Câu 10.1. 1. a) Định nghĩa : Dao động của một hệ dỷới tác dụng của một ngoại lực tuần hoàn gọi là dao động cỷỡng bức. Ngoại lực có biểu thức :F n = Hsin(wt+j), H là biên độ của ngoại lực, w là tần số góc của nó. Nói chung tần số f= w p2 của ngoại lực khác tần số riêng f o của hệ dao động. b) Đặc điểm của dao động cỷỡng bức : Trong khoảng thời gian nhỏ Dt kể từ lúc bắt đầu có ngoại lực tuần hoàn tác dụng, hệ thực hiện một dao động phức tạp là tổng hợp của dao động riêng và dao động do ngoại lực gây ra. Sau đó dao động riêng tắt hẳn, chỉ còn lại dao động do tác dụng của ngoại lực. Đó là dao động c ỡng bức. Dao động này có tần số bằng tần số của ngoại lực, biên độ của dao động phụ thuộc vào quan hệ f và f o . c) Sự cộng hỷởng : Hiện tỷợng mà biên độ của dao động cỷ ỡng bức tăng nhanh đến một giá trị cực đại khi tần số f của ngoại lực bằng tần số riêng f o của hệ dao động gọi là sự cộng hỷởng. Thídụ:+cóhại:-Chiếc cầu, bệ máy, trục, khung xe, thành tầu là hệ dao động, có tần số dao động riêng. Nếu vì nguyên nhân nào đó mà tần số của ngoại lực bằng tần số riêng dẫn đến sự cộng hỷởng kết quả có thể gẫy, đổ + có lợi : - Mạch chọn sóng trong máy thu vô tuyến. Khi tần số của sóng điện từ tới bằng tần số dao động riêng của mạch thì trong mạch có sự cộng hỷởng, cỷờng độ dòng điện tăng lên và ta có thể chọn đỷợc sóng cần thu. - Các thí dụ khác 2. Bảng so sánh : Đại lỷợng Con lắc lò so Mạch dao động điện từ www.khoabang.com.vn Luyện thi trên mạng ________________________________________________________________________________ Phỷơng trình dao động riêng Tần số dao động riêng Năng lỷợng dao động riêng. Tác nhân làm tắt dần Tác nhân cỷỡng bức Điều kiện cộng hỷởng Điều kiện cộng hỷởng nhọn hoành độ x; vận tốc, gia tốc. && x + w 0 2 x=0 x = Asin(w o t+j) w o = k m W= 1 2 mw o 2 A 2 = 1 2 kA 2 lực ma sát f m ngoại lực tuần hoàn: F n = H sin (wt+j) w = w o f m nhỏ (lực ma sát nhỏ) điện tích, cỷờng độ dòng điện, hiệu điện thế && q + w 0 2 q=0 q=Q o sin(w o t+j) w o = 1LC . W= 1 2 Q C = 1 2 LI o 2 o 2 điện trở R hiệu điện thế xoay chiều u=U o sin(wt+j) w = w o điện trở R nhỏ. Câu 10.2. 1. Xác đinh chu kì dao động Gọi t 1 là thời gian quả cầu đi từ A về vị trí cân bằng I, thời gian này bằng 1 4 chu kì của con lắc có chiều dài l và có điểm treo O t 1 = 1 4 2 1 2 p p g l g = = 0,5018 s . Gọi t 2 là thời gian quả cầu đi từ I đến điểm biên B, thời gian này bằng 1 4 chu kì của con lắc có chiều dài l/2 và có điểm treo O 1 . t 2 = 1 4 2 1 22 1 2 2 0 3548 1 p p gg t s===, . Nhỷ vậy chu kì dao động của quả cầu là : www.khoabang.com.vn Luyện thi trên mạng ________________________________________________________________________________ Đại lỷợng biến thiên www.khoabang.com.vn Luyện thi trên mạng ________________________________________________________________________________ T = 2(t 1 +t 2 )= p l g 1 1 2 + ổ ố ỗ ỗ ỗ ỗ ử ứ ữ ữ ữ ữ = 1,71s. 2. Vì các biên độ góc a 1 ,a 2 rất nhỏ nên ta coi nhỷ quả cầu dao động quanh vị trí cân bằng I trên một đỷờng thẳng nằm ngang. Gọi biên độ AI và BI là a 1 và a 2 a 1 =la 1 = 1. 3,14 180 .3 = 0,052m, a 1 = 5,2cm. Để tính a 2 ta áp dụng định luật bảo toàn cơ năng : E (B) =E (A) , mg l 2 (1 - cosa 2 ) = mgl(1 - cosa 1 ), 1 4 1 2 2 2 1 2 mgl mglaa= a 2 = a 1 2 , a 2 = 1 2 2 2 52 2 2 2 1 .,a a == l ằ 3,7cm. Đồ thị . 3. Khi rơi xuống đến vị trí cân bằng, thế năng của con lắc ở A biến đổi hoàn toàn thành động năng lúc sắp va chạm vào vật cản.Vì va chạm là đàn hồi nên sau khi va chạm quả cầu bật trở lại với động năng lúc trỷớc va chạm. Do đó nó lại lên đỷợc đến A. Kết quả là quả cầu dao động từ A đến I với chu kì là T= 1 2 2 l g =1sp . Đồ thị dao động www.khoabang.com.vn Luyện thi trên mạng ________________________________________________________________________________ Câu 10.3. Độ dịch chuyển của ảnh theo chiều truyền ánh sáng khi chùm sáng đi qua bản thủy tinh. a= a n =- ổ ố ỗ ỗ ỗ ử ứ ữ ữ ữ ữ 11 1 với l = 5,7cm và n = 1,5 thì a = 1,9cm Gọi d và d là khoảng cách từ thấu kính đến vật AB và đến màn ảnh (khi ch a đặt bản thủy tinh trên đ ờng truyền ánh sáng). Kí hiệu bản thủy tinh là L và thấu kính là O. Ta có các sơ đồ tạo ảnh sau: - Khi đặt bản thủy tinh tr ớc thấu kính AB ứứđ A 1 B 1 ứứđ A 2 B 2 d 1 d 1 với d 1 =d-a;d 1 =dvàA 1 B 1 = AB; A 2 B 2 = 10mm -Khi đặt bản thủy tinh sau thấu kính: OL AB ứứđ A 1 B 1 ứứđ A 2 B 2 d 2 d 2 với d 2 =d;d 2 =d-avàA 1 B 1 =A 2 B 2 ;A 2 B 2 = 8,1mm Độ phóng đại của các ảnh là |k 1 |= AB AB = AB AB 22 11 22 |k 2 |= A' B' AB = A' B' AB 11 2 2 Vậy. k k = AB A' B' = 10 8,1 1 2 22 22 ẵ ẵ ẵ ẵ ẵ ẵ . Mặt khác ta có: |k 1 |= d' d = d' d-a ;|k|= d' d = d' - a d 1 1 2 2 2 k k = dd' (d-a)(d'-a) = 10 8,1 1 2 ẵ ẵ ẵ ẵ ẵ ẵ (1) www.khoabang.com.vn LuyÖn thi trªn m¹ng ________________________________________________________________________________ Ta l¹i cã: d(d' - a) d'(d - a) = 1 (2) (1) vµ (2) cho ta d (d - a) = 10 8,1 = 100 81 2 2 v×d>0vµd-a>0nªntacã d d-a = 10 9 d = 10a = 19cm Thay vµo (2), ta ® îc d’ = 19cm. Tiªu cù cña thÊu kÝnh lµ f= d.d' d+d' = (d - a)d' d-a+d' = (19 - 1,9)19 19 - 1,9 +19 11 11 f = 9cm |k | = d' d-a = 19 19 - 1,9 = 19 17,1 = 1 0,9 = AB AB 1 22 AB = 0,9 A 2 B 2 = 0,9.10=9mm. VËy a) Tiªu cù cña thÊu kÝnh lµ f = 9cm b) ChiÒu cao cña vËt AB:AB=9mm c) Kho¶ng c¸ch tõ vËt AB ®Õn thÊu kÝnh:d=19cm ; ®Õn mµn ¶nh d + d’ = 38cm. . cực đại khi tần số f của ngoại lực bằng tần số riêng f o của hệ dao động gọi là sự cộng hỷởng. Thíd :+ cóhại:-Chiếc cầu, bệ máy, trục, khung xe, thành tầu là hệ dao động, có tần số dao động riêng đó mà tần số của ngoại lực bằng tần số riêng dẫn đến sự cộng hỷởng kết quả có thể gẫy, đổ + có lợi : - Mạch chọn sóng trong máy thu vô tuyến. Khi tần số của sóng điện từ tới bằng tần số dao động. biên độ của ngoại lực, w là tần số góc của nó. Nói chung tần số f= w p2 của ngoại lực khác tần số riêng f o của hệ dao động. b) Đặc điểm của dao động cỷỡng bức : Trong khoảng thời gian nhỏ Dt