xây dựng hệ thống kiến thức đồng bộ, thống nhất, đơn giản, dễ hiểu. Phân tích các hạn chế thường gặp trước đây và hướng khắc phục. Xây dựng hệ thống bài tập với các mức độ khác nhau và phương pháp giải tương ứng, đảm bảo phục vụ nhiều đối tượng khác nhau.

Chuyên đề DAO ĐỘNG TẮT DẦN -1– HỘI THẢO CÁC CHUYÊN ĐỀ ÔN THI ĐẠI HỌC SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TỈNH VĨNH PHÚC MÔN VẬT LÝ CHUYÊN ĐỀ “DAO ĐỘNG TẮT DẦN” Đơn vị: Trường THPT Trần Phú Chuyên đề DAO ĐỘNG TẮT DẦN A, PHẦN MỞ ĐẦU -2– 1, Lý chọn đề tài Hiện nay, nhiệm vụ tổ chức ôn thi THPT Quốc gia nhiệm vụ trọng điểm trường THPT nước Việc biên soạn chuyên đề ôn thi THPT Quốc gia tiến hành nghiêm túc bước hoàn thiện Chuyên đề mà xây dựng chuyên đề hệ thống chuyên đề ôn thi THPT Quốc gia, nhằm phục vụ việc ôn thi THPT Quốc gia đạt kết cao Chuyên đề “Dao động tắt dần” xây dựng phát triển mạnh từ năm 2010 Tuy nhiên, theo quan điểm chủ quan tơi, chun đề trước có nhiều điểm hạn chế, dẫn đến nhiều hiểu nhầm, phát sinh nhiều quan điểm chưa đầy đủ xác, gây khó khăn cho giáo viên học sinh q trình dạy, học luyện tập Đó lý chọn phát triển đề tài này, với mong muốn xây dựng hệ thống kiến thức – phương pháp – tập phù hợp, thống nhất, khắc phục điểm tồn tại, nâng cao hiệu chuyên đề 2, Mục đích đề tài Xây dựng hệ thống kiến thức đồng bộ, thống nhất, đơn giản, dễ hiểu Phân tích hạn chế thường gặp trước hướng khắc phục Xây dựng hệ thống tập với mức độ khác phương pháp giải tương ứng, đảm bảo phục vụ nhiều đối tượng khác Đơn vị: Trường THPT Trần Phú Chuyên đề DAO ĐỘNG TẮT DẦN B, NỘI DUNG -3– I, CƠ SỞ LÝ THUYẾT Ta xét trường hợp CON LẮC LÒ XO, áp dụng kết thu cách tương tự cho lắc đơn 1, Vị trí cân bằng: Những hạn chế thường gặp trước đây: - Học sinh thường nhầm vị trí cân chưa có lực cản vị trí lò xo khơng biến dạng - Học sinh khơng tưởng tượng vị trí cân thực đâu - Học sinh không nắm vị trí cân có lực nào, quan hệ chúng - Học sinh khơng liên tưởng thay đổi vị trí cân toán thường gặp trước Hướng giải quyết: - Khi chưa có tác dụng lực cản vị trí cân vật O, hợp lực tất lực tác dụng lên vật – ta gọi vị trí cân tĩnh - Khi có tác dụng lực cản, vị trí O khơng vị trí cân bằng, hợp lực vị trí lực cản; vị trí cân lò xo biến dạng thêm để cân với lực cản Do đó, vị trí cân O’, lực đàn hồi tạo độ biến uu r uuuur dạng OO’ cân với lực cản nên ta thu OO ' = Fc k - Trong nửa chu kì, chiều chuyển động vật thay đổi, chiều lực cản ngược chiều chuyển động, dao động tắt dần, vật có vị trí cân ứng với nửa chu kì – vị trí ta gọi vị trí cân động Khoảng cách từ vị trí cân động đến vị trí cân tĩnh x0 = Fc/k Đơn vị: Trường THPT Trần Phú Chuyên đề DAO ĐỘNG TẮT DẦN So sánh lắc lò xo thẳng đứng với lắc lò xo nằm ngang chịu tác dụng lực cản không đổi -4– TH1: Con lắc lò xo treo thẳng đứng đầu cố định Vị trí cân lò xo dãn (v=0) l0 t  T m Vị trí cân lò xo dãn t  m (v=0) T v =0 v =0 TH2: Con lắc lò xo đặt thẳng đứng đầu cố định Vị trí cân lò xo nén (v=0) t  m l0 l0 T Vị trí cân lò xo nén (v=0) Đơn vị: Trường THPT Trần Phú m v =0 t  T v =0 Chuyên đề DAO ĐỘNG TẮT DẦN -5– 2, Xác định vị trí cân động nửa chu kì: Những hạn chế thường gặp trước đây: - Học sinh không xác định vị trí cân bằng, ví dụ: vật từ biên bên trái sang biên bên phải học sinh lại chọn vị trí cân bên phải vị trí cân tĩnh - Học sinh khơng vẽ hình chưa hiểu chất vấn đề Hướng giải quyết: - Hướng dẫn học sinh ghi nhớ nguyên tắc: Do biên độ “Dao động tắt dần” ln bị giảm, nên để đảm bảo tính chất vị trí cân động gần biên so với vị trí cân tĩnh Vì dụ: vật từ bên trái sang vị trí cân động bên trái vị trí cân tĩnh; vật từ phải sang vị trí cân động nằm bên phải vị trí cân tĩnh 3, Độ biến dạng cực đại biên độ: N A-2l A’ o A ’ A = A - l o1 A-3l o2 l l v=0 Sơ đồ chuyển động vật bán chu kì M v=0 Những hạn chế thường gặp trước đây: - Học sinh khơng phân biệt xác khái niệm biên độ độ biến dạng cực đại - Học sinh không nắm chất, nên sử dụng tùy tiện, đa phần nhầm lẫn, dẫn đến kết sai Hướng giải quyết: - Khoảng cách vị trí biên nửa chu kì vị trí cân tĩnh, độ biến dạng cực đại nửa chu kì đó: Δℓ0 = MO (được sử dụng để tính năng) - Khoảng cách từ vị trí biên đến vị trí cân tĩnh tương ứng nửa chu kì, biên độ nửa chu kì đó: A = MO1 (được sử dụng để tính vận tốc cực đại) 4, Liên hệ độ biến dạng cực đại biên độ: OO1 = x0 = MO – MO1  A = |Δℓ0| – x0 5, Độ giảm độ biến dạng cực đại biên độ sau nửa chu kì: Δℓ0’ = ON = NO1 – OO1 = A – x0 = |Δℓ0| – 2x0 A’ = NO2 = NO1 – O1O2 = A – 2x0 Như vậy, sau nửa chu kì độ biến dạng cực đại biên độ giảm lượng x0 Đơn vị: Trường THPT Trần Phú Chuyên đề DAO ĐỘNG TẮT DẦN Độ biến dạng cực đại nửa chu kì thứ n |Δℓn| = |Δℓ0| – 2(n – 1)x0 Biên độ nửa chu kì thứ n An = A – 2(n – 1)x0 = |Δℓ0| – (2n – 1)x0 -6– 6, Vận tốc cực đại: Vận tốc cực đại đạt vật qua vị trí cân Vmax = ωA = ω(|Δℓ0| – x0) Vận tốc cực đại nửa chu kì sử dụng độ biến dạng cực đại biên độ nửa chu kì 7, Xác định vị trí vật dừng lại tổng số nửa chu kì vật dao động: o2 AN o A N 1 A’N l o1 A ’N M v=0 Vị trí biên kết thúc N-1 bán chu kì Sơ đồ chuyển động vật bán chu kì cuối thứ N v = 0dừng lại Vật Dao động bị tắt Khi vật dừng lại lực đàn hồi lò xo (nếu có) bị triệt tiêu lực ma sát nghỉ Fđh = Fmsn  FM = μmg  k|Δℓ|  μmg  |Δℓ|  x0 Giả sử vật dừng lại sau N nửa chu kì, |Δℓ| = |Δℓ0| – 2Nx0 Sai lầm thường gặp sử dụng công thức |Δℓ| = |Δℓ0| – 2(n – 1)x0 – độ biến dạng cực đại đầu nửa chu kì thứ n, ta cần độ biến dạng cực đại cuối nửa chu kì thứ N  |Δℓ0| – 2Nx0  x0  -x0  |Δℓ0| – 2Nx0  x0  |Δℓ0|/2x0 – 1/2  N  |Δℓ0|/2x0 + 1/2 Khi tìm N ta lưu ý N số nguyên, giới hạn đầu số nguyên ta lấy số nguyên nhỏ Sau tìm N ta thay trở lại để tìm |ΔℓN| – độ biến dạng lò xo vị trí dừng lại 8, Xác định thời gian vật dao động dừng lại: Số nửa chu kì vật dao động dừng lại N xác định theo hướng dẫn phần trên, từ suy thời gian vật dao động dừng lại NT/2 Đơn vị: Trường THPT Trần Phú Chuyên đề DAO ĐỘNG TẮT DẦN -7– 9, Xác định tổng quãng đường vật dừng lại: Hướng 1: Quãng đường vật nửa chu kì lần biên độ tương ứng, với N tổng số nửa chu hiện, ta có tổng quãng đường S = 2A1 + 2A2 + + 2AN = 2{(|Δℓ0| – x0) + + [(|Δℓ0| – (2n – 1)x0]} Với N số hạng S = 2N|Δℓ0| – 2x0[1 + + (2n – 1)] = 2N|Δℓ0| - 2N2x0 (1) Hướng 2: Sau tìm độ biến dạng vị trí cuối |ΔℓN|, ta áp dụng định luật bảo toàn lượng với mát lượng lực cản gây k|Δℓ0|2/2 – k|Δℓ0|2/2 = Fc.S  S = (|Δℓ0|2 – |Δℓ0|2)k/2Fc (2) Lưu ý ta dễ dàng chứng minh (1) (2) biến đổi qua lại 10, Dao động tắt dần chậm: - Trong trường hợp x0 đủ nhỏ so với |Δℓ0| N đủ lớn, thời gian dao động đủ dài, ta nói vật dao động tắt dần chậm Khi |ΔℓN| nhỏ vật coi dừng lại vị trí cân tĩnh, số chu kì dao động dừng lại N ≈ |Δℓ0|/2x0 Quãng đường dừng lại tính theo cơng thức S ≈ k|Δℓ0|2/2Fc - Độ biến dạng cực đại biên độ xấp xỉ nhau, tính theo biên độ hay độ biến dạng cực đại Lưu ý phần (không phải dao động tắt dần chậm) tính theo độ biến dạng cực đại mà khơng tính theo biên độ Từ ta có cơng thức tính phần trăm (%) sau: 2nx A n + Phần trăm biên độ lại sau n nửa chu kì A   A 0 2nx A n + Phần trăm biên độ bị giảm sau n nửa chu kì  A  A 0 2 �A � � 2nx � 1 + Phần trăm lại sau n nửa chu kì � n � � � A � � � A0 � 2 �A � � 2nx � 1 + Phần trăm bị giảm sau n nửa chu kì  � n �  � � A �0� � A0 � 11, Tính tốn khác dao động tắt dần: Trường hợp toán liên quan đến vận tốc, gia tốc, vị trí vật vào thời điểm phải xét xem thời điểm thuộc nửa chu kì thứ n bao nhiêu, từ suy vị trí cân động bán chu kì O1 hay O2 xác định biên độ tương ứng với nửa chu kì đó, từ áp dụng cơng thức dao động điều hòa nửa chu kì Đơn vị: Trường THPT Trần Phú Chuyên đề DAO ĐỘNG TẮT DẦN II, BÀI TẬP VẬN DỤNG: -8– Vấn đề 1: CÁC TÍNH TỐN CƠ BẢN Câu 1:Gắn vật khối lượng m = 200 g vào lò xo có độ cứng k = 80 N/m đầu lò xo cố định ban đầu vật vị trí lò xo không biến dạng mặt phẳng nằm ngang Kéo vật m khỏi vị trí cân 10 cm dọc theo trục lò xo thả nhẹ cho vật dao động Biết hệ số ma sát m mặt phẳng nằm ngang μ = 0,1, g = 10 m/s2 Độ giảm biên độ dao động m sau chu kì là: A, 0,5 cm B, 0,25 cm C, cm D, cm Câu 2:Một vật có khối lượng 200 g gắn vào lò xo đặt nằm ngang có độ cứng 100 N/m đầu lại giữ cố định Hệ số ma sát vật mặt nằm ngang 0,2 Ban đầu người ta kéo vật theo phương ngang từ vị trí cân (trùng với gốc tọa dộ) đoạn cm bng nhẹ cho vật dao động chu kì vận tốc vật có giá trị lớn vị trí: A, mm B, cm C, cm D, 2,5 cm Câu 3:Con lắc lò xo treo thẳng đứng k = 100 N/m, m = 100 g Gọi O VTCB, đưa vật lên vị trí lò xo khơng biến dạng truyền cho vận tốc 20 cm/s hướng lên Lực cản tác dụng lên lắc 0,005 N Vật đạt vận tốc lớn vị trí A, Dưới O 0,1 mm B, Trên O 0,05 mm C, Tại O D, Dưới O 0,05 mm Câu 4:Con lắc lò xo đặt nằm ngang gồm vật nặng khối lượng m = 400 g, lò xo có độ cứng k = 100 N/m Kéo vật khỏi vị trí khơng biến dạng đoạn cm thả nhẹ để vật dao động Hệ số ma sát vật mặt phẳng ngang µ = 0,005 Lấy g = 10 m/s Độ biến dạng cực đại sau chu kì A, cm B, 1,5 cm C, 2,92 cm D, 2,89 cm Câu 5:Vật nặng m = 250 g gắn vào lò xo độ cứng k = 100 N/m dao động tắt dần mặt phẳng nằm ngang với biên độ ban đầu 10 cm Biết hệ số ma sát vật mặt trượt 0,1, lấy g = 10 m/s2 Độ giảm biên độ sau chu kì A, mm B, mm C, cm D, cm Vấn đề 2: XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ DỪNG LẠI Câu 6: Một lắc lò xo nằm ngang có k = 500 N/m, m = 50 g Hệ số ma sát vật sàn μ = 0,3 Kéo vật khỏi vị trí cân đoạn a = cm thả không vận tốc đầu Vật dừng lại vị trí lò xo biến dạng bao nhiêu: A, 0,03 cm B, 0,3 cm C, 0,02 cm D, 0,2 cm Câu 7: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 đứng yên O, sau đưa vật đến vị trí lò xo bị nén 10 cm buông nhẹ để lắc dao động tắt dần Lấy g = 10 m/s2 Vật nhỏ lắc dừng vị trí A, trùng với O B, cách O đoạn 0,1 cm C, cách O đoạn 0,65 cm D, cách O đoạn cm Câu 8:1 lắc lò xo gồm vật có khối lượng m = 10 g gắn với lò xo có độ cứng k = N/m dao động mặt phẳng ngang với hệ số ma sát μ = 0,05 Ban đầu đưa vật đến vị trí mà lò xo bị nén 10 cm thả Tính độ dãn lớn lò xo? A, 9,5 cm B, 8,75 cm C, cm D, cm Câu 9:1 lắc lò xo nằm ngang gồm lò xo có độ cứng k = 100 N/m, vật có khối lượng m = 400 g Hệ số ma sát vật mặt phẳng ngang μ = 0,1 Từ vị trí vật nằm n lò xo không biến dạng, người ta truyền cho vật vận tốc v = 100 cm/s theo chiều làm lò xo dãn vật dao động tắt dần Độ dãn cực đại lò xo xấp xỉ bằng? A, cm B, cm C, cm D, cm Đơn vị: Trường THPT Trần Phú Chuyên đề DAO ĐỘNG TẮT DẦN -9– Vấn đề 3: XÁC ĐỊNH TỐC ĐỘ TRONG DAO ĐỘNG TẮT DẦN Câu 10: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 bng nhẹ để lắc dao động tắt dần Lấy g = 10 m/s2 Tốc độ lớn vật nhỏ đạt trình dao động A, 20 cm/s B, 40 cm/s C, 40 cm/s D, 10 30 cm/s Câu 11:Một lắc lò xo gồm vật nhỏ khối lượng 100 g lò xo nhẹ có độ cứng 0,01 N/cm Ban đầu giữ vật vị trí lò xo dãn 10 cm bng nhẹ cho vật dao động Trong trình dao động lực cản tác dụng lên vật có độ lớn khơng đổi 10 -3 N Lấy π2 = 10 Sau 21,4 s dao động, tốc độ lớn vật A, 56π mm/s B, 57π mm/s C, 54π mm/s D, 58π mm/s Câu 12:Một CLLX nằm ngang gồm lò xo có độ cứng k = 20 N/m vật nặng m = 100 g Từ VTCB kéo vật đoạn cm truyền cho vật vận tốc 20 cm/s hướng VTCB Biết số ma sát vật mặt phẳng ngang 0,4, lấy g = 10 m/s Tốc độ cực đại vật sau truyền vận tốc là: A, 20 cm/s B, 80 cm/s C, 20 cm/s D, 40 cm/s Câu 13:Một lắc lò xo gồm lò xo có độ cứng k = N/m, vật nhỏ khối lượng m = 80 g, dao động mặt phẳng nằm ngang, hệ số ma sát trượt vật mặt ngang 0,1 Ban đầu kéo vật khỏi vị trí cân đoạn 10 cm thả nhẹ Cho gia tốc trọng trường g = 10 m/s Tốc độ lớn mà vật đạt A, 0,36 m/s B, 0,25 m/s C, 0,50 m/s D, 0,30 m/s Câu 14:1 lắc lò xo gồm vật có khối lượng m = 10 g gắn với lò xo có độ cứng k = N/m dao động mặt phẳng ngang với hệ số ma sát μ = 0,05 Ban đầu đưa vật đến vị trí mà lò xo bị nén 10 cm thả Tính tốc độ lớn mà vật đạt trình dao động? A, 90 cm/s B, 95 cm/s C, 87,5 cm/s D, m/s Câu 15:1 lắc lò xo đặt mặt phẳng ngang gồm lò xo nhẹ có độ cứng N/m vật nhỏ khối lượng 20 g Ban đầu giữ vật vị trí lò xo bị dãn 10 cm bng nhẹ Tốc độ lớn vật 45 cm/s Hệ số ma sát vật mặt phẳng ngang A, 0,05 B, 0,1 C, 0,15 D, 0,2 Vấn đề 4: XÁC ĐỊNH SỐ CHU KÌ DAO ĐỘNG CHO ĐẾN KHI DỪNG LẠI Câu 16:Một lắc lò xo thẳng đứng gồm lò xo nhẹ có độ cứng k = 100 N/m, đầu cố định, đầu gắn vật nặng khối lượng m = 0,5 kg Ban đầu kéo vật theo phương thẳng đứng khỏi VTCB cm bng nhẹ cho dao động Trong q trình dao động vật ln chịu tác dụng lực cản có độ lớn 1/100 trọng lực tác dụng lên vật Coi biên độ vật giảm chu kỳ, lấy g = 10 m/s2 Số lần vật qua VTCB kể từ thả vật đến dừng hẳn là: A, 25 B, 50 C, 75 D, 100 Câu 17:Một lắc lò xo thẳng đứng có độ cứng k = 100 N/m vật có khối lượng m = 500 g Ban đầu kéo vật khỏi vị trí cân đoạn 10 cm thả nhẹ cho dao động Trong q trình dao động vật chịu tác dụng lực cản 0,005 lần trọng lượng Coi biên độ vật giảm chu kì, lấy g = 10 m/s2 Tìm số lần vật qua vị trí cân bằng: A, 50 lần B, 100 lần C, 200 lần D, 150 lần Câu 18:1 lắc lò xo đặt mặt bàn nằm ngang, gồm vật có khối lượng m = 100 g, lò xo nhẹ có độ cứng k = 100 N/m Kéo vật khỏi vị trí lò xo khơng biến dạng theo phương ngang đoạn cm bng cho vật dao động Do có lực ma sát nên vật dao động tắt dần, sau thực 10 dao động vật dừng lại vị trí lò xo khơng biến dạng Hệ số ma sát vật với mặt sàn A, 0,25 B, 0,125 C, 0,245 D, 0,05 Đơn vị: Trường THPT Trần Phú Chuyên đề DAO ĐỘNG TẮT DẦN – - 10 Câu 19:Một lắc lò xo thẳng đứng gồm lò xo nhẹ có độ cứng k = 100 N/m, đầu cố định, đầu gắn vật nặng khối lượng m = 0,5 kg Kéo vật theo phương thẳng đứng khỏi vị trí cân ban đầu đoạn cm buông nhẹ cho dao động Trong q trình dao động vật ln chịu tác dụng lực cản có độ lớn 1/100 trọng lực tác dụng lên vật Coi biên độ vật giảm chu kỳ, lấy g = 10 m/s Số lần vật qua vị trí có độ lớn li độ cm kể từ thả vật đến dừng A, 25 B, 50 C, 200 D, 60 Câu 20:Một lắc lò xo có độ cứng lò xo k = 100 N/m; m = 0,4 kg, g = 10 m/s Kéo vật khỏi vị trí khơng biến dạng đoạn cm thả không vận tốc ban đầu Trong trình dao động thực tế có ma sát với hệ số 5.10–3 Số chu kỳ dao động lúc vật dừng lại A, 50 B, C, 20 D, Vấn đề 5: XÁC ĐỊNH THỜI GIAN DAO ĐỘNG CHO ĐẾN KHI DỪNG LẠI Câu 21:Con lắc lò xo dao động tắt dần mặt phẳng ngang Biết k = 100 N/m, m = 100 g, hệ số ma sát 0,1, kéo vật lệch 10 cm buông tay, g = 10 m/s Tính thời gian từ lúc bắt đầu dao động dừng lại? A, 10 h B, s C, h D, 10 s Câu 22:Một lắc lò xo nằm ngang gồm lò xo có hệ số đàn hồi k = 60 N/m cầu có khối lượng m = 60 g, dao động chất lỏng với độ biến dạng ban đầu 12 cm Trong trình dao động lắc chịu tác dụng lực cản có độ lớn khơng đổi F c Xác định độ lớn lực cản Biết khoảng thời gian từ lúc dao động dừng hẳn vị trí lò xo khơng biến dạng Δt = 120 s Lấy π2 = 10 A, 0,3 N B, 0,5 N C, 0,003 N D, 0,005 N Vấn đề 6: XÁC ĐỊNH QUÃNG ĐƯỜNG DAO ĐỘNG CHO ĐẾN KHI DỪNG LẠI Câu 23:Một lắc lò xo ngang gồm lò xo có độ cứng k = 100 N/m vật m = 100 g, dao động mặt phẳng ngang, hệ số ma sát vật mặt ngang 0,02 Kéo vật lệch khỏi vị trí cân đoạn 10 cm thả nhẹ cho vật dao động Quãng đường vật từ bắt đầu dao động đến dừng A, S = 50 m B, S = 25 m C, S = 50 cm D, S = 25 cm Câu 24:Một vật nhỏ dao động điều hòa dọc theo trục nằm ngang đệm khơng khí có li độ x = 4cos(10πt + π) cm Lấy g = 10 m/s Tại t = 0, đệm khơng khí ngừng hoạt động, hệ số ma sát µ = 0,1 vật quãng đường dừng? A, m B, 0,8 m C, 1,2 m D, 1,5 m o Câu 25:Một lắc lò xo dao động mặt phẳng nghiêng góc 60 so với phương ngang Độ cứng lò xo k = 400 N/m, vật có khối lượng m = 100 g, lấy g = 10 m/s Hệ số ma sát vật sàn µ = 0,02 Lúc đầu đưa vật tới vị trí cách vị trí cân cm buông nhẹ Quãng đường vật từ lúc bắt đầu dao động tới dừng lại A, 16 m B, 32 m C, 32 cm D, 16 cm Vấn đề 7: XÁC ĐỊNH TỐC ĐỘ TRUNG BÌNH Câu 26:Một lắc lò xo gồm lò xo có độ cứng k = 100 N/m vật nặng m = 100 g Vật dao động có ma sát mặt phẳng ngang với hệ số ma sát μ = 0,2 Kéo vật lệch khỏi vị trí cân đoạn cm thả Lấy g = 10 m/s2 π2 = 10 Tìm tốc độ trung bình vật khoảng thời gian từ lúc thả đến lúc lò xo khơng biến dạng lần thứ nhất: A, 2,5 cm/s B, 53,6 cm/s C, 57,5 cm/s D 2,7 cm/s Câu 27:Một lắc lò xo gồm vật có m = 100 g lò xo có k = 10 N/m đặt nằm ngang Hệ số ma sát vật mặt phẳng ngang 0,2 Lấy g = 10 m/s Ban đầu vật thả nhẹ vị trí lò xo giãn cm Tốc độ trung bình vật thời gian kể từ thời điểm thả đến thời điểm vật qua vị trí lò xo không biến dạng lần Đơn vị: Trường THPT Trần Phú Chuyên đề DAO ĐỘNG TẮT DẦN - 11 – A, 28,66 cm/s B, 38,25 cm/s C, 25,48 cm/s D, 32,45 cm/s Câu 28:Một lắc lò xo dao động mặt phẳng nằm ngang có hệ số ma sát μ = 0,01 Lò xo có độ cứng k = 100 N/m, vật có khối lượng m = 100 g, lấy g = 10 m/s Lúc đầu đưa vật tới vị trí cách vị trí lò xo không biến dạng cm buông nhẹ để vật dao động tắt dần Tốc độ trung bình kể từ lúc bắt đầu dao động đến lúc vật dừng lại là: A, 0,4 m/s B, 0,5 m/s C, 0,2 m/s D, 0,6 m/s Câu 29:1 lắc lò xo đặt mặt phẳng nằm ngang gồm vật nặng khối lượng m = 100 g, lò xo có độ cứng k = 10 N/m Hệ số ma sát vật mặt phẳng ngang μ = 0,1 Ban đầu vật nặng thả nhẹ vị trí lò xo dãn 5,5 cm Tốc độ trung bình vật nặng kể từ vật thả đến dừng lại A, 25,87 cm/s B, 15,92 cm/s C, 20,25 cm/s D, 32,45 cm/s Vấn đề 8: DAO ĐỘNG TẮT DẦN CỦA CON LẮC ĐƠN Câu 30:Một lắc đơn có chiều dài ℓ, vật nặng khối lượng m treo nơi có gia tốc trọng trường g Ban đầu người ta kéo lắc khỏi vị trí cân góc α = 0,1 rad bng tay khơng vận tốc đầu Trong q trình dao động vật ln chịu tác dụng lực cản khơng đổi có độ lớn 1/1000 trọng lực Khi lắc tắt hẳn vật qua vị trí cân lần? A, 25 lần B, 100 lần C, 50 lần D, 75 lần Câu 31:Con lắc đơn gồm sợi dây nhẹ không giãn, đầu cố định, đầu gắn với bi khối lượng m Kéo vật khỏi VTCB cho sợi dây hợp với phương thẳng đứng góc 0,1 rad thả nhẹ Trong trình dao động lắc ln chịu tác dụng lực cản có độ lớn 1/500 trọng lực tác dụng lên vật Coi chu kỳ dao động không đổi trình dao động biên độ dao động giảm nửa chu kỳ Số lần vật qua VTCB kể từ lúc thả vật vật dừng A, 25 B, 50 C, 75 D, 100 Vấn đề 9: DUY TRÌ DAO ĐỘNG TẮT DẦN Câu 32:Một lắc đơn dao động nhỏ nơi có gia tốc trọng trường π m/s2 với dây dài m, nặng lắc có khối lượng 80 g Cho lắc dao động với biên độ góc 0,15 rad mơi trường có lực cản nhỏ dao động 200 s ngừng hẳn Duy trì dao động cách dùng hệ thống lên dây cót cho chạy tuần lễ với biên độ ban đầu Biết 80% lượng dây cót dùng để trì dao động Cơng cần thiết để lên dây cót A, 184 J B, 67 J C, 113 J D, 93 J Câu 33:Một lắc đơn đồng hồ có chu kì T = s, vật nặng có khối lượng kg ,dao động nơi có g = 10 m/s2 Biên độ góc ban đầu o Do chịu tác dụng lực cản F c = 0,011 N nên dao động tắt dần Người ta dùng pin có suất điện động E = V, điện trở không đáng kể để bổ sung lượng cho lắc với hiệu suất q trìng bổ sung 25% Pin có điện tích ban đầu Q0 = 104 C Hỏi đồng hồ chạy phải thay pin: A, 46 ngày B, 58 ngày C, 74 ngày D, 34 ngày Câu 34:Một lắc đơn gồm dây treo có chiều dài m, vật nặng có khối lượng 100 g, dao động nhỏ nơi có g = 10 m/s2 Cho lắc dao động với biên độ góc 0,2 rad mơi trường có lực cản khơng đổi dao động 150 s dừng hẳn Người ta trì dao động cách dùng hệ thống lên dây cót, biết 70% lượng dùng để thắng lực ma sát hệ thống bánh Lấy π2 = 10 Công cần thiết lên dây cót để trì lắc dao động tuần với biên độ 0,2 rad là: A, 537,6 J B, 1601,28 J C, 1068 J D, 230,4 J Đơn vị: Trường THPT Trần Phú Chuyên đề DAO ĐỘNG TẮT DẦN – - 12 Vấn đề 10: DAO ĐỘNG TẮT DẦN CHẬM Câu 35:Một lắc lò xo dao động có m = 0,1 kg dao động mặt phẳng nằm ngang, vị trí lò xo khơng biến dạng truyền cho vật nặng vận tốc v = m/s Biết k = 10 N/m, µ = 0,05 Tính ban đầu vật? A, 0,05 J B, 0,5 J C, J D, 0,005 J 2 Câu 36:Vật dao động với A = 10 cm, m = kg, g = π = 10 m/s , T = s, hệ số ma sát vật mơi trường 0,01 Tính lượng lại vật vật quãng đường m A, 0,2 J B, 0,1 J C, 0,5 J D, J Câu 37:Một lắc lò xo có độ cứng lò xo k = N/cm Con lắc dao động với biên độ A = cm, sau thời gian biên độ cm Tính phần lượng ma sát? A, J B, 0,9 J C, 0,045 J D, 0,009 J Câu 38:Một lắc lò xo thực dao động tắt dần Sau chu kỳ biên độ giảm 2% Năng lượng lại sau chu kỳ là: A, 96%; 4% B, 99%; 1% C, 6%; 94% D, 96,6%; 3,4% Câu 39:Một vật dao động điều hòa sau chu kỳ biên độ giảm 3%, tính phần lượng lại chu kỳ? A, 94% B, 96% C, 95% D, 91% Câu 40:Một vật dao động điều hòa sau chu kỳ biên độ giảm 4%, tính phần lượng chu kỳ? A, 7,84% B, 8% C, 4% D, 16% Câu 41:Một lắc dao động tắt dần Cứ sau chu kì, biên độ giảm 3% Phần lượng lắc bị dao động toàn phần A, 4,5% B, 6% C, 9% D, 3% Câu 42:Một lắc dao động tắt dần Sau chu kì biên độ giảm 10% Phần lượng mà lắc chu kỳ A, 90% B, 8,1% C, 81% D, 19% Câu 43:Một chất điểm dao động tắt dần có tốc độ cực đại giảm 5% sau chu kỳ Phần lượng chất điểm bị giảm dao động A, 5% B, 9,6% C, 9,8% D, 9,5% Câu 44:Một lắc lò xo dao động điều hòa với biên độ A chịu tác dụng lực cản dao động tắt dần Sau chu kì vận tốc qua vị trí cân giảm 10% so với vận tốc cực đại dao động điều hòa Sau chu kì lắc so với ban đầu A, 10% B, 20% C, 81% D, 18% Thời gian dao động dừng lại Câu 45:Một vật khối lượng m nối với lò xo có độ cứng k Đầu lại lò xo gắn cố định, cho vật dao động theo trục Ox mặt phẳng nghiêng so với mặt nằm ngang góc 60 o Hệ số ma sát 0,01 Từ vị trí cân truyền cho vật vận tốc đầu 50 cm/s vật dao động tắt dần Xác định khoảng thời gian từ lúc bắt đầu dao động dừng hẳn Lấy gia tốc trọng trường 10 m/s2 A, 2π s B, 3π s C, 4π s D, 5π s Câu 46:Một vật m gắn lò xo nhẹ k treo mặt phẳng nghiêng góc 30 o so với mặt phẳng ngang Cho biết g = 10 m/s2, hệ số ma sát 0,01, từ vị trí cân truyền cho vật vận tốc 40 cm/s Thời gian từ lúc dao động dừng lại A, 15π s B, 1,5π s C, 5π s D, 4π/ s Câu 47:Một lắc lò xo có khối lượng m = 0,1 kg dao động mặt phẳng nằm ngang, vị trí lò xo không biến dạng truyền cho vật nặng vận tốc v = m/s Biết k = 10 N/m, µ = 0,05 Thời gian dao động vật dừng hẳn? Đơn vị: Trường THPT Trần Phú Chuyên đề DAO ĐỘNG TẮT DẦN – - 13 A, 2π s B 10 s C, 5π s D, 10/π s Quãng đường dừng lại Câu 48:Một vật dao động với W = J, m = kg, g = 10 m/s Biết hệ số ma sát vật mơi trường µ = 0,01 Tính quãng đường vật đến lúc dừng hẳn A, 10 dm B, 10 cm C, 10 m D, 10 mm 2 Câu 49:Vật dao động với A = 10 cm, m = kg, g = π = 10 m/s , T = s, hệ số ma sát vật môi trường 0, 01 Tính quãng đường vật đến lúc dừng hẳn? A, cm B, dm C, mm D, 200 cm Câu 50:Một lắc lò xo dao động có m = 0,1 kg dao động mặt phẳng nằm ngang, vị trí lò xo khơng biến dạng truyền cho vật nặng vận tốc v = m/s Biết k = 10 N/m, µ = 0,05 Tính qng đường để vật dừng hẳn? A, m B, m C, 10 m D, 15 m Câu 51:Một lắc lò xo dao động tắt dần mơi trường có lực ma sát nhỏ, biên độ lúc đầu A Quan sát thấy tổng quãng đường mà vật từ lúc dao động đến dừng S Nếu biên độ dao động 2A tổng quãng đường mà vật từ lúc dao động dừng hẳn là: A, 2S B, S/2 C, S D, 4S Vấn đề 11: MỘT SỐ CÂU HỎI KHÁC Câu 52:Một lắc lò xo nằm ngang gồm vật nhỏ có khối lượng 200 g, lò xo có độ cứng 10 N/m, hệ số ma sát trượt vật mặt phẳng ngang 0,1 Ban đầu vật giữ vị trí lò xo dãn 10 cm, thả nhẹ để lắc dao động tắt dần, lấy g = 10 m/s Trong khoảng thời gian kể từ lúc thả tốc độ vật bắt đầu giảm cơng lực đàn hồi A, 48 mJ B, 42 mJ C, 20 mJ D, 50 mJ Câu 53:Một lắc lò xo gồm vật nhỏ khối lượng 0,2 kg lò xo có độ cứng k = 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 khơng 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/s Độ lớn lực đàn hồi cực đại lò xo dao động A, 1,98 N B, 2,98 N C, N D, 1,5 N Câu 54:Một lắc lò xo có độ ứng k = N/m, khối lượng m = 80 g dao động tắt dần mặt phẳng ngang có ma sát, hệ số ma sát trượt vật mặt ngang 0,1 Ban đầu kéo vật khỏi vị trí cân đoạn 10 cm thả nhẹ Cho gia tốc trọng trường g = 10 m/s Thế vật mà vật có tốc độ lớn A, 0,16 mJ B, 0,16 J C, 1,6 mJ D, 1,6 J Đơn vị: Trường THPT Trần Phú Chuyên đề DAO ĐỘNG TẮT DẦN – C, KẾT LUẬN - 14 1, Những vấn đề quan trọng đề tài: - Đề tài làm rõ vấn đề + Vị trí cân + Độ biến dạng cực đại biên độ + Vị trí dừng lại + Số chu kì dao động dừng lại + Thời gian giao động + Quãng đường + Tốc độ cực đại + Dao động tắt dần chậm - Đề tài khắc phục hạn chế + Nhầm lẫn vị trí cân + Nhầm lẫn khái niệm biên độ độ biến dạng cực đại - Đề tài bổ xung vấn đề + Dao động tắt dần lắc đơn + Duy trì dao động tắt dần 2, Ý kiến, đề xuất: - Có thống khái niệm giáo viên nơi, đặc biệt khái niệm dễ nhầm lẫn biên độ, độ biến dạng cực đại - Khi đề, cần ý đến giá trị, cần rõ dạo động tắt dần chậm hay không, để việc xác định phương án giải rõ ràng, hiệu - Chuyên đề nhiều điểm sơ sài sừ chuẩn bị chưa chu đáo ý, cần tiếp tục hoàn thiện số mục Dao động tắt dần lắc đơn Duy trì dao động tắt dần Trên toàn nội dung chuyên đề “Dao động tắt dần” trình bày để thầy cô thảo luận Rất mong nhận ý kiến trao đổi nhận xét thầy cô để hội nghị xây dựng chuyên đề chung “Dao động tắt dần” hồn chỉnh để từ trường triển khai vận dụng vào giảng dạy Xin chân thành cảm ơn! Đơn vị: Trường THPT Trần Phú ... dãn vật dao động tắt dần Độ dãn cực đại lò xo xấp xỉ bằng? A, cm B, cm C, cm D, cm Đơn v : Trường THPT Trần Phú Chuyên đề DAO ĐỘNG TẮT DẦN -9– Vấn đề 3: XÁC ĐỊNH TỐC ĐỘ TRONG DAO ĐỘNG TẮT DẦN... l : A, 537,6 J B, 1601,28 J C, 1068 J D, 230,4 J Đơn v : Trường THPT Trần Phú Chuyên đề DAO ĐỘNG TẮT DẦN – - 12 Vấn đề 1 0: DAO ĐỘNG TẮT DẦN CHẬM Câu 35:Một lắc lò xo dao động có m = 0,1 kg dao. .. đổi trình dao động biên độ dao động giảm nửa chu kỳ Số lần vật qua VTCB kể từ lúc thả vật vật dừng A, 25 B, 50 C, 75 D, 100 Vấn đề 9: DUY TRÌ DAO ĐỘNG TẮT DẦN Câu 32:Một lắc đơn dao động nhỏ nơi