Chào các em! Hôm nay chúng ta sẽ cùng nhau ôn tập và giải một câu hỏi về dao động cưỡng bức. Đây là một chủ đề rất quan trọng trong chương trình Vật lý lớp 12 của chúng ta. Cô sẽ hướng dẫn các em phân tích từng phương án một cách chi tiết theo đúng tinh thần của sách giáo khoa nhé.

Câu hỏi của chúng ta là về dao động cưỡng bức. Chúng ta cần xác định phát biểu nào là đúng.

Đầu tiên, chúng ta cùng nhắc lại khái niệm dao động cưỡng bức.
Dao động cưỡng bức là dao động dưới tác dụng của một ngoại lực biến đổi điều hòa theo thời gian.

Bây giờ, chúng ta sẽ đi phân tích từng phương án:

Phương án A: Chu kì dao động bằng chu kì biến thiên của ngoại lực.

Các em hãy nhớ lại trong sách giáo khoa Vật lý lớp 12, phần dao động cưỡng bức. Khi một vật dao động cưỡng bức, tần số dao động của nó sẽ bằng với tần số của ngoại lực điều hòa tác dụng lên nó. Tần số và chu kì là hai đại lượng nghịch đảo của nhau. Nếu tần số dao động bằng tần số ngoại lực, thì chu kì dao động cũng sẽ bằng chu kì của ngoại lực.

Chúng ta có mối liên hệ giữa tần số \(f\) và chu kì \(T\) là: \(T = \frac{1}{f}\).
Nếu tần số dao động của vật \(f_{dao dong}\) bằng tần số của ngoại lực \(f_{ngoai\_luc}\), tức là \(f_{dao dong} = f_{ngoai\_luc}\), thì suy ra chu kì dao động của vật \(T_{dao dong}\) sẽ bằng chu kì của ngoại lực \(T_{ngoai\_luc}\): \(T_{dao dong} = \frac{1}{f_{dao dong}} = \frac{1}{f_{ngoai\_luc}} = T_{ngoai\_luc}\).

Vậy, phương án A là đúng.

Bây giờ, chúng ta sẽ xem xét các phương án còn lại để hiểu rõ hơn tại sao chúng sai.

Phương án B: Năng lượng dao động không phụ thuộc ngoại lực.

Khi có ngoại lực tác dụng vào hệ, ngoại lực này sẽ cung cấp năng lượng cho hệ, làm cho hệ duy trì dao động. Biên độ và năng lượng của dao động cưỡng bức phụ thuộc vào năng lượng mà ngoại lực cung cấp. Nếu ngoại lực mạnh hơn, nó có thể cung cấp nhiều năng lượng hơn, dẫn đến biên độ dao động lớn hơn và do đó năng lượng dao động cũng lớn hơn. Ngược lại, nếu ngoại lực yếu hơn, năng lượng dao động sẽ nhỏ hơn.

Do đó, năng lượng dao động của hệ khi có ngoại lực cưỡng bức hoàn toàn phụ thuộc vào ngoại lực. Phát biểu B là sai.

Phương án C: Tần số dao động không phụ thuộc tần số của ngoại lực.

Như chúng ta đã phân tích ở phương án A, theo sách giáo khoa, một đặc điểm quan trọng của dao động cưỡng bức là: tần số của dao động cưỡng bức có xu hướng bằng tần số của ngoại lực điều hòa tác dụng lên nó. Khi hệ dao động ổn định, tần số của hệ sẽ hoàn toàn trùng với tần số của ngoại lực.

Vì vậy, phát biểu C là sai.

Phương án D: Biên độ dao động chỉ phụ thuộc tần số của ngoại lực.

Đúng là biên độ dao động cưỡng bức có phụ thuộc vào tần số của ngoại lực. Tuy nhiên, nó không chỉ phụ thuộc vào tần số của ngoại lực. Biên độ dao động cưỡng bức còn phụ thuộc vào:
1. Biên độ của ngoại lực: Ngoại lực có biên độ càng lớn thì biên độ dao động cưỡng bức càng lớn.
2. Lực tiêu tán (lực cản): Lực tiêu tán càng lớn thì biên độ dao động cưỡng bức càng nhỏ.

Khi tần số của ngoại lực thay đổi, biên độ dao động cưỡng bức cũng thay đổi, đặc biệt là khi tần số ngoại lực tiến gần đến tần số riêng của hệ (hiện tượng cộng hưởng). Tuy nhiên, để nói “chỉ phụ thuộc tần số của ngoại lực” là chưa đủ và do đó là sai.

Tổng kết lại, dựa trên kiến thức đã học trong sách giáo khoa Vật lý lớp 12 về dao động cưỡng bức, phát biểu đúng là:

A. Chu kì dao động bằng chu kì biến thiên của ngoại lực.

Chúc các em học tốt!