Lớp 11 Vật Lí 11 - Cánh Diều

Trắc nghiệm Vật lí 11 Cánh diều bài 4: Dao động tắt dần. Dao động cưỡng bức và hiện tượng cộng hưởng

Nhận biết Thông hiểu Vận dụng Vận dụng cao
  • Bài kiểm tra này bao gồm 10 câu
  • Điểm số bài kiểm tra: 10 điểm
  • Xem lại kỹ lý thuyết trước khi làm bài
  • Chuẩn bị giấy và bút để nháp trước khi bắt đầu
Bắt đầu làm bài
00:00:00
  • Câu 1: Vận dụng
    Tính quãng đường mà vật đi được

    Một con lắc lò xo nằm ngang, lò xo có độ cứng 40 N/m, vật nhỏ có khối lượng 100g. Hệ số ma sát giữa vật và mặt bàn là 0,2. Lấy g = 10 m/s^2. Ban đầu giữ cho vật sao cho bị nén 5 cm rồi thả nhẹ, con lắc dao động tắt dần. Quãng đường mà vật đi được từ lúc thả vật đến lúc gia tốc của nó đổi chiều lần thứ 3 là

    Hướng dẫn:

    Độ biến dạng của lò xo tại vị trí cân bằng tạm {x_0} = \frac{{\mu mg}}{k} = \frac{{0,2.0,1.10}}{{40}} = 5\left( {mm} ight)

    Gia tốc của vật sẽ đổi chiều tại các vị trí cân bằng.

    Khi đó vật đổi chiều gia tốc lần thứ 3 kể từ thời điểm ban đầu tương ứng với vật có 3 lần đi qua vị trí cân bằng tạm (các vị trí cân bằng tạm tương ứng là O_1, O_2O_1, O_2 và O_3).

    Suy ra quãng đường vật đi được là:

    \begin{matrix} S = 2{A_1} + 2{A_2} + {A_3} \hfill \\ = 2\left( {5 - 0,5} ight) + 2\left( {5 - 3.0,5} ight) + 4 - 5.0,5 \hfill \\ = 18,5\left( {cm} ight) \hfill \\ \end{matrix}

  • Câu 2: Thông hiểu
    Tính phần năng lượng đã mất đi

    Một con lắc lò xo dao động tắt dần. Cứ sau mỗi chu kì, biên độ dao động của nó giảm 2,5\%. Phần năng lượng của con lắc bị mất đi sau mỗi chu kì là:

    Hướng dẫn:

    Năng lượng ban đầu: W = \frac{1}{2}m{\omega ^2}{A^2}

    Năng lượng lúc sau: W' = \frac{1}{2}m{\omega ^2}A{'^2}

    Sau mỗi chu kì:

    \begin{matrix} A' = \left( {100 - 2,5} ight)\% .A = 0,975\left( A ight) \hfill \\ \Rightarrow \dfrac{{W'}}{W} = \dfrac{{\dfrac{k}{2}.A{'^2}}}{{\dfrac{k}{2}.{A^2}}} = {\left( {\dfrac{{A'}}{A}} ight)^2} = {\left( {0,975} ight)^2} \approx 0,95 = 95\% \hfill \\ \Rightarrow \dfrac{{\Delta W}}{W} = \dfrac{{W - W'}}{W} = 1 - \dfrac{{W'}}{W} = 0,05 = 5\% \hfill \\ \end{matrix}

  • Câu 3: Thông hiểu
    Tính tần số riêng của dao động

    Vỏ máy của một động cơ nổ rung mạnh dần lên khi trục quay động cơ tăng dần tốc độ quay đến tốc độ 1440 vòng/phút và giảm rung động đi khi tăng tiếp tốc độ quay động cơ. Tần số riêng của dao động vỏ máy là:

    Hướng dẫn:

    Biên độ dao động cưỡng bức tăng một cách đột ngột khi tần số dao động cưỡng bức xấp xỉ bằng tần số dao động riêng của hệ.

    Do vậy tần số riêng của dao động vỏ máy là 1440 vòng/phút

  • Câu 4: Vận dụng
    Tính thời gian từ khi thả vật

    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 m_1 = 100 g. Ban đầu giữ vật m_1 tại vị trí lò xo bị nén 10 cm, đặt một vật nhỏ khác có khối lượng m_2 = 400 g sát vật m_1 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/s^2. Thời gian từ khi thả đến khi vật m_2 dừng lại là

    Hướng dẫn:

    Hai vật chuyển động đến vị trí vận tốc cực đại, vị trí đó là: x = \frac{{\mu \left( {{m_1} + {m_2}} ight)g}}{k} = 0,5\left( {cm} ight)

    Theo định luật bảo toàn cơ năng thì:

    \begin{matrix} \dfrac{1}{2}k{A^2} = \dfrac{{m{v^2}}}{2} + \mu \left( {{m_1} + {m_2}} ight)gs \Rightarrow A = 10\left( {cm} ight) \hfill \\ s = \left( {10 - 0,5} ight) = 9,5\left( {cm} ight) \hfill \\ \mu = 0,05 \hfill \\ \Rightarrow v = \sqrt {0,9} \left( {m/s} ight) \hfill \\ \end{matrix}

    Khi hai vật tách nhau ra, vật 1 tiếp tục dao động, vật 2 chuyển động chậm dần rồi dừng lại.

    Gia tốc chuyển động của vật 2 là: a = \mu .g = 0,05\left( {m/{s^2}} ight)

    Thời gian để vật 2 chuyển động đến khi dừng lại là:

    t = \frac{T}{4} + \frac{v}{a} = 2,06\left( s ight) với T = 2\pi \sqrt {\frac{{{m_1} + {m_2}}}{k}}

  • Câu 5: Nhận biết
    Xác định hiện tượng xảy ra

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

    Hướng dẫn:

    Hiện tượng biên độ dao động cưỡng bức tăng đến giá trị cực đại khi tần số f của lực cưỡng bức bằng tần số riêng f_0 của hệ dao động được gọi là hiện tượng cộng hưởng.

  • Câu 6: Thông hiểu
    Tính cơ năng đã mất đi

    Biên độ của một dao động tắt dần giảm 1,5\% sau mỗi chu kì. Trong một dao động toàn phần, cơ năng của dao động bị mất đi:

    Hướng dẫn:

    Ta có:

    \begin{matrix} \dfrac{{A'}}{A} = 1 - 1,5\% = 1 - 0,015 \hfill \\ \Rightarrow \dfrac{{W'}}{W} = \dfrac{{\dfrac{k}{2}.A{'^2}}}{{\dfrac{k}{2}.{A^2}}} = {\left( {\dfrac{{A'}}{A}} ight)^2} = {\left( {1 - 0,015} ight)^2} \approx 0,97022 \hfill \\ \Rightarrow \Delta W = 0,03\left( W ight) = 3\% \left( W ight) \hfill \\ \end{matrix}

  • Câu 7: Thông hiểu
    Chọn đáp án đúng

    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/s^2. Quãng đường vật đi được từ khi bắt đầu dao động đến khi dừng hẳn là

    Hướng dẫn:

    Khi vật dừng lại, toàn bộ cơ năng chuyển hóa thành lực ma sát nên ta có phương trình:

    \begin{matrix} W = {A_{ms}} \Leftrightarrow \dfrac{1}{2}k{A^2} = \mu mgS \hfill \\ \Rightarrow S = \dfrac{{k{A^2}}}{{2\mu mg}} = \dfrac{{100.0,{1^2}}}{{2.0,02.0,1.10}} = 25\left( m ight) \hfill \\ \end{matrix}

  • Câu 8: Nhận biết
    Tìm đại lượng giảm dần theo thời gian

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

    Hướng dẫn:

    Trong môi trường không có lực cản, cơ năng của vật dao động được bảo toàn và dao động của nó được duy trì mãi mãi. Tuy nhiên trong thực tế, dao động của các vật sẽ giảm dần biên độ và cơ năng.

    Vậy đáp án cần tìm là: "biên độ và năng lượng".

  • Câu 9: Vận dụng
    Tính độ giảm tương đối của thế năng

    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

    Hướng dẫn:

    Ta có:

    \begin{matrix} \left\{ \begin{gathered} \dfrac{{\Delta A}}{{{A_1}}} = \dfrac{{{A_1} - {A_3}}}{{{A_1}}} = 0,1 \hfill \\ \dfrac{{\Delta {E_t}}}{{{E_t}}} = \dfrac{{{A_1}^2 - {A_3}^2}}{{{A_1}^2}} \hfill \\ \end{gathered} ight. \hfill \\ \Rightarrow \left\{ \begin{gathered} {A_3} = {A_1} - \Delta A \hfill \\ \dfrac{{\Delta {E_t}}}{{{E_t}}} = \dfrac{{\left( {{A_1} - {A_3}} ight)\left( {{A_1} + {A_3}} ight)}}{{{A_1}^2}} \hfill \\ \end{gathered} ight. \hfill \\ \Rightarrow \dfrac{{\Delta {E_t}}}{{{E_t}}} = \left( {2 - \dfrac{{\Delta A}}{{{A_1}}}} ight).\dfrac{{\Delta A}}{{{A_1}}} = 0,19 \hfill \\ \end{matrix}

  • Câu 10: Thông hiểu
    Chọn phát biểu đúng

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

    Hướng dẫn:

    Dao động tắt dần có các đặc điểm sau đây:

    + Dao động cưỡng bức có biên độ không đổi và có tần số bằng tần số của lực cưỡng bức.

    + Biên độ của dao động cưỡng bức không chỉ phụ thuộc vào biên độ của lực cưỡng bức mà còn phụ thuộc cả vào độ chênh lệch tần số của lực cưỡng bức và tần số riêng của hệ dao động.

    Vậy phát biểu đúng: "Dao động cưỡng bức có biên độ không đổi và có tần số bằng tần số của lực cưỡng bức."

0/10
10 câu:
Kiểm tra Kiểm tra lại Bỏ qua Nộp bài

Chúc mừng Bạn đã hoàn thành bài!

Kết quả làm bài:
  • Nhận biết (20%):
    2/3
  • Thông hiểu (50%):
    2/3
  • Vận dụng (30%):
    2/3
  • Thời gian làm bài: 00:00:00
  • Số câu làm đúng: 0
  • Số câu làm sai: 0
  • Điểm số: 0
Làm lại
  • 81 lượt xem
Sắp xếp theo
🖼️
Xóa Gửi bình luận

Vật Lí 11 CD

Đăng nhập