Trắc nghiệm Dao động tắt dần. Dao động cưỡng bức có đáp án (Vận dụng cao)

  • 975 lượt thi

  • 7 câu hỏi

  • 20 phút

Câu 1:

Con lắc đơn dao động trong môi trường không khí. Kéo con lắc lệch phương thẳng đứng một góc 0,1 rad rồi thả nhẹ. Biết lực cản của không khí tác dụng lên con lắc là không đổi và bằng 0,001 lần trọng lượng của vật. Coi biên độ giảm đều trong từng chu kỳ. Số lần con lắc qua vị trí cân bằng đến lúc dừng lại là:

Xem đáp án

Đáp án A

Ban đầu con lắc có biên độ góc là α0, khi đi qua VTCB lần đầu, sang bên khi nó có biên độ α.

Độ giảm năng lượng bằng công của lực ma sát:

ΔW=A12mglα02α2=0,001mg.lα+α0Δα=α0α=0,001mgl12mgl=0,002rad

Số lần con lắc đi qua vị trí cân bằng là:

n=α0Δα=0,10,002=50 (ln)


Câu 2:

Một con lắc lò xo dao động tắt dần trên mặt phẳng nằm ngang. Cứ sau mỗi chu kì biên độ giảm 2%. Gốc thế năng tại vị trí của vật mà lò xo không biến dạng. Phần trăm cơ năng của con lắc bị mất đi trong hai dao động toàn phần liên tiếp có giá trị gần nhất với giá trị nào sau đây?

Xem đáp án

Đáp án A

Ban đầu biên độ dao động của vật là A

Sau 1 dao động toàn phần biên độ dao động của vật là:

A1=A0,02A=0,98A

Sau 2 dao động toàn phần biên độ dao động của vật là:

A2=A10,02A1=0,98A0,02.0,98A=0,9604A

Phần trăm cơ năng mất đi sau 2 dao động toàn phần liên tiếp là:

ΔW=WW2W.100%=A2A22A2.100%ΔW=A20,96042.A2A2.100%=7,8%


Câu 3:

Con lắc lò xo nằm ngang gồm vật nặng 100 g gắn vào đầu một lò xo nhẹ có độ cứng 400 N/m. Hệ đặt trong một môi trường và độ lớn lực cản tỷ lệ với vận tốc với hệ số tỷ lệ h=4 kg/s. Tác dụng vào đầu còn lại của lò xo một ngoại lực cưỡng bức hướng dọc theo trục lò xo có biểu thức F=3cos (50t) (trong đó F tính bằng N, t tính bằng s). Công suất trung bình của lực cưỡng bức là

Xem đáp án

Đáp án D

Vật dao động cưỡng bức nên tần số góc của dao động bằng tần số góc của ngoại lực

→ Tần số góc của dao động bằng 50 rad/s

Giả sử phương trình phương trình dao động của vật có dạng: x=Acos50t+φ

Phương trình của vận tốc có dạng: v=x'=50A.cos50t+φ+π2

Các lực tác dụng lên vật là:

Lực đàn hồi: Fdh=kx

Lực cản: Fc=h.v

Ngoại lực cưỡng bức: F=3cos50t

Áp dụng định luật II Niuton (Chiếu lên phương ngang) ta có:

FdhFC+F=makxhv+3.cos(50t)=mω2x3.cos(50t)=150x+4v3.cos(50t)=150A.cos50t+φ+200A.cos50t+φ+π23.cos(50t)=250A.cos50t+φ+0,927250A=3φ+0,927=0A=0,012(m)φ=0,927

Công suất của ngoại lực là:

P=F.v=3cos50t.50A.cos50t+φ+π2P=0,9.cos0,927+π2+cos100t+φ+π2

Do đó công suất trung bình:

P¯=0,9.cos0,927+π2+cos100t+φ+π2¯P¯=0,9.cos0,927+π2+0=0,72W


Câu 4:

Một vật nhỏ nối với một lò xo nhẹ, hệ dao động trên mặt phẳng ngang. Từ vị trí cân bằng truyền cho vật vận tốc ban đầu 2,5m/s theo phương ngang thì vật dao động tắt dần. Tốc độ trung bình trong suốt quá trình vật dao động là:

Xem đáp án

Đáp án A

Ta có:

+ Quãng đường đi được từ lúc dao động đến khi dừng lại: S=kA22μmg=ω2A22μg

+ Thời gian từ lúc vật dao động đến khi dừng lại: Δt=N.T=AkT4μmg=πωA2μg

Tốc độ trung bình của vật trong suốt quá trình vật dao động:

vtb=SΔt=ω2A22μgπωA2μg=ωAπ=2,5π=0,796m/s=79,6cm/s


Câu 5:

Một vật nhỏ nối với một lò xo nhẹ, hệ dao động trên mặt phẳng ngang. Từ vị trí cân bằng truyền cho vật vận tốc ban đầu 2m/s theo phương ngang thì vật dao động tắt dần. Tốc độ trung bình trong suốt quá trình vật dao động là:

Xem đáp án

Đáp án C

Ta có:

+ Quãng đường đi được từ lúc dao động đến khi dừng lại: S=kA22μmg=ω2A22μg

+ Thời gian từ lúc vật dao động đến khi dừng lại:

Tốc độ trung bình của vật trong suốt quá trình vật dao động: Δt=N.T=AkT4μmg=πωA2μg

vtb=SΔt=ω2A22μgπωA2μg=ωAπ=2π=0,6366m/s=63,66cm/s


Bắt đầu thi để xem toàn bộ câu hỏi trong đề

0

Đánh giá trung bình

0%

0%

0%

0%

0%

Bình luận


Bình luận