Bài tập trắc nghiệm Dao động tắt dần, dao động cưỡng bức, dao động duy trì có lời giải - Vật Lí lớp 12

---

Bài tập trắc nghiệm Dao động tắt dần, dao động cưỡng bức, dao động duy trì có lời giải

Với Bài tập trắc nghiệm Dao động tắt dần, dao động cưỡng bức, dao động duy trì có lời giải Vật Lí lớp 12 tổng hợp 40 bài tập trắc nghiệm có lời giải chi tiết sẽ giúp học sinh ôn tập, biết cách làm dạng bài tập Dao động tắt dần, dao động cưỡng bức, dao động duy trì từ đó đạt điểm cao trong bài thi môn Vật Lí lớp 12.

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

A. biên độ và gia tốc

B. li độ và tốc độ

C. biên độ và năng lượng

D. biên độ và tốc độ

Lời giải:

Theo định nghĩa về dao động tắt dần thì biên độ và năng lượng giảm liên tục theo thời gian.

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

A. Dao động của con lắc đồng hồ là dao động cưỡng bức.

B. Biên độ của dao động cưỡng bức là biên độ của lực cưỡng bức.

C. 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.

Lời giải:

A.đúng vì dao động của con lắc đồng hồ là dao động cưỡng bức.

B. sai vì biên độ của dao động cưỡng bức phụ thuộc vào tần số ngoại lực tỉ lệ với biên độ của ngoại lực.

C. sai vì dao động cưỡng bức có biên độ thay đổi và đạt cực đại khi tần số lực cưỡng bức bằng tần số riêng

D. sai vì dao động cưỡng bức có tần số chính là tần số của lực cưỡng bức.

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

A. với tần số bằng tần số dao động riêng.

B. mà không chịu ngoại lực tác dụng.

C. với tần số lớn hơn tần số dao động riêng.

D. với tần số nhỏ hơn tần số dao động riêng.

Lời giải:

Khi xảy ra hiện tượng cộng hưởng cơ thì vật tiếp tục dao động với tần số bằng 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?

A. Biên độ và tốc độ

B. Biên độ và gia tốc

C. Li độ và tốc độ

D. Biên độ và cơ năng

Lời giải:

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

A. rất nhỏ so với tần số riêng của hệ.

B. bằng chu kỳ riêng của hệ.

C. bằng tần số riêng của hệ

D. rất lớn so với tần số riêng của hệ.

Lời giải:

Hiện tượng cộng hưởng xảy ra khi tần số (chu kỳ) của dao động cưỡng bức bằng với tần số (chu kỳ) của dao động riêng của hệ.

Câu 6. Nhận định nào sau đây là sai khi nói về dao động cơ học tắt dần?

A. Trong dao động tắt dần, cơ năng giảm dần theo thời gian.

B. Lực ma sát càng lớn thì dao động tắt dần càng nhanh.

C. Dao động tắt dần là dao động có biên độ giảm dần theo thời gian

D. Dao động tắt dần có động năng giảm dần còn thế năng biến thiên điều hoà.

Lời giải:

Cơ năng có biểu thức W = (1/2)mω²A² nên cơ năng tỉ lệ với bình phương biên độ vì thế cơ năng giảm nhanh hơn biên độ (A đúng).

Nguyên nhân tắt dần là do lực cản của môi trường vì thế lực cản càng lớn thì dao động tắt dần càng nhanh (B đúng). Theo định nghĩa thì dao động tắt dần là dao động có biên độ và năng lượng giảm dần theo thời gian (C đúng). Dao động tắt dần không còn tính tuần hoàn nữa nên động năng và thế năng biến thiên không tuần hoàn suy ra không điều hòa (D sai).

Câu 7. Khi xảy ra hiện tượng cộng hưởng cơ thì vật tiếp tục dao động

A. với tần số bằng tần số dao động riêng.

B. với tần số nhỏ hơn tần số dao động riêng.

C. với tần số lớn hơn tần số dao động riêng.

D. mà không chịu ngoại lực tác dụng

Lời giải:

Khi xảy ra hiện tượng cộng hưởng cơ thì vật tiếp tục dao động với tần số bằng tần số dao động riêng.

Câu 8. Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về dao động cơ học?

A. 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.

B. Tần số dao động cưỡng bức của một hệ cơ học bằng tần số của ngoại lực điều hoà tác dụng lên hệ ấy.

C. Hiện tượng cộng hưởng xảy ra khi tần số của ngoại lực điều hoà bằng tần số dao động riêng của hệ.

D. Tần số dao động tự do của một hệ cơ học là tần số dao động riêng của hệ ấy.

Lời giải:

Khi đọc xong 4 đáp án thì ta nhận thấy rằng:

C luôn đúng vì hiện tượng cộng hưởng xảy ra khi tần số của ngoại lực điều hoà bằng tần số dao động riêng của hệ.

D cũng luôn đúng vì tần số dao động tự do của một hệ cơ học là tần số dao động riêng của hệ ấy. Trong dao động cưỡng bức thì tần số dao động cưỡng bức của một hệ cơ học bằng tần số của ngoại lực điều hoà tác dụng lên hệ ấy (B đúng). Còn lại A chắc chắn là đáp án cần tìm.

A sai vì biên độ của dao động cưỡng bức của một hệ cơ học khi xảy ra hiện tượng cộng hưởng vẫn phụ thuộc vào lực cản của môi trường.

Câu 9. Khi nói về dao động cưỡng bức, phát biểu nào sau đây là đúng?

A. Dao động của con lắc đồng hồ là dao động cưỡng bức.

B. Biên độ của dao động cưỡng bức là biên độ của lực cưỡng bức.

C. 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.

Lời giải:

A.Dao động của con lắc đồng hồ là dao động cưỡng bức. Đúng

B. Sai. Biên độ của dao động cưỡng bức phụ thuộc vào tần số ngoại lực tỉ lệ với biên độ của ngoại lực.

C. Sai. Dao động cưỡng bức có biên độ thay đổi và đạt cực đại khi tần số lực cưỡng bức bằng tần số riêng

D. Sai. Dao động cưỡng bức có tần số chính là tần số của lực cưỡng bức.

Câu 10. Phát biểu nào sau đây là đúng khi nói về dao động tắt dần?

A. Dao động tắt dần có biên độ giảm dần theo thời gian.

B. Cơ năng của vật dao động tắt dần không đổi theo thời gian.

C. Lực cản môi trường tác dụng lên vật luôn sinh công dương.

D. Dao động tắt dần là dao động chỉ chịu tác dụng của nội lực.

Lời giải:

A. đúng vì theo định nghĩa: Dao động tắt dần có biên độ và năng lượng giảm dần theo thời gian.

B. sai vì biên độ nhỏ dần theo thời gian nên cơ năng của vật dao động cũng nhỏ dần theo thời gian nên cơ năng dao động tắt dần thay đổi theo thời gian

C. sai vì lực cản môi trường tác dụng lên vật luôn sinh công âm.

D. sai vì dao động tắt dần là dao động chỉ chịu tác dụng của ngoại lực.

Câu 11. Phát biểu nào sau đây sai về các dao động cơ?

A. 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).

B. Một vật dao động duy trì thì có chu kì dao động chỉ phụ thuộc vào đặc tính của hệ.

C. Một vật dao động tự do thì tác dụng lên vật chỉ có nội lực.

D. Con lắc lò xo dao động cưỡng bức thì tần số dao động luôn bằng:

Lời giải:

A. 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). Đúng vì gia tốc dao động điều hòa với tần số góc

B. Một vật dao động duy trì thì có chu kì dao động chỉ phụ thuộc vào đặc tính của hệ. Đúng vì chu kỳ của dao động duy trì luôn điều chỉnh để bằng với chu kỳ dao động tự do

C. Một vật dao động tự do thì tác dụng lên vật chỉ có nội lực. Đúng vì theo tính chất của dao động tự do

D. Con lắc lò xo dao động cưỡng bức thì tần số dao động chỉ bằng: khi xảy ra hiện tượng cộng hưởng. Vậy câu này sai

Câu 12. 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:

A. 0,72 s.      B. 0,35 s.      C. 0,45 s.     D. 0,52 s.

Lời giải:

Ta chuyển đơn vị vận tốc về m/s: v = 2,5 km/h = 25/36 m/s

Nước trong xô bị sóng sánh mạnh nhất khi xảy ra hiện tượng cộng hưởng, khi đó chu kỳ của dao động của người bằng với chu kỳ dao động riêng của nước trong xô:

Câu 13. 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 ?

A. 2,85 km/h.     B. 3,95 km/h.

C. 4,32 km/h.     D. 5,00 km/h.

Lời giải:

Nước trong xô bị sóng sánh mạnh nhất khi xảy ra hiện tượng cộng hưởng, khi đó chu kỳ của dao động của người bằng với chu kỳ dao động riêng của nước trong xô ⇒ T = 1/f = 0,5 (s)

Khi đó tốc độ đi của người đó là: v = S/t = S/T = 0,6/0,5 = 1,2 m/s = 4,32 km/h

Câu 14. 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

A. không thay đổi     B. luôn tăng

C. luôn giảm     D. tăng rồi giảm

Lời giải:

Trước tiên tìm tần số dao động riêng:

⇒ biên độ tăng rồi giảm.

Câu 15. 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:

A. A₁ < A₂     B. A₁ = A₂

C. A₁ > A₂     D. A₁ ≤ A₂

Lời giải:

Tần số dao động riêng:

Suy ra biên độ luôn tăng nên A₂ > A₁

Câu 16. 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:

A. biên độ dao động cưỡng bức tăng rồi giảm

B. A₁ = A₂

C. A₂ > A₁

D. A₁ > A₂

Lời giải:

Tần số dao động riêng:

⇒ Biên độ tăng rồi giảm.

Câu 17. 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

A. A₁ < A₂      B. A₁ = A₂     C. A₁ > A₂     D. A₁ = 2A₂.

Lời giải:

+ Coi tần số riêng của con lắc lò xo là f₀; f là tần số dao động của ngoại lực cưỡng bức

+ Biên độ dao động của hệ phụ thuộc vào F₀ (coi như không đổi) và |f - f_o|

+ Khi thay đổi tần số góc đến giá trị ω₁ (f₁) biên độ dao động của con lắc là A₁

+ Khi thay đổi tần số góc đến giá trị 2ω₁ (f₂) biên độ dao động của con lắc là A₂

⇒ |f₁-f_o| < |f₂-f_o| ⇒ A₁ < A₂

Câu 18. 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:

A. A₃ < A₂ < A₄ < A₅

B. A₁ > A₂ > A₃ > A₄

C. A₁ < A₂ < A₃ < A₄

D. A₃ > A₂ > A₄ > A₁

Lời giải:

Giả thiết cho: f₀ = 15 Hz, f₁ = 8 Hz; f₂ = 12 Hz; f₃ = 16 Hz; f₄ = 20 Hz

Xét Δf = |f-f_o| khi Δf càng bé thì biên độ dao động cưỡng bức càng lớn.

Khi Δf = 0 thì A = A_max có sự cộng hưởng

Do đó: Δf₃ < Δf₂ < Δf₄ < Δf₁ (1 < 3 < 5 < 7).

Vậy suy ra A₃ > A₂ > A₄ > A₁

Câu 19. 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

A. A₂ > A₁      B. A₂ = A₁     C. A₂ < A₁      D. A₂ ≥ A₁.

Lời giải:

Tần số dao động riêng:

+ Ta có |f₂ - f_o| > |f₁-f_o| nên A₂ < A₁

Câu 20. 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?

A. ΔW = 6%     B. ΔW = 7%

C. ΔW = 8%     D. ΔW = 9%

Lời giải:

Câu 21. 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:

A. 0 J         B. 10 mJ        C. 19,9 J        D. 19,8 mJ

Lời giải:

Biên độ của vật sau 1 chu kỳ:

A₁ = A - 2%A = 98%A = 0,98A

Năng lượng còn lại sau 1 chu kỳ:

Phần năng lượng mất đi trong một chu kỳ:

ΔE₁ = E - E₁ = E - 0,98²E = 0,0396E = 0,0396.0,5 = 0,0198 J = 19,8 mJ

Câu 22. Một vật dao động tắt dần có các đại lượng giảm liên tục theo thời gian:

A. biên độ và gia tốc

B. li độ và gia tốc

C. biên độ và năng lượng

D. biên độ và tốc độ

Lời giải:

Vật dao động tắt dần th biên độ và năng lượng giảm dần theo thời gian

Đáp án A

Câu 23. 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:

A. 10√30 cm/s        B. 20√6 cm/s        C. 40√2 cm/s        D. 40√3 cm/s

Lời giải:

Tốc độ của vật cực đại khi vật đi qua vị trí cân bằng tạm lần đầu tiên

Đáp án C

Câu 24. 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:

A. 1/2πf         B. 2π/f        C. 2f        D. 1/f

Lời giải:

Chu kì dao động của vật chính bằng chu kì dao động của ngoại lực cưỡng bức T = 1/f. Đáp án D

Câu 25. Khi nói về dao động cưỡng bức phát biểu nào sau đây đúng:

A. dao động cưỡng bức có biên độ không đổi và có tần số bằng tần số của lực cưỡng bức

B. dao động cưỡng bức có tần số nhỏ hơn tần số của lực cưỡng bức

C. biên độ của dao động cưỡng bức là biên độ của lực cưỡng bức

D. dao động của con lắc đồng hồ là dao động cưỡng bức

Lời giải:

Dao động cưỡng bức có biên độ không đổi và có tần số bằng tần số của ngoại lực cưỡng bức. Đáp án A

Câu 26. Chọn câu sai:

A. tần số của dao động cưỡng bức bằng tần số của ngoại lực tuần hoàn

B. ngoại lực tác dụng lên quả lắc đồng hồ là trọng lực của nó

C. quả lắc đồng hồ dao động với tần số bằng tần số riêng của nó

D. tần số của dao động tự do là tần số riêng của nó

Lời giải:

Ngoại lực tác dụng lên quả lắc không chỉ là trọng lực. Đáp án B

Câu 27. 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

A. 20 N/m        B. 100 N/m        C. 10 N/m        D. 200 N/m

Lời giải:

Biên độ dao động của dao động cưỡng bức phụ thuộc vào độ chênh lệch giữa tần số của lực cưỡng bức và tần số dao động riêng của hệ

A₁ = A₂ ⇔ |f₁ - f₀| = |f₂-f₀| hay f₁ + f₂ = 2f₀

Từ đây ta tính được

Đáp án B

Câu 28. 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:

A. Lực cản môi trường càng lớn thì biên độ dao động cưỡng bức càng bé

B. Biên độ ngoại lực càng lớn thì biên độ dao động cưỡng bức càng lớn

C. Độ chênh lệch tần số dao động riêng với tần số ngoại lực càng lớn thì biên độ dao động càng bé

D. Khi tần số của ngoại lực bằng với tần số dao động riêng thì biên độ dao động cưỡng bức là bé nhất

Lời giải:

Khi tần số của ngoại lực bằng tần số dao động riêng của hệ thì xảy ra cộng hưởng (biên độ dao động là lớn nhất). Đáp án D

Câu 29. 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

A. 0,296 s        B. 0,444 s        C. 0,222 s        D. 1,111 s

Lời giải:

+ Biên độ dao động của vật trong quá trình chuyển động theo chiều âm lần đầu tiên A = Δl - Δl₀ = 4 cm

+ Vị trí lực đàn hồi của lò xo nhỏ nhất là vị trí lò xo không bị biến dạng x = 0 ⇔ X = -μmg/k

Khoảng thời gian này ứng với góc quét φ = 2π/3

Thời gian tương ứng t = φ/ω = 0,296 s. Đáp án A

Câu 30. Phát biểu nào sau đây là sai?

A. Biên độ của dao động riêng phụ thuộc vào cách kích thích ban đầu

B. Biên độ của dao động duy trì phụ thuộc vào phần năng lượng cung cấp thêm cho dao động trong một chu kì

C. Biên độ của dao động cưỡng bức chỉ phụ thuộc vào biên độ của ngoại lực cưỡng bức

D. Biên độ của dao động tắt dần giảm dần theo thời gian

Lời giải:

Biên độ của dao động cưỡng bức phụ thuộc vào biên độ của ngoại lực cưỡng bức và độ chênh lệch giữa tần số dao động riêng của hệ vào tần số của ngoại lực cưỡng bức. Đáp án C

Câu 31. 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

A. 54 km/h        B. 36 km/h        C. 8 km/h        D. 12 km/h

Lời giải:

Chiếc xe xóc mạnh nhất khi chu kì xóc (bị cưỡng bức do đi qua các rãnh) đúng bằng chu kì dao động riêng của xe t = S/v = 2 ⇒ v = 10 m/s. Đáp án B

Câu 32. Một con lắc lò xo dao động điều hòa trong môi tường có lực cản. Tác dụng vào con lắc một ngoại lực cưỡng bức, tuần hoàn F = F_ocos(ωt), tần số góc ω thay đổi được. Khi thay đổi tần số đến giá trị ω₁ và 3ω₁ thì biên độ dao động của hai con lắc đều bằng A₁. Khi tần số góc bằng 2ω₁ thì biên độ dao động của con lắc là A₂. So sánh A₁ và A₂ ta có

A. A₁ = A₂        B. A₁ > A₂        C. A₁ < A₂        D. A₁ = 2A₂

Lời giải:

Với giá trị tần số nằm trong khoảng hai giá trị cho cùng một biên độ thì biên độ ứng với tần số đó luôn lớn hơn A₁ < A₂. Đáp án B

Câu 33. 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

A. 2 N        B. 2,98 N        C. 1,98 N        D. 1,5 N

Lời giải:

Lực đàn hồi có độ lớn cực đại khi vật đi đến vị trí biên lần đầu tiên

Áp dụng định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng, ta có

Lực đàn hồi cực đại F_đhmax = kx = 1,98 N. Đáp án C

Câu 34. 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

A. 39,6 mJ        B. 24,4 mJ        C. 79,2 mJ        D. 240 mJ

Lời giải:

Tốc độ của con lắc sẽ bắt đầu giảm tại vị trí cân bằng tạm. Tại vị trí này lò xo đã biến dạng một đoạn Δl₀ = μmg/k = 0,02 m

Độ giảm thế năng

Đáp án A

Câu 35. 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

A. 60 cm/s        B. 60π cm/s        C. 0,6 cm/s        D. 6π cm/s

Lời giải:

Tần số của dao động cưỡng bức là tần số của ngoại lực cưỡng bức

v_max = ω_F.A = 60π cm/s. Đáp án A

Câu 36. 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

A. 0,80 m/s        B. 0,40 m/s        C. 0,70 m/s        D. 0,45 m/s

Lời giải:

Vật có tốc độ cực trong quá trình chuyển động theo chiều âm tại vị trí cân bằng tạm

Biên độ dao động của vật khi chuyển động theo chiều âm lần đầu tiên là A = Δl - 3(μmg/k) = 4 cm

Tốc độ cực đại v_max = ωA = 40 cm/s. Đáp án B

Câu 37. 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

A. 50 m         B. 5 m         C. 50 cm         D. 5 cm

Lời giải:

Độ biến dạng của lò xo tại vị trí cân bằng tạm

Xét tỉ số con lắc dừng lại tại vị trí (X₀/2Δl₀) = 50 ⇒ con lắc dừng lại tại vị trí x = 0

Áp dụng định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng ta có

Đáp án B

Câu 38. 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

A. 2,16 s        B. 2,21 s         C. 2,06 s         D. 0,31 s

Lời giải:

Vật m₂ sẽ rời khỏi m₂ khi hai vật này đi qua vị trí cân bằng tạm lần đầu tiên

Tốc độ của vật m₂ tại vị trí này

Quãng đường m₂ đi được từ khi rời vật m₁ đến khi dừng lại

Vậy tổng thời gian từ khi thả vật m₂ đến khi m₂ dừng lại là

Đáp án C

Câu 39. 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

A. 10%        B. 20%        C. 19,5%        D. 10%

Lời giải:

Đáp án C

Câu 40. (Chuyên Phan Bội Châu – 2017) Một con lắc lò xo nằm ngang, lò xo có độ cứng 40 N/m, vật nhỏ có khối lượng 100 g. Hệ số ma sát giữa vật và mặt bàn là 0,2. Lấy g = 10 m/s². 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

A. 18,5 cm        B. 19,0 cm        C. 21,0 cm        D. 12,5 cm

Lời giải:

Độ biến dạng của lò xo tại vị trí cân bằng tạm Δl₀ = μmg/k = 5 mm

Gia tốc của vật sẽ đổi chiều tại các vị trí cân bằng này. Từ hình vẽ ta có quãng đường đi được của vật là

S = 2A₁ + 2A₂ + A₃ ⇔ S = 2(5 - 0,5) + 2(5 - 3.0,5) + 4 - 5.0,5

Đáp án A