ĐGTD ĐH Bách khoa - Vấn đề thuộc lĩnh vực vật lí - Các loại dao động
22 câu hỏi
Dao động nào sau đây có tần số dao động khác tần số riêng của vật?
dao động duy trì
dao động điều hòa
dao động tắt dần
dao động cưỡng bức
Trả lời:
Trong dao động cưỡng bức, tần số của vật bằng tần số của lực cưỡng bức và có thể khác tần số riêng.
Nếu tần số của lực cưỡng bức bằng tần số dao động riêng của vật thì xảy ra hiện tượng cộng hưởng.
Đáp án cần chọn là: D
Một cây cầu bắc ngang qua sông Phô-tan-ka ở thành phố Xanh Pê-téc-bua (Nga) được thiết kế xây dựng đủ vững chắc, có thể cho cùng lúc 300 người đi qua mà cầu không sập. Năm 1906 có một trung đội bộ binh gồm 36 người đi đều bước qua cây cầu làm cho cây cầu gãy. Sự cố gãy cầu là do
dao động tuần hoàn của cầu.
xảy ra cộng hưởng cơ ở cầu.
cầu không chịu được tải trọng.
dao động tắt dần của cây cầu.
Trả lời:
Sự cố gãy cầu là do xảy ra hiện tượng cộng hưởng cơ ở cầu
Đáp án cần chọn là: B
Hai chất điểm dao động có li độ phụ thuộc theo thời gian được biểu diễn tương ứng bởi hai đồ thị (1) và (2) như hình vẽ, Nhận xét nào dưới đây đúng khi nói về dao động của hai chất điểm?
Hai chất điểm đều thực hiện dao động điều hòa với cùng chu kì.
Đồ thị (1) biểu diễn chất điểm dao động tắt dần cùng chu kì với chất điểm còn lại.
Hai chất điểm đều thực hiện dao động điều hòa và cùng pha ban đầu.
Đồ thị (1) biểu diễn chất điểm dao động cưỡng bức với tần số ngoại lực cưỡng bức bằng tần số dao động của chất điểm còn lại.
Trả lời:
Từ đồ thị, ta thấy hai chất diểm dao động với cùng biên độ và chu kì. Chất điểm (1) dao động tắt dần, và chất điểm (2) dao động điều hòa.
⇒⇒ B đúng.
Đáp án cần chọn là: B
Giảm xóc của ô tô là áp dụng của
Trả lời:
Giảm xóc của ô tô là áp dụng của dao động tắt dần
Đáp án cần chọn là: B
Một vật dao động tắt dần có các đại lượng giảm liên tục theo thời gian là
Biên độ và gia tốc
Li độ và tốc độ
Biên độ và năng lượng
Biên độ và tốc độ
Trả lời:
Ta có: Dao động tắt dần là dao động có biên độ giảm dần theo thời gian
Mặt khác: Cơ năng (năng lượng) tỉ lệ thuận với bình phương biên độ:
W=12kA2
=> Cơ năng (năng lượng) của dao động tắt dần cũng giảm dần theo thời gian
Đáp án cần chọn là: C
Khi nói về một hệ dao động cưỡng bức ở giai đoạn ổn định, phát biểu nào dưới đây là sai?
Tần số của hệ dao động cưỡng bức bằng tần số của ngoại lực cưỡng bức.
Tần số của hệ dao động cưỡng bức luôn bằng tần số dao động riêng của hệ.
Biên độ của hệ dao động cưỡng bức phụ thuộc vào tần số của ngoại lực cưỡng bức.
Biên độ của hệ dao động cưỡng bức phụ thuộc biên độ của ngoại lực cưỡng bức.
Trả lời:
Ta có:
A, C, D - đúng
B - sai vì: Chỉ khi xảy ra hiện tượng cộng hưởng thì tần số của hệ dao động cưỡng bức mới bằng tần số dao động riêng của hệ
Đáp án cần chọn là: B
Con lắc lò xo gồm vật nặng m = 100g và lò xo nhẹ có độ cứng k = 100N/m. Tác dụng một ngoại lực cưỡng bức biến thiên điều hòa biên độ F0 và tần số f1 = 6Hz thì biên độ dao động là A1. Nếu giữ nguyên biên độ F0 mà tăng tần số ngoại lực đến f2 = 5,5Hz thì biên độ dao động ổn định là A2. Kết luận đúng là:
Biên độ dao động cưỡng bức tăng rồi giảm
A1 = A2
A1 > A2
A1 < A2
Trả lời:
Ta có:
+ Tần số dao động riêng của con lắc:
f=12πkm=12π1000,1=5Hz
+ f0 < f2 < f1
Từ đồ thị ta suy ra: A2 > A1
Đáp án cần chọn là: D
Một con lắc đơn đang dao động điều hòa với biên độ góc α0 tại nơi có gia tốc trọng trường là g. Biết lực căng dây lớn nhất bằng 1.02 lần lực căng dây nhỏ nhất. Giá trị của α0 là ?
3,30
6,60
5,60
9,60
Trả lời:
Ta có:
+ lực căng dây cực đại tại vị trí α = 0:
Tmax = mg(3 − 2cosα0)
+ lực căng dây cực tiểu tại vị trí α = α0:
Tmin= mg.cosα0
\[ \to \frac{{{T_{\max }}}}{{{T_{\min }}}} = \frac{{3 - 2\cos {\alpha _0}}}{{\cos {\alpha _0}}} = 1,02\]
→cosα0= 0,993
→ α0= 6,6
Đáp án cần chọn là: B
Dao động tự do là hệ dao động xảy ra dưới tác dụng của:
Nội lực kéo về và tần số dao động của hệ không nhất thiết phải phụ thuộc vào đặc tính bên trong của hệ.
Ngoại lực kéo về và tần số dao động của hệ không nhất thiết phải phụ thuộc vào đặc tính bên trong của hệ
Nội lực kéo về và tần số dao động của hệ chỉ phụ thuộc vào đặc tính bên trong của hệ.
Ngoại lực kéo về và tần số dao động của hệ chỉ phụ thuộc vào đặc tính bên trong của hệ.
Trả lời:
Dao động tự do là hệ dao động xảy ra dưới tác dụng của nội lực kéo về và tần số dao động của hệ chỉ phụ thuộc vào đặc tính bên trong của hệ.
Đáp án cần chọn là: C
Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về dao động cơ học
Biên độ dao động cưỡng bức của một hệ cơ học khi xảy ra hiện tượng cộng hưởng không phụ thuộc vào lực cản của môi trường.
Tần số dao động cưỡng bức của một hệ cơ học bằng tần số của ngoại lực điều hòa tác dụng lên hệ ấy.
Hiện tượng cộng hưởng xảy ra khi tần số của ngoại lực điều hòa bằng tần số dao động riêng của hệ.
Tần số dao động tự do của một hệ cơ học là tần số dao động riêng của hệ ấy.
Trả lời:
A - sai vì: Biên độ dao động cưỡng bức của hệ cơ học khi xảy ra hiện tượng cộng hưởng có phụ thuộc vào lực cản của môi trường
Đáp án cần chọn là: A
Một người xách một xô nước đi trên đường, mỗi bước dài 45cm. Chu kì dao động riêng của nước trong xô là 0,3s. Để nước trong xô bị dao động mạnh nhất người đó phải đi với tốc độ
3,6m/s.
4,2km/s.
4,8km/h.
5,4km/h.
Trả lời:
Để nước trong xô bị dao động mạnh nhất thì phải xảy ra cộng hưởng cơ
=> T = T0 = 0,3s
Tốc độ khi đó:
v=St=0,450,3=1,5m/s=5,4km/h
Đáp án cần chọn là: D
Một con lắc lò xo đang dao động tắt dần, sau ba chu kì đầu tiên biên độ của nó giảm đi 10%. Phần trăm cơ năng còn lại sau khoảng thời gian đó là:
6,3%
81%
19%
27%
Trả lời:
Ta có:
A−A3A=10%=0,1→A3A=0,9
Mặt khác, ta có:
W=12kA2
→W3W=A32A2−0,92=0,81=81%
=> Phần trăm cơ năng còn lại sau khoảng thời gian đó là 81%
Đáp án cần chọn là: B
Một con lắc dao động tắt dần trong môi trường với lực masát rất nhỏ. Cứ sau mỗi chu kì, phần năng lượng của con lăc bị mất đi 8%. Trong một dao động toàn phần biên độ giảm đi bao nhiêu phần trăm?
22%
4%
6%
1,6%
Trả lời:
Ta có:
ΔWW=2ΔAA=8%
→ΔAA=4%
Vậy trong một dao động toàn phần biên độ giảm đi 4%
Đáp án cần chọn là: B
Một con lắc lò xo đang dao động tắt dần, cơ năng ban đầu của nó là 5J. Sau ba chu kì kể từ lúc bắt đầu dao động thì biên độ của nó giảm đi 18%. Phần cơ năng của con lắc chuyển hóa thành nhiệt năng tính trung bình trong mỗi chu kì dao động của nó là:
0,365J
0,546J
0,600J
0,445J
Trả lời:
+ Sau ba chu kì dao động, biên độ còn lại của con lắc là:
A3 = A − 0,18A = 0,82A
+ Phần năng lượng bị mất đi sau ba chu kì:
ΔE3=E−E3=E−E3E.E
→ΔE3=A2−0,82A2A2.5=1,638J
+ Phần cơ năng chuyển hóa thành nhiệt năng trung bình trong mỗi chu kì:
ΔE=1,6383=0,546J
Đáp án cần chọn là: B
Nhận định nào sau đây sai khi nói về dao động cơ học tắt dần?
Dao động tắt dần có động năng giảm dần còn thế năng biến thiên điều hòa.
Dao động tắt dần là dao động có biên độ giảm dần theo thời gian.
Lực ma sát càng lớn thì dao động tắt càng nhanh.
Trong dao động tắt dần, cơ năng giảm dần theo thời gian.
Trả lời:
B, C, D - đúng
A - sai vì: Dao động tắt dần có biên độ giảm dần theo thời gian
=> Cơ năng của dao động tắt dần giảm dần theo thời gian
Động năng cực đại và thế năng cực đại cũng giảm dần
Đáp án cần chọn là: A
Khi nói về một hệ dao động cưỡng bức ở giai đoạn ổn định, phát biểu nào dưới đây là sai?
Tần số của hệ dao động cưỡng bức bằng tần số của ngoại lực cưỡng bức.
Tần số của hệ dao động cưỡng bức luôn bằng tần số dao động riêng của hệ.
Biên độ của hệ dao động cưỡng bức phụ thuộc vào tần số của ngoại lực cưỡng bức.
Biên độ của hệ dao động cưỡng bức phụ thuộc biên độ của ngoại lực cưỡng bức.
Trả lời:
A, C, D - đúng
B - sai vì: Tần số của hệ dao động cưỡng bức bằng tần số dao động riêng của hệ khi xảy ra cộng hưởng
Đáp án cần chọn là: B
Khi xảy ra hiện tượng cộng hưởng cơ thì vật tiếp tục dao động:
Với tần số bằng tần số dao động riêng
Mà không chịu ngoại lực tác dụng
Với tần số lớn hơn tần số dao động riêng
Với tần số nhỏ hơn tần số dao động riêng.
Trả lời:
Khi xảy ra hiện tượng cộng hưởng cơ thì vật tiếp tục dao động với tần số bằng tần số dao động riêng của vật
Đáp án cần chọn là: A
Một vật có khối lượng 100g gắn với một lò xo có độ cứng 100N/m. Vật chỉ dao động được trên trục Ox nằm ngang trùng với trục của lò xo. Ban đầu, kéo vật ra khỏi vị trí cân bằng 8cm, rồi truyền cho vật vận tốc 60cm/s hướng theo phương Ox. Trong quá trình dao động vật luôn chịu tác dụng một lực cản không đổi 0,02N. Tổng chiều dài quãng đường mà vật đi được từ lúc bắt đầu dao động cho tới lúc dừng lại:
15,6m
9,16m
16,9m
15m
Trả lời:
Ta có, toàn bộ năng lượng ban đầu của vật chuyển thành công của lực masát (lực cản)
\[{\rm{W}} = \frac{1}{2}kx_0^2 + \frac{1}{2}m{v^2} = {F_{ms}}s\]
\[ \to s = \frac{{\frac{1}{2}kx_0^2 + \frac{1}{2}m{v^2}}}{{{F_{ms}}}}\]
\[ \to s = \frac{{\frac{1}{2}100.{{\left( {0,08} \right)}^2} + \frac{1}{2}.0,1.0,{6^2}}}{{0,02}} = 16,9m\]
Đáp án cần chọn là: C
Một con lắc lò xo có độ cứng 62,5 N/m, vật nặng có khối lượng m=100g dao động trên mặt phẳng nằm ngang. Hệ số masát giữa vật và mặt phẳng ngang là μ=0,1; lấy g=10m/s2. Kéo vật khỏi vị trí cân bằng một đoạn A rồi thả nhẹ. Quãng đường mà vật đã đi cho đến khi dừng hẳn là 2,4m. Giá trị của A là:
8cm
10cm
8,8cm
7,6cm
Trả lời:
\[{\rm{W}} = \frac{1}{2}kA_0^2 = {F_{ms}}s = \mu mg.s\]
\[ \to {\rm{A}} = \sqrt {\frac{{2\mu mg.s}}{k}} = \sqrt {\frac{{2.0,1.0,1.10.2,4}}{{62,5}}} \]
\[ \to {\rm{A}} = 0,088m = 8,8cm\]
Đáp án cần chọn là: C
Một con lắc lò xo, vật nặng có khối lượng 100g, lò xo có độ cứng 100N/m, dao động trên mặt phẳng ngang với biên độ ban đầu 10cm. Lấy gia tốc trọng trường 10m/s2. Biết hệ số ma sát giữa vật và mặt phẳng ngang là 0,1. Số dao động thực hiện được kể từ lúc dao động cho đến lúc dừng lại là:
25
50
30
20
Trả lời:
Ta có:
+ Độ giảm biên độ sau mỗi chu kì:
\[\Delta A = \frac{{4\mu mg}}{k}\]
+ Số dao động vật thực hiện được cho đến lúc dừng lại:
\[N = \frac{A}{{\Delta A}} = \frac{{Ak}}{{4\mu mg}} = \frac{{0,1.100}}{{4.01.0,1.10}} = 25\]
Đáp án cần chọn là: A
Một con lắc lò xo, vật nặng có khối lượng 100g, lò xo có độ cứng 100N/m, dao động trên mặt phẳng ngang với biên độ ban đầu 10cm. Lấy gia tốc trọng trường 10m/s2. Biết hệ số ma sát giữa vật và mặt phẳng ngang là 0,1. Tìm thời gian từ lúc dao động cho đến lúc dừng lại.
5s
3s
6s
4s
Trả lời:
Thời gian từ lúc vật dao động đến khi dừng lại là:
\[\Delta t = N.T = \frac{{AkT}}{{4\mu mg}}\]
\[ \Rightarrow \Delta t = \frac{{Ak2\pi \sqrt {\frac{m}{k}} }}{{4\mu mg}} = \frac{{A.2\pi \sqrt k }}{{4\mu g\sqrt m }}\]
\[ \Rightarrow \Delta t = \frac{{0,1.2\pi \sqrt {100} }}{{4.0,1.10\sqrt {0,1} }} = 5s\]
Đáp án cần chọn là: A
Thực hiện thí nghiệm về dao động cưỡng bức như hình bên. Năm con lắc đơn: (1), (2), (3), (4) và M (con lắc điều khiển) được treo trên một sợi dây. Ban đầu hệ đang đứng yên ở vị trí cân bằng. Kích thích M dao động nhỏ trong mặt phẳng vuông góc với mặt phẳng hình vẽ thì các con lắc còn lại dao động theo. Không kể M, con lắc dao động mạnh nhất là
con lắc (2).
con lắc (1).
con lắc (3).
con lắc (4).
Trả lời:
Khi M dao động thì tác dụng 1 lực cưỡng bức lên dây treo. Lực này lại tác dụng lên các con lắc còn lại làm cho các con lắc dao động. Nói cách khác con lắc 1, 2, 3, 4 chịu tác dụng của 1 ngoại lực biến thiên tuần hoàn nên nó dao động cưỡng bức. Lực này biến thiên với tần số đúng bằng tần số dao động của M
Trong dao động cưỡng bức, khi tần số của ngoại lực càng gần với tần số dao động riêng thì con lắc sẽ dao động với biên độ càng lớn.
Vậy con lắc nào có chiều dài gần với chiều dài của M nhất thì sẽ dao động mạnh nhất.
Đáp án cần chọn là: B
