CHỦ ĐỀ 1: DAO ĐỘNG

BÀI 4: DAO ĐỘNG TẮT DẦN. DAO ĐỘNG CƯỠNG BỨC VÀ HIỆN TƯỢNG CỘNG HƯỞNG

A. TRẮC NGHIỆM

1. NHẬN BIẾT

Câu 1: Phát biểu nào sau đây là đúng?

1. Hiện tượng cộng hưởng chỉ xảy ra với dao động điều hòa.
2. Hiện tượng cộng hưởng chỉ xảy ra với dao động riêng.
3. Hiện tượng cộng hưởng chỉ xảy ra với dao động tắt dần.
4. Hiện tượng cộng hưởng chỉ xảy ra với dao động cưỡng bức.

Câu 2: Phát biểu nào sau đây về dao động cưỡng bức là đúng?

1. Tần số của dao động cưỡng bức là tần số riêng của hệ.
2. Biên độ của dao động cưỡng bức chỉ phụ thuộc vào tần số của ngoại lực tuần hoàn.
3. Tần số của dao động cưỡng bức là tần số của ngoại lực tuần hoàn.
4. Biên độ của dao động cưỡng bức là biên độ của ngoại lực tuần hoàn.

Câu 3: Dao động cưỡng bức là dao động của hệ

1. dưới tác dụng của lực đàn hồi.
2. dưới tác dụng của một ngoại lực biến thiên tuần hoàn theo thời gian.
3. trong điều kiện không có lực ma sát.
4. dưới tác dụng của lực quán tính.

Câu 4: Một vật đang dao động cơ thì xảy ra hiện tượng cộng hưởng, vật sẽ tiếp tục dao động

1. không còn chịu tác dụng của ngoại lực.
2. với tần số lớn hơn tần số riêng.
3. với tần số nhỏ hơn tần số riêng.
4. với tần số bằng tần số riêng.

Câu 5: Biên độ của dao động cưỡng bức không phụ thuộc

1. biên độ ngoại lực tuần hoàn tác dụng lên vật.
2. hệ số lực cản (của ma sát nhớt) tác dụng lên vật dao động.
3. tần số ngoại lực tuần hoàn tác dụng lên vật.
4. pha ban đầu của ngoại lực tuần hoàn tác dụng lên vật.

Câu 6: Đối với một vật dao động cưỡng bức:

1. Chu kì dao động cưỡng bức chỉ phụ thuộc vào ngoại lực.
2. Biên độ dao động chỉ phụ thuộc vào ngoại lực.
3. Chu kì dao động cưỡng bức phụ thuộc vào vật và ngoại lực.
4. Biên độ dao động không phụ thuộc vào ngoại lực.

Câu 7: Dao động tắt dần là một dao động có:

1. biên độ thay đổi liên tục.
2. chu kì tăng tỉ lệ với thời gian.
3. có ma sát cực đại.
4. biên độ giảm dần do ma sát.

Câu 8: Trong dao động tắt dần, những đại lượng nào giảm như nhau theo thời gian?

1. Li độ và vận tốc cực đại.
2. Biên độ và tốc độ cực đại.
3. Vận tốc và gia tốc.
4. Động năng và thế năng.

Câu 9: Trong dao động cưỡng bức, biên độ của dao động cưỡng bức:

1. không phụ thuộc vào biên độ của ngoại lực.
2. giảm khi tần số ngoại lực giảm.
3. đạt cực đại khi tần số ngoại lực bằng tần số dao động riêng của hệ dao động cưỡng bức.
4. tăng khi tần số ngoại lực tăng.

Câu 10: Chọn câu trả lời sai?

1. Sự cộng hưởng luôn có hại trong khoa học, kĩ thuật, đời sống.
2. Trong thực tế mọi dao động là dao động tắt dần.
3. Khi có cộng hưởng, biên độ dao động đạt cực đại.
4. Dao động tự do có tần số bằng tần số riêng.

2. THÔNG HIỂU

Câu 1: Phát biểu nào dưới đây về dao động tắt dần là sai?

1. Tần số dao động càng lớn thì quá trình dao động tắt dần càng nhanh.
2. Lực ma sát, lực cản sinh công làm tiêu hao dần năng lượng của dao động.
3. Lực cản hoặc lực ma sát càng lớn thì quá trình dao động tắt dần càng kéo dài.
4. Dao động có biên độ giảm dần do lực ma sát, lực cản của môi trường tác dụng lên vật dao động.

Câu 2: Một vật dao động tắt dần, nếu trong khoảng thời gian   cơ năng của hệ giảm đi 4 lần thì biên độ dao động giảm

1. 16 lần. B. 4 lần. C. 8 lần.                D. 2 lần.

Câu 3: Một vật dao động tắt dần, nếu trong khoảng thời gian   cơ năng của hệ giảm đi 2 lần thì vận tốc cực đại giảm

1. 2 lần. B. 4 lần. C.  lần.           D.  lần.

Câu 4: Chọn câu sai. Khi nói về dao động cưỡng bức:

1. Dao động cưỡng bức là dao động dưới tác dụng của ngoại lực biến thiên tuần hoàn.
2. Dao động cưỡng bức là điều hoà.
3. Dao động cưỡng bức có tần số bằng tần số của lực cưỡng bức.
4. Biên độ dao động cưỡng bức thay đổi theo thời gian.

Câu 5: Chọn câu trả lời đúng. Một người đang đưa võng. Sau lần kích thích bằng cách đạp chân xuống đất đầu tiên thì người đó nằm yên để cho võng tự chuyển động. Chuyển động của võng trong trường hợp đó là

1. tự dao động.
2. dao động cưỡng bức.
3. dao động tắt dần.
4. cộng hưởng dao động.

Câu 6: Phát biểu nào sau đây không đúng? Đối với dao động cơ tắt dần thì

1. cơ năng giảm dần theo thời gian.
2. biên độ dao động có tần số giảm dần theo thời gian.
3. tần số giảm dần theo thời gian.
4. ma sát và lực cản càng lớn thì dao động tắt dần càng nhanh.

Câu 7: Dao động cưỡng bức không có đặc điểm này:

1. Tồn tại hai tần số trong một dao động.
2. Có biên độ không đổi.
3. Chịu tác dụng của ngoại lực tuần hoàn.
4. Có thể điều chỉnh để xảy ra cộng h¬ưởng.

Câu 8: Chọn từ thích hợp điền vào chỗ trống cho hợp nghĩa: “Dao động …là dao động có biên độ giảm dần theo thời gian. Nguyên nhân…là do ma sát. Ma sát càng lớn thì sự…cành nhanh”.

1. tắt dần.
2. điều hoà.
3. tự do.
4. cưỡng bức.

Câu 9: Chọn câu trả lời sai khi nói về dao động tắt dần:

1. Dao động tắt dần của con lắc lò xo trong dầu nhớt có tần số bằng tần số riêng của hệ dao động.
2. Dao động tắt dần là dao động có biên độ giảm dần theo thời gian.
3. Nguyên nhất tắt dần là do ma sát.
4. Năng lượng của dao động tắt dần không được bảo toàn.

Câu 10: Trong dao động cưỡng bức, với cùng một ngoại lực tác dụng, hiện tượng cộng hưởng sẽ rõ nét hơn nếu

1. dao động tắt dần có tần số riêng càng lớn.
2. ma sát tác dụng lên vật dao động càng nhỏ.
3. dao động tắt dần có biên độ càng lớn.
4. dao động tắt dần cùng pha với ngoại lực tuần hoàn.

Câu 11: Phát biểu nào sau đây là không đúng?

1. Tần số của dao động cưỡng bức luôn bằng tần số của dao động riêng.
2. Tần số của dao động cưỡng bức bằng tần số của lực cưỡng bức.
3. Chu kì của dao động cưỡng bức có thể bằng chu kì của dao động riêng.
4. Chu kì của dao động cưỡng bức bằng chu kì của lực cưỡng bức.

Câu 12: Hai con lắc dây có độ dài bằng nhau, vật nặng của chúng có kích thước giống hệt nhau, nhưng có trọng lượng khác nhau. Thả cho hai con lắc tự do với li độ ban đầu như nhau. Chọn kết luận đúng:

1. Con lắc nặng hơn dao động tắt dần nhanh hơn.
2. Con lắc nặng hơn dao động tắt dần chậm hơn.
3. Hai con lắc dao động tắt dần như nhau.
4. Chưa đủ dữ kiện để xác định con lắc nào dao động tắt dần nhanh hơn.

Câu 13: Khi nói về một hệ dao động cưỡng bức ở giai đoạn ổn định, phát biểu nào dưới đây là sai?

1. Biên độ của hệ dao động cưỡng bức phụ thuộc vào tần số của ngoại lực cưỡng bức.
2. Tần số của hệ dao động cưỡng bức luôn luôn bằng tần số dao động riêng của hệ.
3. Biên độ của hệ dao động cưỡng bức phụ thuộc biên độ của ngoại lực cưỡng bức.
4. Tần số của hệ dao động cưỡng bức bằng tần số ngoại lực cưỡng bức.

Câu 14: Chọn câu sai khi nói về dao động cưỡng bức

1. Dao động cưỡng bức là dao động của vật khi bị tác dụng của một ngoại lực biến đổi tuần hoàn.
2. Dao động cưỡng bức là dao động điều hòa.
3. Biên độ của dao động cưỡng bức tỉ lệ thuận với biên độ F₀ của ngoại lực và phụ thuộc vào tần số góc của ngoại lực.
4. Tần số góc của dao động cưỡng bức bằng tần số của ngoại lực.

Câu 15: Một con lắc lò xo có chu kỳ T₀= 2s. Lực cưỡng bức nào dư­ới đây làm cho con lắc dao động mạnh nhất?

1. F = F₀ cospt.
2. F = F₀ cos2pt.
3. F = 2F₀ cos 2pt.
4. F = 2F₀cospt.

3. VẬN DỤNG

Câu 1: Hai lò xo có độ cứng k₁, k₂ mắc nối tiếp, đầu trên mắc vào trần một toa xe lửa, đầu dưới mang vật m = 1 kg. Khi xe lửa chuyển động với vận tốc 90 km/h thì vật nặng dao động mạnh nhất. Biết chiều dài mỗi thanh ray là 12,5 m, k₁ = 200 N/m, = 10. Coi chuyển động của xe lửa là thẳng đều. Độ cứng k₂ bằng

1. 800 N/m. B. 80 N/m. C. 40 N/m.              D. 160 N/m.

Câu 2: Một con lắc đơn có chiều dài l được treo trong toa tàu ở ngay vị trí phía trên trục bánh xe. Chiều dài mỗi thanh ray là 12,5 m. Khi vận tốc đoàn tàu bằng 11,38 m/s thì con lắc dao động mạnh nhất. Cho g = 9,8 m/s². Chiều dài của con lắc đơn là

1. 20 cm. B. 30 cm. C. 25 cm.                 D. 32 cm.

Câu 3: Một người đi xe đạp chở một thùng nước đi trên một vỉa hè lát bê tông, cứ 4,5 m có một rãnh nhỏ. Khi người đó chạy với vận tốc 10,8 km/h thì nước trong thùng bị văng tung toé mạnh nhất ra ngoài. Tần số dao động riêng của nước trong thùng là

1. 1,5 Hz. B. 2/3 Hz. C. 2,4 Hz.                D. 4/3 Hz.

Câu 4: Một người chở hai thùng nước phía sau xe đạp và đạp xe trên một con đường bằng bê tông. Cứ 5m, trên đường có một rãnh nhỏ. Chu kì dao động riêng của nước trong thùng là 1 s. Đối với người đó, vận tốc không có lợi cho xe đạp là

1. 15 km/h. B. 18 km/h. C. 5 km/h.               D. 10 km/h.

Câu 5: Một hệ dao động chịu tác dụng của ngoại lực tuần hoàn  thì xảy ra hiện tượng cộng hưởng. Tần số dao động riêng của hệ phải là

1. 5Hz. B. 10 Hz.                 C. 10 Hz.              D. 5 Hz.

Câu 6: Biên độ dao động tắt dần chậm của một vật giảm 3% sau mỗi chu kì. Phần cơ năng của dao động bị mất trong một dao động toàn phần là

1. 3%. B. 9%. C. 6%.                     D. 1,5%.

Câu 7: Một chiếc xe đẩy có khối lượng m được đặt trên hai bánh xe, mỗi gánh gắn một lò xo có cùng độ cứng k = 200 N/m. Xe chạy trên đường lát bê tông, cứ 6m gặp một rãnh nhỏ. Với vận tốc v = 14,4 km/h thì xe bị rung mạnh nhất. Lấy = 10. Khối lượng của xe bằng

1. 22,5 kg. B. 2,25 kg. C. 215 kg.               D. 25,2 kg.

Câu 8: Gắn một vật có khối lượng m = 200 g vào một lò xo có độ cứng k = 80 N/m. Một đầu lò xo được giữ cố định. Kéo vật m khỏi vị trí cân bằng một đoạn 10 cm dọc theo trục của lò xo rồi thả nhẹ cho vật dao động. Biết hệ số ma sát giữa vật m và mặt phẳng ngang là  = 0,1. Lấy g = 10 m/s². Thời gian dao động của vật là

1. 3,14 s. B. 2,00 s. C. 6,28 s.                 D. 0,314 s.

Câu 9: Vật nặng trong con lắc lò xo có m = 100 g, khi vật đang ở vị trí cân bằng người ta truyền cho nó một vật tốc ban đầu 2 m/s. Do ma sát vật dao động tắt dần. Nhiệt lượng toả ra môi trường khi dao động tắt hẳn là

1. 0,2 J. B. 0,1 J. C. 200 J.                  D. 0,02 J.

Câu 10: Một con lắc lò xo nằm ngang có k = 400 N/m; m = 100 g; lấy g = 10 m/s²; hệ số ma sát giữa vật và mặt sàn là µ = 0,02. Lúc đầu đưa vật tới vị trí cách vị trí cân bằng 4 cm rồi buông nhẹ. Quãng đường vật đi được từ lúc bắt đầu dao động đến lúc dừng lại là

1. 18 cm. B. 16 m. C. 16 cm.                 D. 1,6 m.

Câu 11: Con lắc lò xo nằm ngang có k = 100 N/m, m = 100 g. Kéo vật cho lò xo dãn 2 cm rồi buông nhẹ cho vật dao động. Biết hệ số ma sát là μ = 2.10^-2. Xem con lắc dao động tắt dần chậm. Lấy g = 10 m/s², quãng đường vật đi được trong 4 chu kỳ đầu tiên là

1. 29,28 cm. B. 29,44 cm. C. 32 cm.                 D. 29,6 cm.

Câu 12: Một con lắc lò xo gồm một vật nhỏ khối lượng 0,02 kg và lò xo có độ cứng 1 N/m. Vật nhỏ được đặt trên giá đỡ cố định nằm ngang dọc theo trục lò xo. Hệ số ma sát trượt của giá đỡ và vật nhỏ là 0,1. Ban đầu giữ vật ở vị trí lò xo bị nén 10 cm rồi buông nhẹ để con lắc dao động tắt dần. Lấy g = 10 m/s². Tốc độ lớn nhất vật nhỏ đạt được trong quá trình dao động là

1. 40cm/s. B. 20 cm/s.         C. 10 cm/s.        D. 40 cm/s.

Câu 13: Một con lắc lò xo gồm vật nhỏ khối lượng 0,02 kg và lò xo có độ cứng 1 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. Lò xo có chiều dài tự nhiên  = 30 cm, kích thích để con lắc dao động tắt dần. Lấy g = 10 m/s². Chiều dài của lò xo khi vật nhỏ ở trạng thái cân bằng động là

1. 32 cm. B. 28 cm. C. 28 cm hoặc 32 cm.       D. 30 cm.

Câu 14: Con lắc lò xo nằm trên mặt phẳng nghiêng một góc 60⁰ so với phương ngang. Độ cứng của lò xo k = 400 N/m; m = 100 g; lấy g = 10 m/s²; hệ số ma sát giữa vật và mặt sàn là . Kích thích để lò xo dao động với biên độ A. Quãng đường vật đi được từ lúc bắt đầu dao động đến lúc dừng lại là 128 m. Biên độ dao động ban đầu bằng

1. 16 cm. B. 1 cm.                  C. 8 cm.                         D. 4 cm.

Câu 15: Một vật khối lượng m treo vào lò xo độ cứng k. Kích thích cho vật dao động với biên độ 3 cm thì chu kì dao động của nó là T = 0,3 s. Nếu kích thích cho vật dao động với biên độ 6 cm thì chu kì dao động của nó là

1. 0,3 s. B. 0,15 s. C. 0,6 s.                   D. 0,173 s.

4. VẬN DỤNG CAO

Câu 1: Một con lắc đơn có chiều dài  = 64 cm và khối lượng m = 100 g. Kéo con lắc lệch khỏi vị trí cân bằng một góc 6⁰ rồi thả nhẹ cho dao động. Sau 20 chu kì thì biên độ góc chỉ còn là 3⁰. Lấy g =  = 10 m/s². Để con lắc dao động duy trì với biên độ góc 6⁰ thì phải dùng bộ máy đồng hồ để bổ sung năng lượng có công suất trung bình là

1. 0,77 mW. B. 0,077 mW. C. 17 mW.               D. 0,082 mW.

Câu 2: Một con lắc lò xo thẳng đứng gồm lò xo nhẹ có độ dứng k = 100 N/m, một đầu cố định, một đầu gắn vật nặng khối lượng m = 0,5 kg. Ban đầu kéo vật theo phương thẳng đứng khỏi vị trí cân bằng 5 cm rồi buông nhẹ cho vật dao động. Trong quá trình dao động vật luôn chịu tác dụng của lực cản có độ lớn bằng 1% trọng lực tác dụng lên vật. Coi biên độ của vật giảm đều trong từng chu kì, lấy g = 10m/s². Số lần vật qua vị trí cân bằng kể từ khi thả vật đến khi nó dừng hẳn là

1. 50 lần. B. 100 lần. C. 75 lần.                D. 25 lần.

Câu 3: Trong trò chơi đánh đu ở các hội xuân, từng cặp người tham gia chơi sẽ tác dụng lực lên chiếc đu một cách tuần hoàn để đưa đu lên cao bằng cách nhún người trên đu. Giả sử hệ người đu giống như một con lắc đơn có chiều dài dây treo là  = 5 m, gia tốc trọng trường nơi treo đu là 9,8 m/s². Để đưa đu được lên độ cao cực đại mỗi phút hai người chơi đu sẽ phải nhún

1. 40 lần. B. 27 lần. C. 13 lần.                D. 5 lần.

Câu 4: Một con lắc lò xo gồm vật nặng có khối lượng m = 100g, lò xo có độ cứng k = 40 N/m. Tác dụng vào vật một lực tuần hoàn biên độ F₀ và tần số f₁ = 4 Hz thì biên độ dao động ổn định là A₁. Nếu giữ nguyên biên độ F₀ nhưng tăng tần số đến giá trị f₂ = 5 Hz thì biên độ dao động của hệ là A₂. Chọn phương án đúng

1. A₂> A₁
2. A₂= A₁
3. A₂< A₁
4. A₂≥ A₁.

Câu 5: Một con lắc lò xo đặt trên mặt phẳng ngang gồm lò xo nhẹ có độ cứng k = 50 N/m, một đầu cố định, đầu kia gắn với vật nhỏ khối lượng m₁ = 100 g. Ban đầu giữ vật m₁ tại vị trí lò xo bị nén 10 cm, đặt một vật nhỏ khác có khối lượng m₂ = 400 g sát vật m₁ rồi thả nhẹ cho hai vật bắt đầu chuyển động dọc theo phương của trục lò xo. Hệ số ma sát giữa vật và mặt phẳng nằm ngang là μ = 0,05. Lấy g = 10 m/s². Thời gian từ khi thả đến khi vật m₂ dừng lại là

1. 2,16 s        
2. 2,21 s         
3. 2,06 s         
4. 0,31 s