Title [DAO ĐỘNG] - CHỦ ĐỀ 5 – DAO ĐỘNG TẮT DẦN VÀ HIỆN TƯỢNG CỘNG HƯỞNG (File Giáo Viên).docx ✅

CHUYÊN ĐỀ 1: DAO ĐỘNG CHỦ ĐỀ 5: DAO ĐỘNG TẮT DẦN VÀ HIỆN TƯỢNG CỘNG HƯỞNG (File Giáo viên) I. Tóm tắt lý thuyết 2 1. Dao động tắt dần 2 2. Dao động duy trì 3 3. Dao động cưỡng bức 3 4. Hiện tượng cộng hưởng 3 II. Bài tập ôn lý thuyết 5 A. BÀI TẬP TỰ ĐIỀN KHUYẾT 5 B. BÀI TẬP NỐI CÂU 5 C. BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM 6 III. Bài tập phân dạng 14 DẠNG 1. Bài tập áp dụng công thức 14 DẠNG 2. Bài toán sử dụng đồ thị 29
I. Tóm tắt lý thuyết 1. Dao động tắt dần a. Định nghĩa: Dao động có biên độ giảm dần theo thời gian gọi là dao động tắt dần. b. Nguyên nhân làm tắt dần dao động: là do lực ma sát và lực cản của môi trường làm tiêu hao cơ năng của con lắc, chuyển hóa dần dần cơ năng thành nhiệt năng. Vì thế biên độ của con lắc giảm dần và cuối cùng con lắc dừng lại. - Ta có: W = W’ – W = A ma sát trong đó: W: Cơ năng ; A ma sát : Công của lực ma sát  Lưu ý: Lực cản môi trường phụ thuộc vào bản chất của môi trường và bản chất của vật dao động. Hình 4.4. Vật nặng của con lắc lò xo dao động: a. trong không khí; b. trong chất lỏng; c. trong chất lỏng khi có gắn thêm vật cản c. Ứng dụng: Các thiết bị đóng cửa tự động hay giảm xóc ô tô, xe máy, ... là những ứng dụng của dao động tắt dần. 2. Dao động duy trì - Nếu ta cung cấp thêm năng lượng cho vật dao động có ma
sát để bù lại sự tiêu hao vì ma sát mà không làm thay đổi chu kì riêng của nó thì dao động kéo dài mãi và gọi là dao động duy trì. - Năng lượng bù đắp trong dao động duy trì: A = -W = W 1 – W n Cơ chế bổ sung năng lượng cho đồng hồ quả lắc 3. Dao động cưỡng bức a. Định nghĩa: Dao động chịu tác dụng của một ngoại lực cưỡng bức tuần hoàn gọi là dao động cưỡng bức. Hình 4.7. Võng máy tự động sử dụng điện Hình 4.6. Đồ thị: a. ngoại lực điều hòa – thời gian (đường màu đỏ) b. Li độ - thời gian của vật (đường màu xanh) b. Đặc điểm của dao động cưỡng bức:  Về tần số: Dao động cưỡng bức có tần số bằng tần số lực cưỡng bức  Về biên độ: - Dao động cưỡng bức có biên độ không đổi. - Biên độ của dao động cưỡng bức phụ thuộc vào + biên độ của lực cưỡng bức, + lực cản trong hệ: Biên độ của lực cưỡng bức càng lớn khi lực cản càng nhỏ. + sự chênh lệch giữa tần số cưỡng bức f và tần số riêng f 0 của hệ: sự chênh lệch càng ít thì biên độ của dao động cưỡng bức càng lớn. 4. Hiện tượng cộng hưởng a. Định nghĩa: Hiện tượng biên độ của dao động cưỡng bức tăng dần lên đến giá trị cực đại khi tần số f của lực cưỡng bức tiến đến bằng tần số riêng f 0 của hệ dao động gọi là hiện tượng cộng hưởng. b. Điều kiện để xảy ra cộng hưởng:  =  0 hoặc f = f 0 hoặc T = T 0 . c. Đường cong biểu diễn sự phụ thuộc của biên độ vào tần số cưỡng bức gọi là đồ thị cộng hưởng. Nó càng nhọn khi lực cản của môi trường càng nhỏ.
d. Tầm quan trọng của hiện tượng cộng hưởng: Những hệ dao động như tòa nhà, cầu, bệ máy, khung xe,... đều có tần số riêng. Phải cẩn thận không để cho các hệ ấy chịu tác dụng của các lực cưỡng bức mạnh, có tần số bằng tần số riêng để tránh sự cộng hưởng, gây dao động mạnh làm gãy, đổ. Hộp đàn của đàn ghi ta, viôlon, ... là những hộp cộng hưởng với nhiều tần số khác nhau của dây đàn làm cho tiếng đàn nghe to, rõ. Nguyên tắc hoạt động của lò vi sóng dựa trên cộng hưởng. Ở các lò vi sóng này, sóng được sử dụng có tần số phù hợp với tần số dao động riêng của các phân tử nước trong thực phẩm. Các phân tử nước đóng vai trò là hệ cộng hưởng cùng dao động cưỡng bức, nên hấp thụ năng lượng của sóng được sử dụng và nóng lên. Máy đo địa chấn: Bên trong bình có một con lắc với các thanh gắn ở đầu. Kết quả của một cú sốc dưới lòng đất, con lắc bắt đầu chuyển động, tác động lên đầu bút ghi. Một băng giấy quay được sử dụng để ghi lại các dao động của tải. Đẩy càng mạnh thì lông càng lệch và lò xo dao động càng dài. Cầu Millennium (Anh) Hộp đàn Lò vi sóng Máy đo địa chấn