CHƯƠNG 1: DAO ĐỘNG

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

 A. TRẮC NGHIỆM

1. NHẬN BIẾT

Câu 1: Một vật dao động tắt dần có các đại lượng giảm liên tục theo thời gian là

1. biên độ và gia tốc
2. li độ và tốc độ
3. biên độ và năng lượng
4. biên độ và tốc độ

Câu 2: Khi nói về dao động cưỡng bức, phát biểu nào sau đây là đúng?

1. Dao động của con lắc đồng hồ là dao động cưỡng bức.
2. Biên độ của dao động cưỡng bức là biên độ của lực cưỡng bức.
3. Dao động cưỡng bức có biên độ không đổi và có tần số bằng tần số của lực cưỡng bức.
4. Dao động cưỡng bức có tần số nhỏ hơn tần số của lực cưỡng bức.

Câu 3: Khi xảy ra hiện tượng cộng hưởng cơ thì vật tiếp tục dao động

1. với tần số bằng tần số dao động riêng.
2. mà không chịu ngoại lực tác dụng.
3. với tần số lớn hơn tần số dao động riêng.
4. với tần số nhỏ hơn tần số dao động riêng.

Câu 4: Một vật dao động tắt dần có các đại lượng nào sau đây giảm liên tục theo thời gian?

1. Biên độ và tốc độ
2. Biên độ và gia tốc
3. Li độ và tốc độ
4. Biên độ và cơ năng

Câu 5: Đối với dao động cơ, hiện tượng cộng hưởng xảy ra khi tần số của lực cưỡng bức

1. rất nhỏ so với tần số riêng của hệ.
2. bằng chu kỳ riêng của hệ.
3. bằng tần số riêng của hệ
4. rất lớn so với tần số riêng của hệ.

Câu 6: Khi xảy ra hiện tượng cộng hưởng cơ thì vật tiếp tục dao động

1. với tần số bằng tần số dao động riêng.
2. với tần số nhỏ hơn tần số dao động riêng.
3. với tần số lớn hơn tần số dao động riêng.
4. mà không chịu ngoại lực tác dụng

Câu 7: Khi nói về dao động cưỡng bức, phát biểu nào sau đây là đúng?

1. Dao động của con lắc đồng hồ là dao động cưỡng bức.
2. Biên độ của dao động cưỡng bức là biên độ của lực cưỡng bức.
3. Dao động cưỡng bức có biên độ không đổi và có tần số bằng tần số của lực cưỡng bức.

D.Dao động cưỡng bức có tần số nhỏ hơn tần số của lực cưỡng bức.

Câu 8: Phát biểu nào sau đây là đúng khi nói về dao động tắt dần?

1. Dao động tắt dần có biên độ giảm dần theo thời gian.
2. Cơ năng của vật dao động tắt dần không đổi theo thời gian.
3. Lực cản môi trường tác dụng lên vật luôn sinh công dương.
4. Dao động tắt dần là dao động chỉ chịu tác dụng của nội lực.

Câu 9: Một chất điểm dao động cưỡng bức dưới tác dụng của một ngoại lực biến thiên điều hòa với tần số f. Chu kì của dao động là:

1. 1/2πf         
2. 2π/f        
3. 2f       
4. 1/f

2. THÔNG HIỂU

Câu 1: Nhận định nào sau đây là sai khi nói về dao động cơ học tắt dần?

1. Trong dao động tắt dần, cơ năng giảm dần theo thời gian.
2. Lực ma sát càng lớn thì dao động tắt dần càng nhanh.
3. Dao động tắt dần là dao động có biên độ giảm dần theo thời gian
4. Dao động tắt dần có động năng giảm dần còn thế năng biến thiên điều hoà.

Câu 2: Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về dao động cơ học?

1. Biên độ của 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.
2. Tần số dao động cưỡng bức của một hệ cơ học bằng tần số của ngoại lực điều hoà tác dụng lên hệ ấy.
3. Hiện tượng cộng hưởng xảy ra khi tần số của ngoại lực điều hoà bằng tần số dao động riêng của hệ.
4. Tần số dao động tự do của một hệ cơ học là tần số dao động riêng của hệ ấy.

Câu 3: Phát biểu nào sau đây sai về các dao động cơ?

1. Một vật dao động điều hoà với tần số góc ω thì gia tốc của vật biến đổi theo thời gian theo phương trình: a = Acos(ωt + φ) (với A là độ lớn gia tốc cực đại).
2. Một vật dao động duy trì thì có chu kì dao động chỉ phụ thuộc vào đặc tính của hệ.
3. Một vật dao động tự do thì tác dụng lên vật chỉ có nội lực.
4. Con lắc lò xo dao động cưỡng bức thì tần số dao động luôn bằng: 

Câu 4: Một người xách một xô nước đi trên đường mỗi bước đi dài 50 cm thì nước trong xô bị sóng sánh mạnh nhất. Vận tốc đi của người đó là 2,5 km/h. Chu kỳ dao động riêng của nước trong xô là:

1. 0,72 s.     
2. 0,35 s.      
3. 0,45 s.     
4. 0,52 s.

Câu 5: Một người đi bộ với bước đi dài Δs = 0,6m. Nếu người đó xách một xô nước mà nước trong xô dao động với tần số f = 2 Hz. Người đó đi với vận tốc bao nhiêu thì nước trong xô sóng sánh mạnh nhất ?

1. 2,85 km/h.     
2. 3,95 km/h.
3. 4,32 km/h.     
4. 5,00 km/h.

Câu 6: Chọn câu sai:

1. tần số của dao động cưỡng bức bằng tần số của ngoại lực tuần hoàn
2. ngoại lực tác dụng lên quả lắc đồng hồ là trọng lực của nó
3. quả lắc đồng hồ dao động với tần số bằng tần số riêng của nó
4. tần số của dao động tự do là tần số riêng của nó

Câu 7: Con lắc lò xo gồm vật nhỏ có khối lượng m = 100 g, lò xo có độ cứng k dao động cưỡng bức dưới tác dụng của ngoại lực biến thiên tuần hoàn. Khi tần số của ngoại lực là f₁ = 3 Hz thì biên độ ổn định của con lắc là A₁. Khi tần số của ngoại lực là f₂ = 7 Hz thì biên độ ổn định của con lắc là A₂ = A₁. Lấy π² = 10. Độ cứng của lò xo có thể là

1. 20 N/m        
2. 100 N/m        
3. 10 N/m        
4. 200 N/m

Câu 8: Một dao động riêng chịu tác dụng của một ngoại lực tuần hoàn để trở thành một dao động cưỡng bức. Kết luận nào sau đây sai:

1. Lực cản môi trường càng lớn thì biên độ dao động cưỡng bức càng bé
2. Biên độ ngoại lực càng lớn thì biên độ dao động cưỡng bức càng lớn
3. Độ chênh lệch tần số dao động riêng với tần số ngoại lực càng lớn thì biên độ dao động càng bé
4. Khi tần số của ngoại lực bằng với tần số dao động riêng thì biên độ dao động cưỡng bức là bé nhất

Câu 9: Một con lắc lò xo có độ cứng k = 10 N/m, khối lượng của vật nặng bằng m = 200 g, dao động trên mặt phẳng nằm ngang, được thả nhẹ từ vị trí lò xo giãn 6 cm. Hệ số ma sát trượt giữa con lắc và mặt phẳng là μ = 0,1. Thời gian chuyển động của vật m từ lúc thả tay đến lúc vật m đi qua vị trí lực đàn hồi của lò xo nhỏ nhất lần đầu tiên là

1. 0,296 s        
2. 0,444 s        
3. 0,222 s        
4. 1,111 s

Câu 10: Một chiếc xe chuyển động đều trên một đoạn đường mà cứ 20 m trên đường lại có một rảnh nhỏ. Biết chu kì dao động riêng của khung xe trên lò xo giảm xóc là 2 s. Chiếc xe bị xóc mạnh nhất khi tốc độ của xe là

1. 54 km/h        
2. 36 km/h        
3. 8 km/h        
4. 12 km/h

Câu 11: Con lắc lò xo có độ cứng k = 100 N/m, khối lượng vật nặng m = 1 kg. Vật nặng đang ở vị trí cân bằng, ta tác dụng lên con lắc một ngoại lực biến đổi điều hòa theo thời gian với phương trình F = F_o10πt. Sau một thời gian ta thấy vật dao động ổn định với biên độ A = 6 cm. Tốc độ cực đại của vật có giá trị bằng

1. 60 cm/s        
2. 60π cm/s        
3. 0,6 cm/s        
4. 6π cm/s

Câu 12: Con lắc lò xo gồm vật nhỏ có khối lượng 100 g và lò xo có độ cứng 10 N/m đặt trên mặt phẳng nằm ngang có hệ số ma sát giữa vật và mặt phẳng là 0,2. Đưa vật tới vị trí lò xo bị nén 10 cm rồi thả nhẹ. Ngay sau khi thả vật, nó chuyển động theo chiều dương. Tốc độ cực đại của vật trong quá trình nó chuyển động theo chiều âm lần đầu tiên là

1. 0,80 m/s        
2. 0,40 m/s        
3. 0,70 m/s        
4. 0,45 m/s

3. VẬN DỤNG

Câu 1: Một con lắc đơn (vật nặng có khối lượng m , chiều dài dây treo l = 1 m) dao động điều hòa dưới tác dụng của ngoại lực tuần hoàn F = F₀cos(2πft + π/2) (N). Lấy g = π² = 10 m/s². Nếu tần số f của ngoại lực thay đổi liên tục từ 0,25 Hz đến 1 Hz thì biên độ dao động của con lắc

1. không thay đổi     
2. luôn tăng
3. luôn giảm     
4. tăng rồi giảm

Câu 2: Một lò xo có khối lượng không đáng kể treo một viên bi nhỏ có khối lượng 200 gam thì khi cân bằng lò xo giãn 2 cm. Khi vật đang đứng yên ở vị trí cân bằng thì người ta tác dụng một ngoại lực biến thiên tuần hoàn có phương trình F = F_ocos(ωt) với F₀ không đổi còn ω thay đổi được. Với tần số 2,6 HZ thì biên độ dao động của vật là A₁, với tần số 3,4 HZ thì biên độ là A₂. Lấy g = 10 m/s². Hãy chọn kết luận đúng:

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

Câu 3: Con lắc lò xo gồm vật nặng m = 100g và lò xo nhẹ có độ cứng k = 100 N/m. Tác dụng một ngoại lực cưỡng bức biến thiên điều hòa biên độ F₀ và tần số f₁ = 4,5 Hz thì biên độ dao động A₁. Nếu giữ nguyên biên độ F₀ mà tăng tần số ngoại lực đến f₂ = 5,5 Hz thì biên độ dao động ổn định là A₂. Kết luận đúng là:

1. biên độ dao động cưỡng bức tăng rồi giảm
2. A₁= A₂
3. A₂> A₁
4. A₁> A₂

Câu 4: Một con lắc dao động tắt dần, cứ sau mỗi chu kỳ biên độ giảm 3%. Phần năng lượng của con lắc bị mất đi trong một dao động toàn phần là bao nhiêu?

1. ΔW = 6%     
2. ΔW = 7%
3. ΔW = 8%     
4. ΔW = 9%

Câu 5: Một vật dao động tắt dần có cơ năng ban đầu E = 0,5 J cứ sau một chu kỳ thì biên độ giảm 2%, phần năng lượng mất đi trong một chu kỳ là:

1. 0 J         
2. 10 mJ        
3. 19,9 J        
4. 19,8 mJ

Câu 6: Một con lắc lò xo gồm vật nhỏ khối lượng 200 g và lò xo có độ cứng 20 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 0,01. Từ vị trí lò xo không biến dạng, truyền cho vật vận tốc ban đầu 1 m/s thì thấy con lắc dao động tắt dần trong giới hạn đàn hồi của lò xo. Lấy g = 10 m/s². Độ lớn của lực đàn hồi cực đại của lò xo trong quá trình dao động bằng

1. 2 N        
2. 2,98 N        
3. 1,98 N        
4. 1,5 N

Câu 7: Một con lắc lò xo đặt trên mặt phẳng nằm ngang gồm lò xo nhẹ có độ cứng 2 N/m và vật nhỏ có khối lượng 40 g. Hệ số ma sát trượt giữa vật và mặt phẳng ngang là 0,1. Ban đầu giữ vật ở vị trí lò xo bị giãn 20 cm rồi buông nhẹ để con lắc dao động tắt dần. Lấy g = 10 m/s². Kể từ lúc bắt đầu cho đến khi tốc độ của con lắc bắt đầu giảm, thế năng của con lắc lò xo đã giảm một lượng bằng

1. 39,6 mJ        
2. 24,4 mJ        
3. 79,2 mJ        
4. 240 mJ

Câu 8: Một con lắc lò xo ngang gồm lò xo có độ cứng k = 100 N/m và vật m = 100 g, dao động trên mặt phẳng ngang, hệ số ma sát giữa vật và mặt phẳng ngang là μ = 0,1 . Kéo vật lệch khỏi vị trí cân bằng một đoạn 10 cm rồi thả nhẹ cho vật dao động. Lấy g = 10 m/s². Quãng đường vật đi được từ khi bắt đầu dao động đến khi dừng hẳn là

1. 50 m         
2. 5 m         
3. 50 cm         
4. 5 cm

Câu 9: Một con lắc lò xo đang dao động tắt dần, người ta đo được độ giảm tương đối của biên độ trong ba chu kì đầu tiên là 10%. Khi đó, độ giảm tương đối của thế năng là

1. 10%        
2. 20%        
3. 19,5%        
4. 10%

4. VẬN DỤNG CAO

Câu 1: Một con lắc lò xo dao động theo phương thẳng đứng trong môi trường có lực cản. Tác dụng vào con lắc một lực cưỡng bức tuần hoàn F = F_ocosωt, tần số góc ω thay đổi được. Khi thay đổi tần số góc đến giá trị ω₁ và 3ω₁ thì biên độ dao động của con lắc đều bằng A₁. Khi tần số góc bằng 2ω₁ thì biên độ dao động của con lắc bằng A₂. So sánh A₁ và A₂, ta có

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

Câu 2: Một dao động riêng có tần số 15 Hz được cung cấp năng lượng bởi một ngoại lực biến thiên tuần hoàn có tần số thay đổi được. Khi tần số ngoại lực lần lượt là 8 Hz, 12 Hz, 16 Hz, 20 Hz thì biên độ dao động cưỡng bức lần lượt là A₁, A₂, A₃, A₄ Kết luận nào sau đây là đúng:

1. A₃< A₂< A₄ < A₅
2. A₁> A₂> A₃ > A₄
3. A₁< A₂< A₃ < A₄
4. A₃> A₂> A₄ > A₁

Câu 3: 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 4: Một con lắc lò xo gồm vật nhỏ có 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 của lò xo. Hệ số ma sát trượt giữa 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 của vật nhỏ đạt được trong quá trình dao động là:

1. 10√30 cm/s        
2. 20√6 cm/s        
3. 40√2 cm/s        
4. 40√3 cm/s

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