(Ôn thi ĐGNL, ĐGTD) Chuyên đề: Dao động

Chuyên đề Dao động trong tài liệu ôn thi Đánh giá năng lực, Đánh giá tư duy theo cấu trúc mới nhất đầy đủ lý thuyết trọng tâm, các dạng bài & bài tập đa dạng từ cơ bản đến nâng cao giúp Giáo viên & học sinh có thêm tài liệu ôn thi ĐGNL HSA, VACT và ĐGTD TSA đạt kết quả cao.

(Ôn thi ĐGNL, ĐGTD) Chuyên đề: Dao động

Xem thử Tài liệu & Đề thi HSA Xem thử Tài liệu & Đề thi VACT Xem thử Tài liệu & Đề thi TSA Xem thử Tài liệu & Đề thi SPT

Chỉ từ 200k mua trọn bộ Đề thi & Tài liệu ôn thi ĐGNL - ĐGTD năm 2025 của các trường theo cấu trúc mới bản word có lời giải chi tiết:

• B1: gửi phí vào tk: 1053587071 - NGUYEN VAN DOAN - Ngân hàng Vietcombank (QR)
• B2: Nhắn tin tới Zalo VietJack Official - nhấn vào đây để thông báo và nhận đề thi

A. KIẾN THỨC TRỌNG TÂM

I. DAO ĐỘNG ĐIỀU HOÀ

1. Dao động điều hòa

Phương trình: $x=A\cos (\omega t+\phi )$

Trong đó:

+ x (cm, m,...) là li độ hay độ dịch chuyển từ vị trí cân bằng đến vị trí của vật tại thời điểm t.

+ A (cm, m,...) là biên độ dao động: là độ dịch chuyển cực đại của vật tính từ vị trí cân bằng (với A > 0).

+ ω (rad/s) là tần số góc của dao động (với ω > 0).

+ $\left(\omega t+\phi \right)$ (rad) là pha của dao động tại thời điểm t.

+ $\phi$ (rad) là pha ban đầu của dao động (thời điểm t = 0).

2. Các đại lượng đặc trưng

Chu kì, tần số, tần số góc

- Chu kì T (s): là khoảng thời gian để vật thực hiện được một dao động hay là khoảng thời gian ngắn nhất để vật trở lại vị trí cũ theo hướng cũ.

- Tần số f (Hz): là số dao động mà vật thực hiện được trong một giây: $f=\frac{1}{T}$

- Liên hệ giữa ω, T và f: $\omega =2\pi f=\frac{2\pi }{T}$.

- Vận tốc là đạo hàm của li độ theo thời gian:

v = x' = $-\omega A\sin \left(\omega t+\phi \right)$ = $\omega A\cos \left(\omega t+\phi +\frac{\pi }{2}\right)$

- Gia tốc là đạo hàm của vận tốc theo thời gian: a = x' = $-{\omega }^{2}A\cos \left(\omega t+\phi \right)=-{\omega }^{2}x$

- Độ lệch pha: a nhanh pha hơn v một góc $\frac{\pi }{2}$, v nhanh pha hơn x một góc $\frac{\pi }{2}$, a nhanh pha hơn x một góc π (a ngược pha với x).

- v vuông pha với x nên có: ${\left(\frac{x}{A}\right)}^2+{\left(\frac{v}{A\omega }\right)}^2=1$

- a vuông pha với v nên có: ${\left(\frac{a}{A{\omega }^2}\right)}^2+{\left(\frac{v}{A\omega }\right)}^2=1$

II. CON LẮC LÒ XO. CON LẮC ĐƠN

1. Con lắc lò xo

Con lắc lò xo dao động điều hòa với phương trình $\text{x}=\text{A}\cos (\omega t+\phi )$

Trong đó: $\omega =\sqrt{\frac{k}{m}}(\mathrm{rad}/\text{s})$; $T=2\pi \sqrt{\frac{m}{k}}( \text{s})$; $f=\frac{1}{2\pi }\sqrt{\frac{k}{m}}( \text{Hz)}$

2. Con lắc đơn

· Xét con lắc đơn gồm một vật nặng treo vào sợi dây không dãn có khối lượng không đáng kể. · Dao động của con lắc đơn khi bỏ qua ma sát, với góc lệch nhỏ (α ≤ 10°) được coi là dao động điều hòa. · Chu kì dao động: $\text{T}=2\pi \sqrt{\frac{\mathcal{l}}{g}}$

Trong đó: ℓ là chiều dài dây treo, đơn vị đo là m.

g là gia tốc rơi tự do tại nơi treo con lắc, đơn vị đo là m/s².

III. NĂNG LƯỢNG TRONG DAO ĐỘNG ĐIỀU HOÀ

1. Động năng

$W_d=\frac{m{v}^2}{2}=\frac{1}{2}m{\omega }^2\left(A^2-x^2\right)$

Đồ thị sự biến thiên của động năng theo li độ x là đường parabol có bề lõm hướng xuống và có giá trị cực đại: $W_{d\max }=\frac{m{\omega }^2{A}^2}{2}$.

2. Thế năng

$W_t=\frac{1}{2}m{\omega }^2{x}^2$

Đồ thị sự biến thiên của thế năng theo li độ x là đường parabol có bề lõm hướng lên và có giá trị cực đại: $W_{\text{tmax }}=W_{\text{dmax }}=\frac{m{\omega }^2{A}^2}{2}$

Thế năng đàn hồi của con lắc lò xo: $W_t=\frac{k{x}^2}{2}=\frac{m{\omega }^2{x}^2}{2}$

Thế năng trọng trường của con lắc đơn: W_t = mgh = $mg\mathcal{l}(1-\cos \alpha )\approx \frac{1}{2}mg\mathcal{l}{\alpha }^2\approx \frac{1}{2}m{\omega }^2{s}^2$.

3. Cơ năng

Cơ năng trong dao động điều hoà gồm động năng và thế năng là một đại lượng bảo toàn.

W = W_đ + W_t = W_dmax = W_tmax = $\frac{1}{2}m{\omega }^2{A}^2$

IV. CÁC LOẠI DAO ĐỘNG

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

Nguyên nhân: Do lực ma sát và lực cản của môi trường làm cơ năng giảm nên biên độ giảm.

Biên độ của dao động giảm càng nhanh khi lực cản của môi trường càng lớn.

Trong quá trình vật dao động tắt dần có chu kì, tần số của dao động coi như không thay đổi.

2. Dao động cưỡng bức là dao động chịu tác dụng của một ngoại lực tuần hoàn

$\text{F}={\text{F}}_0\cos \left(2\pi \text{ft}+{\phi }_0\right)$

Đặc điểm của dao động cưỡng bức khi ổn định:

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

+ Biên độ của dao động cưỡng bức phụ thuộc vào biên độ của lực cưỡng bức, vào lực cản trong hệ dao động và vào sự chênh lệch giữa tần số cưỡng bức f và tần số riêng f₀ của hệ.

+ Biên độ của lực cưỡng bức càng lớn, lực cản càng nhỏ và sự chênh lệch giữa f và f₀ càng ít thì biên độ của dao động cưỡng bức càng lớn.

3. Hiện tượng cộng hưởng là hiện tượng biên độ dao động cưỡng bức tăng nhanh đến giá trị cực đại khi tần số f của lực cưỡng bức tiến đến bằng tần số riêng f₀ của hệ dao động.

+ Điều kiện cộng hưởng: f = f₀.

+ Đặc điểm: Khi lực cản nhỏ thì sự cộng hưởng rõ nét, khi lực cản lớn thì sự cộng hưởng không rõ nét.

+ Tuỳ từng trường hợp mà hiện tượng cộng hưởng có thể có lợi hoặc có thể có hại:

Có lợi: hộp đàn của đàn ghi ta, violon, lò vi sóng,...

Có hại: dao động của toà nhà, cầu, bệ máy, khung xe chịu tác dụng của lực cưỡng bức mạnh khi cộng hưởng sẽ dẫn đến đổ hoặc gãy.

B. CÂU HỎI VẬN DỤNG

Câu 1: Chọn câu trả lời đúng. Dao động cơ học là

A. chuyển động có quỹ đạo xác định trong không gian, sau những khoảng thời gian xác định trạng thái chuyển động lặp lại như cũ.

B. chuyển động có biên độ và tần số xác định.

C. chuyển động trong phạm vi hẹp trong không gian được lặp đi lặp lại nhiều lần.

D. chuyển động có giới hạn trong không gian, lặp đi lặp lại quanh một vị trí cân bằng xác định.

Câu 2: Trong dao động điều hòa, những đại lượng nào sau đây là hằng số không đổi?

A. Chu kỳ, li độ x, vận tốc v.

B. Biên độ, tần số góc, pha ban đầu.

C. Pha ban đầu, gia tốc a, chu kỳ.

D. Biên độ, tần số, vận tốc v.

Câu 3: Một vật dao động điều hòa theo phương trình x = 6 cos(4πt)cm. Biên độ dao động của vật là

A. A = 4cm.

B. A = 6cm.

C. A = -6cm.

D. A = 12cm.

Câu 4: Một vật dao động điều hoà theo phương trình x = -4 cos(5πt - π/3)cm. Biên độ dao động và pha ban đầu của vật là?

Câu 5: Một vật có khối lượng m dao động điều hòa với biên độ A, tần số góc ω. Gia tốc của vật trong quá trình vật dao động có độ lớn cực tiểu là

     A. 0.

     B. $-m{\omega }^{2}A$.

     C. $-\omega A$.

     D. $-{\omega }^{2}A$.

Câu 6: Một vật có khối lượng m dao động điều hòa với biên độA, tần số gó cω. Tốc độ cực đại vật trong quá trình dao động là?

     A. 0.

     B. $m{\omega }^{2}A$.

     C. $\omega A$.

     D. ${\omega }^{2}A$.

Câu 7: Trong quá trình dao động, vận tốc của vật có giá trị nhỏ nhất (cực tiểu) khi vật

     A. đi qua vị trí cân bằng.

     B. đi qua vị trí cân bằng theo chiều dương.

     C. đi qua vị trí cân bằng theo chiều âm.

     D. ở biên.

Câu 8: Trong quá trình dao động, vận tốc của vật có giá trị lớn nhất (cực đại) khi vật

     A. đi qua vị trí cân bằng.

     B. đi qua vị trí cân bằng theo chiều dương.

     C. đi qua vị trí cân bằng theo chiều âm.

     D. ở biên.

Câu 9: Một con lắc lò xo gồm vật nhỏ khối lượng m và lò xo có độ cứng k. Con lắc dao động điều hòa với tần số góc là

     A. $\omega = \sqrt{\frac{m}{k}}$.

     B. $\omega = \sqrt{\frac{k}{m}}$.

     C. $\omega = \frac{1}{2\mathrm{\pi }}\sqrt{\frac{k}{m}}$.

     D. $\omega = \frac{1}{2\mathrm{\pi }}\sqrt{\frac{m}{k}}$.

Câu 10: Một vật có khối lượng m₁ treo vào một lò xo độ cứng k thì chu kì dao động là T₁ = 3s. Thay vật m₁ bằng vật m₂ thì chu kì dao động là T₂ = 2s.  Thay vật m₂ bằng vật có khối lượng (2m₁ + 4,5m₂) thì tần số dao động là

     A. 1/3 Hz.

     B. 6 Hz.

     C. 1/6 Hz.

     D. 0,5 Hz.

................................

................................

................................

Xem thử Tài liệu & Đề thi HSA Xem thử Tài liệu & Đề thi VACT Xem thử Tài liệu & Đề thi TSA Xem thử Tài liệu & Đề thi SPT

Xem thêm tài liệu ôn thi đánh giá năng lực HSA, VACT, đánh giá tư duy TSA hay khác:

• (Ôn thi ĐGNL, ĐGTD) Chuyên đề: Vật lí nhiệt
• (Ôn thi ĐGNL, ĐGTD) Chuyên đề: Khí lí tưởng
• (Ôn thi ĐGNL, ĐGTD) Chuyên đề: Từ trường
• (Ôn thi ĐGNL, ĐGTD) Chuyên đề: Vật lí hạt nhân
• (Ôn thi ĐGNL, ĐGTD) Chuyên đề: Sóng
• (Ôn thi ĐGNL, ĐGTD) Chuyên đề: Điện trường
• (Ôn thi ĐGNL, ĐGTD) Chuyên đề: Dòng điện. Mạch điện
• (Ôn thi ĐGNL, ĐGTD) Chuyên đề: Động lực học
• (Ôn thi ĐGNL, ĐGTD) Chuyên đề: Bảo toàn động lượng - bảo toàn năng lượng

---