a) Cỏc loại dao động:
Khỏi niệm Đặc điểm
Dao động tắt dần
à dao động cú biờn độ giảm dần theo thời gian do ma sỏt, lực cản và độ nhớt của mụi trường.
- Khụng phải là dao động điều hũa.
- Dao động tắt dần càng nhanh khi ma sỏt, lực cản và độ nhớt của mội trường càng lớn.
Dao động duy trỡ
à dao động tắt dần được bổ sung năng lượng trong mỗi chu kỳ để bự đắp lại năng lượng mất đi.
- Chu kỳ của hệ khụng thay đổi khi bổ sung năng lượng.
Dao động cƣỡng bức
à dao động dưới sự tỏc dụng của ngoại lực cưỡng bức biến thiờn điều hũa.
0cos
FF t
- à dao động điều hũa
-Tần số dao động cưỡng bức bằng tần số của ngoại lực
- Biờn độ dao động cưỡng bức phụ thuộc vào biờn độ ngoại lực và tỉ lệ nghịch với độ chờnh lệch giữa tần số của dao động riờng và tần số của ngoại lực.
* Lƣu ý:
- Khi một vật dao động chỉ phụ thuộc vào cỏc đặc tớnh của hệ mà khụng chịu bất kỳ ảnh hưởng của yếu tố bờn ngoài nào được gọi là dao động tự do.
- Dao động duy trỡ và dao động cưỡng bức là 2 cỏch để kộo dài một dao động tắt dần. - Dao động cưỡng bức trải qua 2 giai đoạn: Giai đoạn chuyển tiếp và giai đoạn ổn định
b) Hiện tƣợng cộng hƣởng: t O x
Giai đoạn chuyển tiếp Giai đoạn ổn định
Khi tần số của ngoại lực cưỡng bức ( ) bằng tần số riờng ( ) của hệ thỡ hệ sẽ dao động với biờn độ lớn nhất, được gọi là hiện tượng cộng hưởng.
Điều kiện được gọi là điều kiện cộng hưởng. * Lƣu ý:
+ Đỉnh cực đại (hỡnh vẽ) của đồ thị càng nhọn khi lực cản mụi trường càng nhỏ.
+ Hiện tượng cộng hưởng xóy ra càng rừ khi lực cảng mụi trường càng nhỏ
37
BÀI TẬP:…
+ Dạng 1: Lý thuyết về cỏc dao động
Phương phỏp: Nắm vũng lý thuyết, hiểu rừ bản chất của từng dao động
VÍ DỤ:…
BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM + Dạng 2: Dao động cưỡng bức, hiện tượng cộng hưởng + Dạng 2: Dao động cưỡng bức, hiện tượng cộng hưởng
Phương phỏp: Xem lại lý thuyết về dao động cưỡng bức và hiện tượng cộng hưởng VÍ DỤ:…
BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM + Dạng 3 (nõng cao): Dao động tắt dần + Dạng 3 (nõng cao): Dao động tắt dần
Phương phỏp: Khảo sỏt quỏ trỡnh biến đổi trong chu kỳ đầu tiờn
Trong đú: M0 là vị trớ ban đầu của vật.
M1, M2 là vị trớ vật sau nửa chu kỡ và sau chu kỡ đầu tiờn. O là VTCB khi khụng cú lực ma sỏt.
O1, O2 là hai VTCB mới trong dao động tắt dần, cỏch O một đoạn x0. - Độ giảm biờn độ sau nửa chu kỳ:
Gọi A1là biờn độ cũn lại sau nửa chu kỳ. Áp dụng định luật năng lượng ta cú gi°m Fms W A 1 2T ms W W F S 2 2 1 1 1 ( ) 2k A A Fms A A 1 1 ( ) 2k A A Fms 1 12 2 ms T F A A A const k - Độ giảm biờn độ sau một chu kỳ:
Cứ sau nửa chu kỳ, biờn độ dao động tiến lại gần VTCB một đoạn:
/2 2 msT T F A k
độ giảm biờn độ sau một chu kỡ : 1 1
2 4 4 2 ms T T F A A k . - Độ dịch chuyển VTCB mới: Tại O1, O2 ta cú: 0 ms dh ms F F F x k .
Vật dao động quanh hai VTCB mới O1 và O2 với O1 ứng với nửa chu kỡ lẻ và O2 ứng với nửa chu kỡ chẵn. Vật sẽ dừng lại trong đoạn O1 O2.
A
M0 M0 M0
38
Cỏc kết quả quan trọng:
- Độ giảm biờn độ sau mỗi chu kỡ: 4Fms
A k
- Số dao động vật thực hiện được đến khi dừng lại:
4 A kA N A g l n v t qua T là
- Thời gian vật dao động đến khi dừng lại: t N T. - Quóng đường vật đi được cho đến khi dừng lại: 1 2
. 2kA F Sms 2 2 ms kA S F - Độ dịch chuyển vị trớ cõn bằng: 0 Fms x k
+ Biờn độ dao động trong nửa chu kỡ đầu là: A1 A x0
+ Biờn độ dao động trong nửa chu kỡ thứ 2 là: A2 A 3x0
+ Biờn độ dao động trong nửa chu kỡ thứ 3 là: A3 A 5x0
+ Biờn độ dao động trong nửa chu kỡ thứ 4 là: A4 A 7x0
……….
- Vận tốc lớn nhất trong quỏ trỡnh dao động: v(A x 0)
VÍ DỤ:…
BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM
39