Trả lời nhanh
Phát biểu “Dao động tắt dần càng nhanh khi độ lớn lực cản của môi trường càng lớn” là ĐÚNG. Lực cản càng lớn thì cơ năng mất đi càng nhanh nên biên độ giảm càng nhanh. Vì vậy, nếu đây là phương án A của câu “chỉ ra phát biểu sai” thì A không phải đáp án; phát biểu sai nằm ở phương án còn lại.
Vì sao phát biểu “tắt dần nhanh khi lực cản lớn” là đúng?
Dao động tắt dần là dao động có biên độ giảm dần theo thời gian. Nguyên nhân là lực cản (ma sát, sức cản của không khí, của nước…) luôn sinh công âm, làm cơ năng của vật giảm dần.
Lực cản càng lớn, mỗi chu kì hệ mất càng nhiều năng lượng, nên dao động dừng lại càng sớm. Ví dụ quen thuộc: cùng một con lắc, thả trong không khí dao động rất lâu, nhúng trong dầu nhớt thì tắt gần như ngay.
Bảng nhớ nhanh: bốn loại dao động
| Loại dao động | Biên độ | Tần số | Đặc điểm cần nhớ |
|---|---|---|---|
| Tắt dần | Giảm dần | Gần bằng tần số riêng (khi lực cản nhỏ) | Cơ năng giảm; lực cản càng lớn tắt càng nhanh |
| Duy trì | Không đổi | Bằng tần số riêng f0 | Được bổ sung năng lượng đúng nhịp để bù phần mất do ma sát |
| Cưỡng bức | Phụ thuộc: biên độ ngoại lực, lực cản, độ chênh |f − f0| | Bằng tần số ngoại lực f | Chịu tác dụng lực biến thiên tuần hoàn từ bên ngoài |
| Cộng hưởng | Cực đại | f = f0 | Lực cản càng nhỏ, đỉnh cộng hưởng càng cao và nhọn |
Những phát biểu SAI thường gặp trong đề
Khi đề yêu cầu “chỉ ra phát biểu sai”, ô sai thường được tạo bằng cách đổi một chi tiết của câu đúng. Em hãy cảnh giác với các dạng sau:
- “Dao động tắt dần có tần số giảm dần theo thời gian” – sai, thứ giảm dần là biên độ (cơ năng).
- “Dao động cưỡng bức có tần số bằng tần số riêng của hệ” – sai, nó bằng tần số của ngoại lực.
- “Biên độ dao động cưỡng bức không phụ thuộc lực cản” – sai, lực cản càng nhỏ, biên độ (nhất là gần cộng hưởng) càng lớn.
- “Dao động duy trì có biên độ giảm dần” – sai, biên độ được giữ không đổi.
- “Cộng hưởng xảy ra khi biên độ ngoại lực đủ lớn” – sai, điều kiện là f = f0, không phải độ lớn lực.
- “Dao động tắt dần luôn có hại” – sai, hệ giảm xóc ô tô, cửa tự đóng… lại tận dụng sự tắt dần.
Mẹo loại trừ nhanh
- Gạch chân đối tượng của câu: tắt dần, duy trì hay cưỡng bức.
- Đối chiếu với bảng ở trên: đại lượng nào thay đổi, đại lượng nào cố định.
- Câu có từ tuyệt đối như “luôn”, “không bao giờ”, “không phụ thuộc” thường là câu bẫy.
- Câu nói về nguyên nhân “lực cản – mất cơ năng – tắt dần” thường đúng.
Lỗi sai hay gặp
- Nhầm “dao động duy trì” với “dao động cưỡng bức”: duy trì dao động với tần số riêng, cưỡng bức dao động với tần số ngoại lực.
- Nghĩ rằng cộng hưởng làm biên độ lớn vô hạn: thực tế biên độ cực đại hữu hạn vì luôn có lực cản.
- Đọc nhanh, bỏ sót đề hỏi “sai” mà chọn câu đúng.
Bài luyện tập (tự đặt)
Bài 1. Hai con lắc lò xo giống hệt nhau, một con dao động trong không khí, một con trong nước. Con lắc nào tắt dần nhanh hơn? Vì sao?
Đáp án: Con lắc trong nước, vì lực cản của nước lớn hơn nên cơ năng mất nhanh hơn.
Bài 2. Một hệ có tần số riêng 5 Hz chịu ngoại lực tuần hoàn cùng biên độ, tần số lần lượt 4 Hz, 5 Hz, 6 Hz. Ở tần số nào biên độ dao động ổn định lớn nhất? Khi ngoại lực có tần số 4 Hz, hệ dao động với tần số bao nhiêu?
Đáp án: Lớn nhất ở 5 Hz (cộng hưởng, f = f0). Với ngoại lực 4 Hz, hệ dao động ổn định với tần số 4 Hz.
Bài 3. Phát biểu “Dao động duy trì có biên độ không đổi và tần số bằng tần số riêng của hệ” đúng hay sai?
Đáp án: Đúng, vì năng lượng được bổ sung đúng nhịp, bù vừa đủ phần năng lượng mất đi do ma sát.
Câu hỏi thường gặp
Phát biểu 'dao động tắt dần càng nhanh khi độ lớn lực cản càng lớn' đúng hay sai?
Đúng. Lực cản lớn làm cơ năng giảm nhanh hơn mỗi chu kì nên biên độ giảm nhanh và dao động dừng sớm hơn.
Tần số của dao động cưỡng bức bằng bao nhiêu?
Bằng tần số của ngoại lực cưỡng bức, không phụ thuộc vào tần số riêng của hệ. Tần số riêng chỉ ảnh hưởng đến biên độ.
Điều kiện để xảy ra cộng hưởng là gì?
Tần số ngoại lực bằng tần số riêng của hệ (f = f0). Khi đó biên độ dao động cưỡng bức đạt giá trị cực đại.
Dao động duy trì khác dao động cưỡng bức ở điểm nào?
Dao động duy trì có tần số bằng tần số riêng và biên độ không đổi nhờ được bổ sung năng lượng đúng nhịp; dao động cưỡng bức có tần số bằng tần số của ngoại lực.