Với giải Câu 4.5 (H) trang 18 SBT Vật Lí lớp 11 Chân trời sáng tạo chi tiết trong Bài 4: Dao động tắt dần và hiện tượng cộng hưởng giúp học sinh dễ dàng xem và so sánh lời giải từ đó biết cách làm bài tập trong SBT Vật Lí 11 . Mời các bạn đón xem:

Giải SBT Vật lí 11 Bài 4: Dao động tắt dần và hiện tượng cộng hưởng

Câu 4.5 (H) trang 18 Sách bài tập Vật Lí 11: Một con lắc lò xo gồm viên bi nhỏ gắn vào một lò xo, viên bi có thể dao động điều hoà với tần số góc riêng 20 rad/s. Con lắc dao động cưỡng bức theo phương trùng với trục của lò xo dưới tác dụng của ngoại lực tuần hoàn $F=F_0\text{cos}\left(\text{Ω}t\right)$. Khi thay đổi $\text{Ω}$ ta ghi nhận được tại giá trị tần số góc 10 rad/s và 15 rad/s thì biên độ dao động của viên bi tương ứng là A₁ và A₂.

a) So sánh A₁ và A₂.

b) Biểu diễn trên đồ thị biên độ của viên bi theo tần số góc của ngoại lực tuần hoàn các điểm tương ứng với giá trị A₁ và A₂.

Lời giải:

a) Vì ${\text{Ω}}_1<{\text{Ω}}_2<{\omega }_0$ nên $A_1<A_2$

b) Đồ thị biên độ của viên bi theo tần số góc của ngoại lực tuần hoàn.

Lý thuyết Con lắc lò xo

I) Khái niệm

     - Con lắc lò xo gồm một vật nhỏ có khối lượng m gắn vào đầu một lò xo có độ cứng k và khối lượng không đáng kể.

II) Phương trình dao động

     - Xét một con lắc lò xo nằm ngang: vật có khối lượng m, lò xo có độ cứng k, mặt ngang không ma sát.

     Chọn trục tọa độ như hình vẽ, gốc tọa độ ở VTCB ( vị trí lò xo không biến dạng.

     Các lực tác dụng lên vật: trọng lực P→, phản lực N→, lực đàn hồi F→.

     Theo Định luật II Niu-tơn ta có: P→ + N→ + F→ = ma→

     Chiếu lên trục Ox ta có: F = ma

     ⇔ -kx = ma ⇔ a = x" = (-k/m).x (Phương trình vi phân cấp 2)

     Nghiệm của phương trình trên có dạng: x = A cos⁡(ωt + φ)

     Với 

     A, φ∶ được xác định từ điều kiện ban đầu của bài toán.

III) Lực trong con lắc lò xo:

     - Lực đàn hồi Fđh: là lực xuất hiện khi lò xo bị biến dạng.

     Fđh = -k∆l (Với ∆l là độ biến dạng của lò xo, so với vị trí lò xo không biến dạng)

     - Lực phục hồi (lực hồi phục): là hợp lực tác dụng lên vật dao động điều hòa.

     Fph = ma = -kx (Với x là li độ của vật, so với VTCB)

     Lực phục hồi luôn hướng về vị trí cân bằng.

     - Nhận xét

     Trong con lắc lò xo nằm ngang: x = ∆l ( do VTCB là vị trí lò xo không biến dạng)

     Trong con lắc lò xo thẳng đứng:

     Tại VTCB, tổng hợp lực bằng 0: k∆l0 = mg

     → Độ biến dạng của lò xo ở VTCB ∆l0 = mg/k

     (VTCB khác vị trí lò xo không biến dạng).

     Độ lớn 

     Độ lớn