Giải SBT Vật lí 11 Bài 6 (Kết nối tri thức): Dao động tắt dần. Dao động cưỡng bức. Hiện tượng cộng hưởng

Giải SBT Vật lí 11 Bài 6: Dao động tắt dần. Dao động cưỡng bức. Hiện tượng cộng hưởng

Bài 6.1 trang 12 SBT Vật Lí 11: Chọn phát biểu 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 của 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:

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

Đáp án : A

Bài 6.2 trang 12 SBT Vật Lí 11: Tìm phát biểu sai.

Dao động tắt dần là dao động có

A. tần số giảm dần theo thời gian.

B. cơ năng giảm dần theo thời gian.

C. biên độ dao động giảm dần theo thời gian.

D. ma sát và lực cản càng lớn thì dao động tắt dẫn càng nhanh.

Lời giải:

Dao động tắt dần là dao động có biên độ , cơ năng giảm dần theo thời gian

Ma sát và lực cản càng lớn thì dao động tắt dẫn càng nhanh

Đáp án : A

Bài 6.3 trang 12 SBT Vật Lí 11: Trong dao động tắt dần một phần cơ năng đã biến đổi thành

A. điện năng.

B. nhiệt năng.

C. hóa năng.

D. quang năng.

Lời giải:

Trong dao động cơ tắt dần , một phần cơ năng đã biến thành nhiệt năng do ma sát .

Đáp án : B

Bài 6.4 trang 13 SBT Vật Lí 11: Trong những dao động sau đây, trường hợp nào sự tắt dần nhanh càng có lợi?

A. quả lắc đồng hồ.

B. khung xe ô tô sau khi đi qua đường ghồ ghề.

C. con lắc lò xo trong phòng thí nghiệm.

D. sự rung của cái cầu khi xe ô tô chạy qua.

Lời giải:

Tắt dần của khung xe khi qua đường ghồ ghề càng nhanh thì càng có lợi .

Đáp án : B

Bài 6.5 trang 13 SBT Vật Lí 11: Một con lắc lò xo đang dao động tắt dần, sau ba chu kì đầu tiên biên độ của nó giảm đi 10%. Phần trăm cơ năng còn lại sau khoảng thời gian đó là

A. 81 %.

B. 6,3 %.

C. 19 %.

D. 27 %.

Lời giải:

Sau ba chu kì đầu tiên biên độ của nó giảm đi 10%

 =>$\frac{A-A_3}{A}=10\mathrm{\%}=0,1=>\frac{A_3}{A}=0,9$

Mặt khác , ta có :

$W=\frac{1}{2}k{A}^2=>\frac{W_3}{W}=\frac{A_3^2}{A^2}=0,9^2=0,81=81\mathrm{\%}$

Đáp án : A

Bài 6.6 trang 13 SBT Vật Lí 11: Một con lắc lò xo dao động điều hoà theo phương ngang với chu kì T=0,2s lò xo nhẹ gắn vật nhỏ dao động có khối lượng 100 g, hệ số ma sát giữa vật và mặt phẳng ngang là 0,01. Độ giảm biên độ mối lần vật qua vị trí cân bằng là

A. 0,02 mm

B. 0,04 mm

C. 0,2 mm.

D. 0,4 mm

Lời giải:

Ta có tần số góc $\omega =\frac{2\pi }{T}=\frac{2\pi }{0,2}=10\pi (rad/s)$

Độ giảm biên độ mỗi lần vật qua VTCB là $\mathrm{\Delta }A=\frac{4\mu g}{{\omega }^2}=\frac{4.0,01.10}{{\left(10\pi \right)}^2}=0,4mm$

Đáp án : D

Bài 6.7 trang 13 SBT Vật Lí 11: Một người chở hai thùng nước ở phía sau xe đạp và đạp xe trên con đường lát bê tông. Cứ cách 3 m, trên đường lại có một rãnh nhỏ. Đối với người đó tốc độ nào sau đây là không có lợi? Biết chu kì dao động riêng của nước trong thùng là 0,6 s.

A. 5 m/s

B. 6 m/s

C. 13 m/s

D. 14 m/s

Lời giải:

Khi chu kì dao động riêng của nước bằng chu kì dao động cưỡng bức thì nước trong thùng dao động mạnh nhất  ( nên không có lợi )

$=>T_{cb}=T_0=>\frac{\mathrm{\Delta }S}{v}=T=>v=\frac{\mathrm{\Delta }S}{T}=\frac{3}{0,6}=5m/s$

Đáp án : A

Bài 6.8 trang 13 SBT Vật Lí 11: Một người xách một xô nước đi trên đường mối 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 kì dao động riêng của nước trong xô là:

A. 0,72 s.

B. 0,35 s.

C. 0,46 s.

D. 0,52 s.

Lời giải:

Đổi 50 cm = 0,0005 km

Khi chu kì dao động riêng của nước bằng chu kì dao động cưỡng bức thì nước trong thùng dao động mạnh nhất

$=>T_{cb}=T_0=>T=\frac{\mathrm{\Delta }S}{v}=>\frac{0,0005}{2,5}=0,0002h=0,72s$

Đáp án : A

Bài 6.9 trang 13 SBT Vật Lí 11:Một con lắc lò xo dao động với chu kì T = 0,1: (s) khối lượng không đáng kể, gắn quả nặng có khối lượng m = 0,25 kg. Con lắc dao động cưỡng bức theo phương trùng với trục của lò xo dưới tác dụng của ngoại lực tuần hoàn $F=F_0\cos \omega t$ (N). Khi thay đồi $\omega$ thì biên độ dao động của viên bi thay đổi. Khi $\omega$ lần lượt là 10 rad/s và 15 rad/s thì biên độ dao động tương ứng của viên bi lần lượt là $A_1$và $A_2$. Hãy so sánh $A_1$và $A_2$.

Lời giải:

Ta có $$$f_0=\frac{1}{T}=10Hz$

$f_1=\frac{{\omega }_1}{2\pi }=\frac{5}{\pi }=>\mathrm{\Delta }{f}_1=8,4$

$f_2=\frac{{\omega }_2}{2\pi }=\frac{15}{2\pi }=>\mathrm{\Delta }{f}_2=7,6$

Ta thấy $\mathrm{\Delta }{f}_1>\mathrm{\Delta }{f}_2=>A_1<A_2$

Bài 6.10 trang 14 SBT Vật Lí 11: Một con lắc lo xo gồm vật nhỏ khối lượng m = 0,2kg, lò xo nhẹ có độ cứng k = 20 N/m được đặt trên mặt phẳng nằm ngang. Hệ số ma sát trượt giữa vật và mặt phẳng nằm ngang là $\mu =0,01$. Từ vị trí lo xo không bị biến dạng, truyền cho vật vận tốc ban đầu có độ lớn $v_0=1m/s$ dọc theo trục lò xo. Con lắc dao động tắt dần trong giới hạn đàn hồi của lò xo (Lấy $g=10m/s^2$). Tính độ lớn lực đàn hồi cực đại của lò xo trong quá trình dao động.

Lời giải:

Áp dụng định luật bảo toàn năng lượng ta có : $\frac{m{v}^2}{2}=\frac{k{A}^2}{2}+F_{ms}A=\frac{k{A}^2}{2}+\mu mgA$

Thay số vào ta được pt : $10A^2+0,02A=0,1=>A=0,099m$

Do đó $F_{dhmax}=kA=1,98N$

Bài 6.11 trang 14 SBT Vật Lí 11: Một con lắc lò xo gồm vật nhỏ có khối lượng m = 0,03 kg và lò xo có độ cứng k = 1,5 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 $\mu =0,2$. Ban đầu giữ vật ở vị trí lò xo bị dãn một đoạn $\mathrm{\Delta }{l}_0$ = 15 cm rồi buông nhẹ để con lắc dao động tắt dần. Lầy $g=10m/s^2$.Tính tốc độ lớn nhất vật nhỏ đạt được trong quá trình dao động.

Lời giải:

 Biên độ dao động $A=15cm$

Tần số góc : $\omega =\sqrt{\frac{k}{m}}=\sqrt{\frac{1,5}{0,03}}=5\sqrt{2}(rad/s)$

$=>A_{max}=A-\frac{\mu mg}{k}=0,15-\frac{0,2.0,03.10}{1,5}=0,11m=11cm$

Vận tốc lớn nhất là $v_{max}=A_{max}.\omega =11.5\sqrt{2}=55\sqrt{2}cm/s$

Bài 6.12 trang 14 SBT Vật Lí 11: Một con lắc lò xo gồm vật nhỏ khối lượng m = 0,02 kg và lò xo có độ cứng k = 1 N/m. Vật nhỏ được đặt trên giá đỡ có định nằm ngang dọc theo trục lò xo. Hệ số ma sát trượt giữa giá đỡ và vật nhỏ là $\mu =0,1$. Ban đầu giữ vật ở vị trí lò xo bị nén  $\mathrm{\Delta }{l}_0$= 10 cm rồi buông nhẹ đề con lắc dao động tắt dần. Lấy $g=10m/s^2$. Tính độ giảm thế năng của con lắc trong giai đoạn từ khi buông tới vị trí mà tốc độ dao động của con lắc cực đại lần đầu.

Lời giải:

Vận tốc lớn nhất của vật đạt được lầm đầu khi $F_{dh}=F_{ms}$hay tại vị trí $x=\frac{\mu mg}{k}=\frac{0,1.0,02.10}{1}=0,02m$

Độ giảm thế năng của vật là :

$\mathrm{\Delta }{W}_t=\frac{1}{2}k.(A^2-x^2)=4,8mJ$

Xem thêm các bài giải SBT Vật Lí lớp 11 Kết nối tri thức hay, chi tiết khác:

Bài 5: Động năng. Thế năng. Sự chuyển hóa năng lượng trong dao động điều hòa

Bài 6: Dao động tắt dần. Dao động cưỡng bức. Hiện tượng cộng hưởng

Bài tập cuối chương 1

Bài 8: Mô tả sóng

Bài 9: Sóng ngang. Sóng dọc. Sự truyền năng lượng của sóng cơ

Bài 11: Sóng điện từ