Sách bài tập Vật lí 11 Bài 4: Dao động tắt dần và hiện tượng cộng hưởng
A. trọng lực tác dụng lên vật.
B. lực căng của dây treo.
C. lực cản của môi trường.
D. do dây treo có khối lượng không đáng kể.
Lời giải:
Đáp án đúng là C
Dao động tắt dần do lực cản của môi trường.
A. Cơ năng của dao động giảm dần.
B. Độ lớn lực cản càng lớn thì sự tắt dần càng nhanh.
C. Biên độ của dao động giảm dần.
D. Tần số dao động càng lớn thì dao động tắt dần càng nhanh.
Lời giải:
Đáp án đúng là D
Tần số dao động càng lớn thì dao động tắt dần càng nhanh – sai.
Câu 4.3 (B) trang 16 Sách bài tập Vật Lí 11: Chỉ ra phát biểu sai.
A. Dao động tắt dần càng nhanh khi độ lớn của lực cản môi trường càng lớn.
B. Dao động duy trì có chu kì bằng chu kì dao động riêng của hệ.
C. Biên độ của dao động cưỡng bức không phụ thuộc vào tần số của ngoại lực cưỡng bức.
D. Dao động cưỡng bức có tần số bằng tần số của ngoại lực cưỡng bức.
Lời giải:
Đáp án đúng là C
Biên độ của dao động cưỡng bức phụ thuộc vào tần số của ngoại lực cưỡng bức.
A. 50 Hz.
B. 20 Hz.
C. 25 Hz.
D. 100 Hz.
Lời giải:
Đáp án đúng là C
Tần số dao động cưỡng bức bằng tần số của lực cưỡng bức:
Câu 4.5 (B) trang 17 Sách bài tập Vật Lí 11: Hiện tượng cộng hưởng xảy ra khi
A. tần số của ngoại lực cưỡng bức nhỏ hơn tần số riêng của hệ.
B. chu kì của ngoại lực cưỡng bức nhỏ hơn chu kì riêng của hệ.
C. tần số góc của ngoại lực cưỡng bức bằng tần số góc riêng của hệ.
D. biên độ của ngoại lực cưỡng bức bằng biên độ dao động của hệ.
Lời giải:
Đáp án đúng là C
Hiện tượng cộng hưởng xảy ra khi tần số góc của ngoại lực cưỡng bức bằng tần số góc riêng của hệ.
A. 2,5 m/s.
B. 10 m/s.
C. 50 m/s.
D. 5 m/s.
Lời giải:
Đáp án đúng là A
Ô tô bị xóc mạnh nhất khi chu kì của ngoại lực bằng với chu kì dao động riêng của khung xe. Khi đó, ô tô có tốc độ là:
A.
B.
C.
D.
Lời giải:
Đáp án đúng là D
Tần số góc riêng của hệ là . Do tần số góc 8 rad/s gần với giá trị , nên biên độ A2 lớn hơn biên độ A1.
A. 5 kg.
B. 5.10-2 kg.
C. 5 g.
D. 0,05 g.
Lời giải:
Đáp án đúng là B
Khi cộng hưởng xảy ra:
Suy ra:
A. 2 J.
B. 10 000 J.
C. 1 J.
D. 0,1 J.
Lời giải:
Đáp án đúng là C
Độ giảm cơ năng của vật đến khi vật hoàn toàn dừng lại là:
A. Tăng tần số của ngoại lực.
B. Thay lò xo có độ cứng lớn hơn.
C. Thay lò xo có độ cứng nhỏ hơn.
D. Tăng khối lượng của vật nặng.
Lời giải:
Đáp án đúng là B
Tần số riêng của hệ ,nhỏ hơn tần số của ngoại lực cưỡng bức nên để xảy ra cộng hưởng phải giảm tần số ngoại lực hoặc thay đổi hệ để tăng tần số riêng.
A. 0,08 mm.
B. 0,04 mm.
C. 0,8 mm.
D. 0,4 mm.
Lời giải:
Đáp án đúng là D
Độ giảm cơ năng sau nửa chu kì bằng công của lực ma sát thực hiện trong nửa chu kì đó:
Suy ra độ giảm biên độ sau mỗi lần vật qua vị trí cân bằng (sau nửa chu kì) là:
Lời giải:
- Dao động tắt dần: Xích đu dao động chậm dần khi không còn ngoại lực, ván nhảy cầu dao động sau khi vận động viên nhảy khỏi ván.
- Dao động cưỡng bức: Dao động của võng điện, dao động của mặt cầu khi có phương tiện giao thông đi qua.
- Cộng hưởng: Hộp đàn guitar, hiện tượng một số toà nhà có chiều cao xác định bị tàn phá mạnh nhất trong động đất.
Câu 4.2 (B) trang 18 Sách bài tập Vật Lí 11: Hãy giải thích nguyên nhân gây ra dao động tắt dần.
Lời giải:
Ta đã biết, lực cản của môi trường tác dụng lên vật luôn ngược chiều chuyển động của vật. Do đó, lực cản tác dụng lên vật làm cho cơ năng giảm. Từ đó biên độ dao động của vật giảm dần theo thời gian.
Câu 4.3 (H) trang 18 Sách bài tập Vật Lí 11: Hãy phân biệt dao động tắt dần và dao động cưỡng bức.
Lời giải:
|
Dao động tắt dần |
Dao động cưỡng bức |
Hiện tượng |
Biên độ giảm dần theo thời gian |
Biên độ không đổi theo thời gian |
Nguyên nhân |
Mất dần năng lượng do ma sát, lực cản,… |
Chịu tác động của ngoại lực tuần hoàn. |
Đặc điểm |
- Tần số của dao động bằng tần số riêng của hệ dao động. - Tốc độ tắt dần phụ thuộc và hệ số ma sát, độ lớn lực cản,… |
- Tần số của dao động bằng tần số lực cưỡng bức. - Biên độ dao động không đổi và phụ thuộc vào: biên độ lực cưỡng bức, độ chênh lệch giữa tần số góc của lực cưỡng bức và tần số góc riêng của hệ, lực cản. |
a) Đoàn người bước đều qua cầu, làm cầu rung lắc mạnh.
b) Âm thanh trong thính phòng to hơn phòng thông thường.
c) Cầu vồng sau mưa.
Lời giải:
a) Trường hợp này có khả năng xảy ra cộng hưởng: Đoàn người bước đều, tạo ra dao động có tần số bằng tần số riêng của cầu.
b) Trường hợp này có khả năng xảy ra cộng hưởng: Kiến trúc của thính phòng được thiết kế để xảy ra hiện tượng cộng hưởng âm thanh, làm âm thanh trở nên to hơn và khán giả có thể nghe rõ dù ca sĩ không dùng micro.
c) Đây không phải hiện tượng cộng hưởng vì cầu vồng xuất hiện do hiện tượng tán sắc ánh sáng.
a) So sánh A1 và A2.
b) Biểu diễn trên đồ thị biên độ của viên bi theo tần số góc của ngoại lực tuần hoàn các điểm tương ứng với giá trị A1 và A2.
Lời giải:
a) Vì nên
b) Đồ thị biên độ của viên bi theo tần số góc của ngoại lực tuần hoàn.
Lời giải:
Cơ năng ban đầu của dao động là
Cơ năng của dao động sau một chu kì còn lại là . Do đó, biên độ của dao động sau một chu kì là
Vậy sau n chu kì, biên độ dao động là
Khi , ta thu được . Vậy sau khoảng 5 chu kì, biên độ còn giảm một nửa.
trong đó là tần số góc riêng của con lắc lò xo, b là hệ số ma sát nhớt được xác định là hệ số tỉ lệ của lực cản môi trường và tốc độ của vật. Biết , khi thay đổi tần số góc, tại giá trị , người ta ghi nhận được con lắc dao động với biên độ lớn nhất . Hãy tính hệ số ma sát nhớt của chất lỏng.
Lời giải:
Ta có:
Khi xảy ra cộng hưởng thì
Với , con lắc dao động với biên độ cực đại (cộng hưởng).
Lời giải:
Đây là ứng dụng của hiện tượng dao động tắt dần. Khi người ngừng tác dụng lực, cánh cửa có thể dao động quanh vị trí cân bằng và tắt dần do ma sát. Thông thường, các cánh cửa đóng tự động được dán một lớp cao su hoặc nhung dưới đáy nhằm tăng ma sát để quá trình tắt dần xảy ra nhanh hơn, đồng thời giúp cửa đóng một cách từ từ, tăng tuổi thọ thiết bị và khả năng an toàn cho người sử dụng.
Xem thêm các bài giải SBT Vật lí lớp 11 Chân trời sáng tạo hay, chi tiết khác: