Đề cương ôn tập môn Vật Lí 12 - Tuần 4

Nội dung text: Đề cương ôn tập môn Vật Lí 12 - Tuần 4

1. Bài 4: DAO ĐỘNG TẮT DẦN. DAO ĐỘNG CƯỠNG BỨC I. Dao động tắt dần 1. Thế nào là dao động tắt dần. Dao động có biên độ giảm dần theo thời gian được gọi là dao động tắt dần 2. Giải thích Trong dao động của con lắc thì ma sát làm mất đi một phần năng lượng của dao động làm cho biên độ giảm dần. 3. Ứng dụng Dao động tắt dần được ứng dụng trong các thiết bị đóng cửa tự động, giảm xóc ô tô, mô tô.. II. Dao động duy trì Để dao động không tắt dần người ta dùng thiết bị cung cấp năng lượng đúng bằng năng lượng tiêu tốn sau mỗi chu kì. Dao động như thế gọi là dao động duy trì. III. Dao động cưỡng bức 1. Thế nào là dao động cưỡng bức? Dao động được duy trì bằng cách tác dụng vào nó một ngoại lực cưỡng bức tuần hoàn. Gọi là dao động tuần hoàn 2.Ví dụ 3. Đặc điểm - Dao động cưỡng bức có biên độ không đổi, tần số bằng tần số lực cưỡng bức. - Biên độ phụ thuộc vào biên độ lực cưỡng bức và sự chênh lệch tần số của lực cưỡng bức và tần số riêng của dao động IV. Hiện tượng cộng hưởng 1. Định nghĩa Hiện tượng biên độ dao động cưỡng bức tăng đến giá trị cực đại khi tần số f của lực cưỡng bức tiến đến bằng tần số riêng f0 của hệ dao động gọi là hiện tượng cộng hưởng. * Điều kiện cộng hưởng: f = f0 2. Giải thích Khi f = f0 thì năng lượng được cung cấp một cách nhịp nhàng biên độ tăng dần lên. Biên độ cực đại khi tốc độ cung cấp năng lượng bằng tốc độ tiêu hao năng lượng 3. Tầm quan trọng của hiện tượng cộng hưởng - Hiện tượng cộng hưởng có hại: làm sập nhà cửa, cầu - Hiện tượng cộng hưởng có lợi: hộp đàn guitar, violon Bài tập luyện tập: Câu 1: Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về dao động tắt dần? A. Lực cản sinh công âm là tiêu hao dần năng lượng của dao động. B. Do lực cản của môi trường tác dụng lên vật dao động nên biên độ giảm. C. Tần số của dao động càng lớn, thì dao động tắt dần càng kéo dài. D. Lực cản càng nhỏ thì dao động tắt dần càng chậm. Câu 2: Phát biều nào sau đây sai? A. Dao động cưỡng bức là dao động xảy ra dưới tác dụng của ngoại lực biến đổi tuần hoàn. B. Biên độ dao động cưỡng bức phụ thuộc vào mối quan hệ giữa tần số của lực cưỡng bức và tần số dao động riêng của hệ. C. Sự cộng hưởng càng rõ nét khi lực cản của một trường càng nhỏ. 1
2. D. Biên độ dao động cưỡng bức không phụ thuộc vào biên độ của ngoại lực tuần hoàn. Câu 3: Con lắc lò xo dao động diều hòa có tốc độ bằng 0 khi vật ở vị trí A. mà hợp lực tác dụng vào vật bằng 0. B. mà lò xo không biến dạng. C. có li độ bằng 0. D. gia tốc có độ lớn cực đại. Câu 4: Tìm phát biểu sai Trong dao động cưỡng bức A. khi có cộng hưởng, biên độ dao động tăng đột ngột và đạt día trị cực đại. B. hiện tượng đặc biệt xảy ra là hiện tượng cộng hưởng. C. điều kiện cộng hưởng là tần số ngoại lực bằng tần số riêng của hệ. D. biên độ cộng hưởng dao động không phụ thuộc vào lực ma sát của môi trường, chỉ phụ thuộc vào biên độ của ngoại lực cưỡng bức. Câu 5: Hiện tượng cộng hưởng thể hiện rõ rết nhất khi A. biên độ của lực cưỡng bức nhỏ. B. tần số của lực cưỡng bức lớn. C. lực ma sát của môi trường lớn. D. lực ma sát của môi trường nhỏ. Câu 6: Trong những dao động tắt dần sau đây, trường hợp nào sự tắt dần nhanh là có lợi? A. Quả lắc đồng hồ. B. Khung xe ô tô sau khi qua chỗ đường gập ghềnh. C. Sự đung đưa của chiếc võng. D. Sự dao động của pittông trong xilanh. Hướng dẫn giải và đáp án Câu 1 2 3 4 5 6 Đáp án C D D D D B 2
3. Bài 5: TỔNG HỢP HAI DAO ĐỘNG ĐIỀU HOÀ CÙNG PHƯƠNG CÙNG TẦN SỐ PHƯƠNG PHÁP GIẢN ĐỒ FRE-NEN I. Vectơ quay Ta có thể biểu diễn một dao động x Acos(t ) bằng một vectơ quay tai thời điểm ban đầu có các đặc điểm sau: + Có góc tai góc tọa độ của Ox + Có độ dài bằng biên độ dao động; OM = A. + Hợp với Ox một góc II. Phương pháp giản đồ Fre-nen 1. Đặt vấn đề Tìm tổng của hai dao động x1 A1 cos(t 1 ) x2 A2 cos(t 2 ) - Bài toán đơn giản nếu A1 = A2 và phức tạp khi A1 A2 vì vậy ta dùng phương pháp giản đồ Fre-nen cho tiện. 2. Phương pháp giản đồ Fre-nen Ta lần lượt ta vẽ hai vec tơ quay đặt trưng cho hai dao động: - Ta thấy OM 1 và OM 2 quay với tốc độ góc ω thì OM cũng quay với tốc độ góc là ω. - Phương trình tổng hợp x Acos(t ) * Kết luận: “Dao động tổng hợp của hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số là một dao dộngddieeuf hòa cùng phương, cùng tần số với hai dao động đó” Trong đó: 2 2 2 A A1 A2 2A1 A2 cos( 2 1 ) (1) A sin A sin tan 1 1 2 2 (2) A1 cos 1 A2 cos 2 3. Ảnh hưởng của độ lệch pha Ta thấy * Nếu hai dao động cùng pha 2 1 2n với n = 1; 2; 3... A A1 A2 (lớn nhất) * Nếu hai dao động ngược pha 2 1 (2n 1) với n = 1; 2; 3... A A1 A2 (nhỏ nhất) 4. Ví dụ Tính tổng hai dao động x1 3cos(5 t)(cm) x 4cos(5 t )(cm) 2 3 Giải 3
4. Áp dụng các công thức đã học x 6,1cos(5 t 0,19 )(cm) Bài tập củng cố: Câu 1: Một vật tham gia đồng thời hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số có biên độ lần lượt là: A1 = 3 cm và A2 = 4 cm. Biên độ của dao động tổng hợp không thể nhận giá trị A. 5,7 cm B. 1,0 cm C. 7,5 cm D. 5,0 cm. Câu 2: Hai giao động điều hòa cùng phương, cùng tần số, ngược pha nhau, có biên độ là A1 và A2 với A2=3A1, thì dao động tổng hợp có biên độ A là A. A1 B. 2A1 C. 3A1 D. 4A1 Câu 3: Hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số, cùng pha, có biên độ là A1 và A2 với A2=4A1 thì dao động tổng hợp có biên độ A là A. 5A1 B. 2A1 C. 3A1 D. 4A1 4