40 bài tập trắc nghiệm dao động cơ mức độ 3 vận dụng đề số 3 (có lời giải chi tiết)

40 bài tập trắc nghiệm dao động cơ mức độ 3 vận dụng đề số 3 (có lời giải chi tiết) Đây là đề 1 trong bộ đề 4 mức độ luyện thi THPTQG, đánhh giá năng lực cho HS cuối cấp Tài liệu là tham khảo cho HS THPT được sưu tầm từ nhiều thầy cô trong cả nước và các website luyện thi nổi tiếng. file word cho các thầy cô dễ dàng sử dụng, có lời giải chi tiết tất cả các câu từ dễ tới khó.

DAO ĐỘNG CƠ – MỨC ĐỘ VẬN DỤNG – ĐỀ Câu 1: Một lắc lò xo dao động điều hịa theo phương thẳng đứng với chu kì 0,4s biên độ 8cm Lấy g = 10 m/s2  �10 Khoảng thời gian ngắn hai lần công suất tức thời lực đàn hồi A.1/30s B 2/15s C 1/15s D 4/15s Câu 2: Con lắc lò xo gồm vật nặng m = 100g lị xo nhẹ có độ cứng k = 100N/m Tác dụng ngoại lực cường biến thiên điều hòa biên độ F0 tần số f1 = 6Hz biên độ dao động ổn định A1 Nếu giữ nguyên biên độ F0 yếu tố khác, tăng tần số ngoại lực đến f = 7Hz biên độ dao động ổn định A2 So sánh A1 A2? A A1 = A2 B Chưa đủ điều kiện để kết luận C A1 < A2 D A1 > A2 Câu 3: Một vật thực đồng thời hai dao động điều hòa phương, chu kỳ T = π/2 (s), có biên độ 3cm 7cm Vận tốc vật qua vị trí cân nhận giá trị đây? A 15cm/s B 5cm/s C 30cm/s D 45cm/s Câu 4: Một lắc lò xo gồm vật nặng khối lượng m = 0,2kg lị xo có độ cứng k = 50N/m Kéo vật khỏi vị trí cân 4cm truyền cho vật vận tốc đầu 15π cm/s để vật dao động điều hòa Lấy π2 = 10 Năng lượng dao động vật A 0,0625J B 0,0562J C 0,0256J D 0,625J Câu 5: Một lắc lò xo treo thẳng đứng gồm lị xo có độ cứng k = 50N/m vật nặng khối lượng 200g Kéo vật thẳng đứng xuống để lò xo dãn 12cm thả nhẹ cho vật dao động điều hòa Bỏ qua lực cản, lấy g = 10m/s2 π2 = 10 Khoảng thời gian mà lực đàn hồi tác dụng lên vật nặng chiều với lực hồi phục chu kỳ A 1/15s B 4/15s C 1/30s D 1/3s Câu 6: Một lắc lò xo thẳng đứng lắc đơn tích điện có khối lượng m, điện tích q Khi dao động điều hịa khơng có điện trường chúng có chu kỳ T = T2 Khi đặt hai lắc vào điện trường có cường độ điện trường theo phương thẳng đứng độ dãn lị xo qua vị trí cân tăng 1,44 lần, lắc đơn dao động điều hịa với chu kỳ 5/6 s Chu kỳ dao động lắc lò xo điện trường A 5/6s B 1,44s C 1s D 1,2s Câu7: Một lắc lò xo đặt nằm ngang gồm lị xo có độ cứng k = 40 N/m vật nặng khối lượng m = 400 g Từ vị trí cân kéo vật đoạn cm thả nhẹ cho vật dao động điều hoà Sau thả vật 7π/30 s giữ đột ngột điểm lị xo Biên độ dao động vật sau giữ lò xo A 2cm B 14cm C 6cm D 7cm Câu 8: Một lắc lò xo treo thẳng đứng, lò xo nhẹ có độ cứng 100 N/m, vật nặng có khối lượng m = 100 g Lấy g = 10 m/s2, π2 = 10 Kéo vật xuống khỏi vị trí cân theo phương thẳng đứng cm buông nhẹ cho vật dao động điều hòa Thời gian lò xo bị nén khoảng thời gian 0,5 s kể từ thả vật là: A 1/6 s B 1/30 C 1/15 s D 2/15 s Câu 9: Tại thời điểm vận tốc vật dao động điều hoà dương tăng A li độ vật dương, gia tốc hướng với chiều dương trục toạ độ B li độ vật dương, gia tốc ngược hướng với chiều dương trục toạ độ C li độ vật âm, gia tốc ngược hướng với chiều dương trục toạ độ D li độ vật âm, gia tốc hướng với chiều dương trục toạ độ Câu 10: Một lắc lò xo gồm cầu khối lượng m =100g treo vào lị xo có độ cứng k = 40N/m (lấy g=10m/s2, bỏ qua ma sát) Kéo cầu xuống vị trí cân đoạn 2cm bng nhẹ cho dao động điều hồ Chọn gốc toạ độ VTCB, chiều dương hướng lên Phương trình dao động vật A x = 2cos(20t + π/2) cm B x = 2cos(20πt + π/2) cm C x = 2cos(20t) cm D x = 2cos(20t + π) cm Câu 11: Con lắc lò xo nhẹ có độ cứng k = 10 N/m, vật nhỏ có khối lượng m = 100g dao động điều hòa Tại thời điểm tốc độ vật 20 cm/s gia tốc vật m/s2 Biên độ dao động lắc có giá trị là: A cm B cm C cm D 10 cm Câu 12: Một vật dao động điều hịa theo phương trình x = 10cos10πt(cm) Vân tốc vật có độ lớn 50π (cm/s) lần thứ 2017 kể từ lúc t = thời điểm: A 6048/60 s B 6049/60 s C 6047/60 s D 605/6 s Câu 13: Một lắc lò xo treo thẳng đứng vật nhỏ có khối lượng m = kg Từ vị trí cân kéo vật xuống đến vị trí lị xo giãn cm bng khơng vận tốc đầu cho vật dao động điều hịa Biết dao động vật 0,05 J Lấy g = 10 m/s2 π2 = 10 Biên độ dao động vật bao nhiêu? A cm B cm C cm D cm Câu 14: Cho dao động điều hòa phương, tần số x1 = 1,5cos(100πt)cm, x2  � � cos � 100 t  � cm x3  cos(100πt + 5π/6)cm Phương trình dao động tổng hợp dao 2� � động là: A x  cos  100 t   /  cm B x  cos  200 t  cm C x  cos  200 t   /  cm D x  cos  100 t  cm Câu 15: Một chất điểm dao động điều hịa có phương trình x = 5cos(πt + π/2)(cm) Tốc độ trung bình vật 2,5s A 5cm/s B 30cm/s C 20cm/s D 10cm/s Câu 16: Con lắc đơn thang máy đứng yên có chu kỳ T Khi thang máy chuyển động thẳng biến đổi chu kỳ lắc T’ Nếu T’< T thang máy A lên chậm dần xuống nhanh dần B lên chậm dần xuống chậm dần C lên nhanh dần xuống chậm dần D lên nhanh dần xuống nhanh dần Câu 17: Một lớn đơn có độ dài l, khoảng thời gian ∆t thực dao động điều hịa Người ta giảm bớt độ dài 16cm, khoảng thời gian ∆t trước thực 10 dao động Chiều dài lắc ban đầu A 9m B 25cm C 9cm D 25m Câu 18: Con lắc lò xo dao động thẳng đứng có độ cứng 50N/m, biên độ 6cm Biết vật nặng có khối lượng 200g lấy g=10m/s2 Hướng độ lớn lực đàn hồi lò xo tác dụng vào điểm treo lò xo vật qua VTCB A hướng xuống, 2N B hướng lên, 2N C D hướng xuống, 3N Câu 19: Một lắc lò xo : thả nhẹ, vật dao động điều hòa theo phương thẳng đứng với biên độ 2,5cm Lấy g = 10m/s2 Trong q trình dao động, trọng lực có cơng suất tức thời cực đại A 0,41W B 0,64W C 0,5W D 0,32W Câu 20: Một lắc đơn gồm vật nhỏ treo vào đầu sợi dây không dãn, đầu dây cố định Bỏ qua lực cản môi trường Kéo lắc cho dây treo hợp với phương thẳng đứng góc α0(rad) nhỏ thả nhẹ Tỉ số độ lớn gia tốc vật vị trí cân độ lớn gia tốc vị trí biên A α0 B 1,73α0 C.10α0 D Câu 21: Một lắc lò xo dao động điều hòa với chu kì T biên độ cm Biết chu kì, khoảng thời gian để độ lớn gia tốc vật không vượt 100cm/s T/3 Lấy π2 = 10 Tần số dao động vật có giá trị A 1Hz B 2Hz C 3Hz D 4Hz Câu 22: Con lắc lò xo dao động điều hòa theo phương thẳng đứng với tần số f = 2,5Hz, biên độ A = cm Cho g = 10 m/s2 π2 = 10 Thời gian ngắn để vật từ vị trí cân đến vị trí lị xo có chiều dài tự nhiên A 1/10 s B 1/15 s C 1/20 s D 1/30 s Câu 23: Con lắc lị xo có khối lượng m = 100 g, dao động điều hòa với co E = 32 mJ Tại thời điểm ban đầu vật có vận tốc v = 40 cm/s gia tốc a = 8m/s2 Pha ban đầu dao động A - π/6 B π/6 C – 2π/3 D - π/3 Câu 24: Trong dao động điều hịa có chu kì T thời gian ngắn để vật từ vị trí có gia tốc cực đại đến vị trí gia tốc nửa gia tốc cực đại có giá trị A T/12 B T/8 C T/6 D T/4 Câu 25: Một lắc lò xo dao động điều hòa theo phương ngang với tần số góc 10 rad/s Biết động vận tốc vật có độ lớn 0,6 m/s Biên độ dao động lắc A cm B cm C 12 cm D 12 cm Câu 26: Một lắc đơn có chiều dài l treo trần thang máy Khi thang máy chuyển động nhanh dần lên với gia tốc có độ lớn a (a < g) lắc dao động với chu kì T Khi thang máy chuyển động chậm dần lên với gia tốc có độ lớn a lắc dao động với chu kì T = 2T1 Độ lớn gia tốc a A g/5 B 2g/3 C 3g/5 D g/3 Câu 27: Một lắc lò xo nằm ngang dao động theo phương trình x=5cos(2πt-π/3)(cm) ( x tính cm; t tính s) Kể từ t=0, lực đàn hồi đổi chiều lần đầu thời điểm A 2/3 s B 11/12 s C 1/6 s D 5/12s Câu 28: Con lắc lò đặt nằm ngang, gồm vật nặng có khối lượng m lị xo nhẹ có độ cứng 100(N/m)dao động điều hịa Trong q trình dao động chiều dài lò xo biến thiên từ 22 (cm) đến 30 (cm) Khi vật cách vị trí biên (cm) động vật A 0,0375 (J) B 0,035 (J) C 0,045 (J) D 0,075 (J) Câu 29: Một lắc lò xo gồm cầu nhỏ khối lượng 500g lị xo có độ cứng 50N/m Cho lắc dao động điều hòa phương nằm ngang Tại thời điểm vận tốc cầu 0,1 m/s gia tốc m/s2 Cơ lắc A 0,04 J B 0,05 J C 0,02 J D 0,01 J Câu 30: Một lắc đơn có chiều dài dây treo l dao động với biên độ góc nhỏ chu kì dao động T1 = 0,6s Con lắc đơn có chiều dài l2có chu kì dao động nơi T2 = 0,8 s Chu kì lắc có chiều dài l = l1 + l2 A 0,48s B 1,0 s C 0,7s D 1,4s Câu 31: Một lắc đơn gồm vật có khối lượng m, dây treo có chiều dài l = 2m, lấy g = π2 Con lắc dao động điều hòa tác dụng ngoại lực có biểu thức F = F 0cos(ωt + π/2)( N) Nếu chu kỳ T ngoại lực tăng từ 1s lên 3s biên độ dao động vật sẽ: A tăng giảm B giảm C giảm tăng D tăng Câu 32: Hai lắc lò xo giống hệt đặt mặt phẳng nằm ngang Con lắc thứ lắc thứ hai pha với biên độ 3A A.Chọn mốc lắc vị trí cân Khi động lắc thứ 0,72J lắc thứ hai 0,24J Khi lắc thứ 0,09J động lắc thứ hai A.0,01J B.0,31J C.0,08J D.0,32J Câu 33: Một lắc lị xo có độ cứng 40 N/m khối lượng vật M 75 g nằm yên mặt phẳng ngang, nhẵn Một vật nhỏ m có khối lượng 25 g chuyển động theo phương trùng với trục lò xo với tốc độ 3,2 m/s đến va chạm dính chặt vào M Sau va chạm, hai vật dao động điều hòa với biên độ A.3 cm B.4 cm C.5 cm D.6 cm Câu 34: Cho vật dao động điều hòa có biên độ A1= 5cm, A2= 10 cm, A3= cm tần số f1, f2, f3 Biết thời điểm, li độ vận tốc vật liên hệ biểu thức x1 x2 x3   Tại v1 v2 v3 thời điểm t, vật cách VTCB chúng đoạn cm, 8cm x Giá trị x0 gần giá trị sau A 3cm B 2cm C 6,4 cm D 4cm � �  t  �cm Tìm biên độ để chất điểm Câu 35: Một chất điểm dao động có phương trình x  A cos � � 3� quãng đường 30cm thời gian 2/3(s) kể từ thời điểm ban đầu: A 5cm B 10cm C 20cm D 40cm Câu 36: Một lắc lò xo treo thẳng đứng kích thích cho dao động điều hịa Thời gian cầu từ vị trí cao đến vị trí thấp 0,15s tỉ số độ lớn lực đàn hồi lò xo trọng lượng cầu gắn đầu lắc vị trí thấp 1,8 Lấy g=π2 m/s2 Biên độ dao động lắc là: A 1,25cm B 2,8cm C 1,8cm D 2,25cm Câu 37: Một vật dao động điều hòa trục Ox, giới hạn đoạn thẳng có độ dài 20 cm, tần số 0,5Hz Gia tốc chuyển động thời điểm t = 1s a  (m/s2) Lấy π2 = 10, phương trình dao động vật � 3 t  A x  10 cos � � � cm � � � � t  � cm C x  20 cos � � 4� � � t  � cm B x  10 cos � � 4� � 3 � t  � cm D x  20 cos � � � Câu 38: Lần lượt treo hai vật m1 m2 vào lắc lị xo có độ cứng k = 40 N/m kích thích dao động điều hịa Trong khoảng thời gian định m thực 20 dao động m2 thực 10 dao động Nếu treo hai vật vào lị xo chu kỳ dao động hệ π/2s Khối lượng m m2 A 0,5kg;1,5 kg B 0,5 kg; kg C 0,5kg;1kg D 1kg;0,5 kg Câu 39: Dao động vật tổng hợp hai dao động điều hịa phương trình: x = 2cos(4t + φ1) (cm); x2 = 2cos(4t + φ2) (cm) với ≤ φ2 - φ1 ≤ π Biết phương trình dao động tổng hợp: x = 2cos(4t + π/6) (cm) Hãy xác định φ1? A π/6 B – π/6 C – π/2 D π/2 Câu 40: Hai chất điểm A B dao động hai trucc̣ hệ tọa độ Oxy( O vị trí cân vật) với phương trình là: x=4cos(10πt+π/6)cm y=4cos(10πt+φ)cm Biết –π/2 f nên dựa vào đồ thị biểu diễn phụ thuộc biên độ vào tần số ngoại lực ta A2 > A1 Câu 3: Đáp án C Phương pháp: Sử dụng điều kiện biên độ dao động tổng hợp toán tổng hợp hai dao động điều hịa cơng thức tính vận tốc cực đại Cách giải:  Ta có: T  s �   4rad / s Vận tốc vật qua VTCB: v = ωA Biên độ dao động tổng hợp thoả mãn : |A1 – A2| ≤ A ≤ |A1 + A2| 4cm ≤ A ≤10cm =>Biên độ dao động tổng hợp nhận giá trị từ cm đến 10cm => Vận tốc qua vị trí cân có giá trị: Tần số dao động riêng hệ lắc lò xo là: f   A1 ��+�� A2 v +  A � A2  4.4 v 4.10 16cm / s v 40cm / s Vậy vận tốc vật qua vị trí cân nhận giá trị 30cm/s Câu 4: Đáp án A Phương pháp: - Áp dụng hệ thức độc lập với thời gian li độ vận tốc - Áp dụng cơng thức tính lượng dao động vật dao động điều hồ Cách giải: Tần số góc:   k  5  rad / s  m Theo ta có: x = 4cm, v = 15π cm/s Áp dụng công thức: A2  x  Năng lượng dao động: W  v2 � A  5cm 2 kA  50.0, 052  0, 0625 J 2 Câu 5: Đáp án D Phương pháp: Sử dungc̣ đường tròn lươngc̣ giác Lực hồi phục có chiều ln hướng VTCB Lực đàn hổi sinh lò xo bị biến dạng có xu hướng đưa lị xo trạng thái khơng biến dạng Cách giải: Tần số góc:   k  5 � T  0, 4s m mg  4cm k Kéo vật thẳng đứng xuống để lò xo dãn 12cm thả nhẹ cho vật dao động điều hoà => Biên độ dao động: A = 12 – = 8cm Độ dãn lò xo VTCB: l  Biểu diễn đường tròn lượng giác khoảng thời gian hai lực chiều (mô tả phần trắng đường tròn) Từ đường tròn lượng giác � t  T  s Câu 6: Đáp án C Phương pháp: Sử dụng lí thuyết tốn lắc đơn chịu thêm tác dụng lực điện trường Công thức xác định chu kì dao động lắc lị xo lắc Tlx  2 đơn: m l l  2 ; Tcld  2 k g g Cách giải: - Chu kì dao động lắc lị xo: T  2 m l  2 k g Khi đặt điện trường khơng làm thay đổi khối lượng độ cứng lò xo nên chu kì dao động lị xo khơng có điện trường có điện trường: T1  T1' � 2 l l ' g l  2 � ' ' ' g g g l 1, 44 - Chu kì dao động lắc đơn khơng có điện trường có điện trường là: � l T2  2 � g T' � �  � T2  1, 2T2'  1,  1s � T1  1s � T2 1, l � ' T   � g' � Câu 7: Đáp án C Phương pháp: Áp dụng hệ thức độc lập với thời gian li độ vận tốc Cách giải: Ta có:   k 7 7T  10rad / s � T   / � s m 30 Tại thời điểm trước giữ lò xo: x  4cm; v  40 3cm / s;   10rad / s Sau giữ, x giảm nửa độ cứng tăng gấp đôi: x  2cm; v  40 3cm;  '  10 2rad / s � A'  Câu 8: Đáp án A Phương pháp: Sử dụng đường trịn lượng giác lí thuyết lắc lò xo treo thẳng đứng Cách giải: mg  0, 01m  1cm - Độ dãn lò xo vật vị trí cân bằng:   k - Kéo vật xuống khỏi vị trí cân theo phương thẳng đứng cm buông nhẹ nên biên độ dao động vật: A = 2cm - Chu kỳ dao động T = 0,2s - Lò xo bị nén vật di chuyển đoạn từ li độ -1cm biên âm -2cm, biểu diễn phần tơ đậm hình vẽ - Trong 0,5s = 2,5T, thời gian lò xo bị nén là: 2T/3 + T/6 = 1,6 (s) Câu : Đáp án D Phương pháp: - Sử dụng lí thuyết dao động điều hồ sử dụng đường trịn lượng giác - Vecto gia tốc ln hướng vị trí cân Cách giải: Biểu diễn đường tròn lượng giác: Tại thời điểm vận tốc vật dao động điều hồ dương tăng (từ vị trí (1) đến vị trí (2) đường trịn lượng giác) li độ vật âm, gia tốc hướng với chiều dương trục toạ độ Câu 10: Đáp án C Phương pháp: Sử dụng lí thuyết phương trình dao động điều hịa Cách giải: Tần số góc:   k  20rad / s m Kéo cầu xuống vị trí cân đoạn 2cm bng nhẹ cho dao động điều hoà => Biên độ dao động A = 2cm Chọn trục toạ độ Ox có gốc O vị trí cân bằng, chiều dương hướng lên trên, gốc thời gian lúc buông vật => Pha ban đầu : φ = Vậy PT dao động x = 2cos(20t)cm Câu 11: Đáp án B Phương pháp: Áp dụng công thức độc lập với thời gian vận tốc gia tốc Cách giải: + Tần số góc   k 10   10  rad / s  m 0,1 + Biên độ dao động: A  v2 a2 202 2002.3      cm  2 4 102 10 => Chọn đáp án B Câu 12: Đáp án B Phương pháp: Sử dụng đường tròn lươngc̣ giác hệ thức độc lập theo thời gian x v Cách giải: + Phương trình dao động vật x = 10cos(10πt) cm => T = 2π/ω = 0,2 s + Vận tốc vật có độ lớn 50π cm/s vật vị trí có x  � A2  li độ: v2 502  2  � 10   �5  cm  2 102  + Ta có đường trịn lượng giác sau: 10 Một chu kì, vật có độ lớn vận tốc 50π cm/s lần Sau 504 chu kì vật có độ lớn vận tốc lần thứ 2016 => Thời điểm vật có độ lớn vận tốc 50π cm/s lần thứ 2017 là: t  504T  T 6049   s 12 60 => Chọn đáp án B Câu 13: Đáp án A Phương pháp: Sử dụng lí thuyết dao động điều hòa lắc lò xo treo thẳng đứng Cách giải: + Kéo vật xuống đến VT lị xo giãn cm bng khơng vận tốc đầu => l0 + A = cm = 0,06 m (1) + Cơ dao động vật W  kA2 2W 2W 2Wl0 mg � A2    � l0  A  100 A2 (2) 2 k m mg 2W Từ (1) (2) ta có : A  100 A  0,06 � A  0,02  m    cm  => Chọn đáp án A Câu 14: Đáp án A Phương pháp: Sử dụng lí thuyết tổng hợp hai dao động điều phương, tần số Cách giải: + PT dao động tổng hợp có dạng: x12  A12 cos  100 t  12  đó: A12  A12  A22   cm  (vì hai dao động vuông pha) tan 12  A2   � 12   rad  A1 � � 100 t  � cm Vậy x12  cos � 6� � + Dao động tổng hợp ba dao động có phương trình x  x12  x3  A cos  100 t    đó: �5  � A  A122  A32  A12 A3 cos  3  12     3 cos �  �  cm  �6 � tan   A12 sin 12  A2 sin 3 (không xác định) �    / 2rad A12 cos 12  A2 cos 3 � � 100 t  � cm => Chọn A Vậy PT dao động tổng hợp là: x  cos � 2� � Câu 15: Đáp án D Phương pháp: Tốc độ trung bình vtb = S/t (S quãng đường vật khoảng thời gian t) Cách giải: Phương trình dao động x = 5cos(πt + π/2) cm Chu kì dao động T = 2π/ω = 2s => Thời gian: t = 2,5s = T + T/4 Quãng đường vật 2,5 s kể từ bắt đầu dao động là: s = 4A + A = 5A = 25 cm 11 Do tốc độ trung bình khoảng thời gian vtb = s/t = 25/2,5 = 10 cm/s => Đáp án D Câu 16: Đáp án C Phương pháp: Sử dụng lí thuyết toán lắc đơn chịu thêm tác dụng lực qn tính Cách giải: l g Chu kì lắc đơn thang máy đứng yên: T  2 ' Khi thang máy chuyển động thẳng biến đổi đều: T  2 ' ' Do T  T � T  2 l g �a l � Thang máy lên nhanh dần xuống chậm dần ga Câu 17: Đáp án B Phương pháp: Áp dụng cơng thức tính chu kì lắc đơn T  2 l g Chu kì T thời gian vật thực dao động toàn phần Cách giải: + Khi chiều dài lắc đơn l thì: T  2 l t   1 g ' + Khi chiều dài lắc giảm 16 cmm thì: T  2 Từ (1) (2) ta có: l  16 t   2 g 10 l  16 T '2 l  16   2�  � l  25  cm  � Chọn B l T 10 l 25 Câu 18: Đáp án A Phương pháp: Sử dụng lí thuyết dao động điều hịa lắc lò xo thẳng đứng Cách giải : mg 0, 2.10   0, 04  m    cm  + Độ giãn lò xo VTCB: l0  k 50 + Khi vật qua VTCB lị xo giãn đoạn cm => Độ lớn lực đàn hồi Fdh  P  mg   N  => Lực đàn hồi tác dụng vào điểm treo có chiều hướng xuống => Chọn A Câu 19: Đáp án C Phương pháp: Sử dụng lí thuyết dao động điều hịa lắc lị xo treo thẳng đứng Cơng suất lực F : P = Fv Cách giải : Tại VTCB lò xo dãn đoạn l0 + Nâng vật lên đến vị trí lị xo khơng biến dạng thả nhẹ => vật dao động với biên độ A = l0 Mà đề cho A = 2,5 cm => l0 = 2,5 cm => Khối lượng vật: m  k l0 40.0, 025   0,1 kg  g 10 Công suất tức thời trọng lực PP = mgv => Công suất tức thời trọng lực cực đạị: + 12 PP max  mgvmax  mg kA2  Ag km  0, 025.10 40.0,1  0,5  W  m => Chọn C Câu 20: Đáp án A Phương pháp: Sử dụng lí thuyết gia tốc dao động lắc đơn Cách giải: - Gia tốc vật VTCB + Gia tốc tiếp tuyến: at  g sin  �g   v  2l 2 02 + Gia tốc hướng tâm: an    l 2 02 l l 2 => Gia tốc VTCB là: a1  l   1 - Gia tốc VT biên + Gia tốc tiếp tuyến: at  g sin  �g  + Gia tốc hướng tâm: an  v2 0 l => Gia tốc VT biên là: a2  g    Từ (1) (2) � a1 l 2 02    � Chọn A a2 g Câu 21: Đáp án A Phương pháp: Sử dụng đường tròn lượng giác Cách giải: Theo đề ta có a �100  cm / s  2 x 100  cm / s  hay x �x0 Biểu diễn đường trịn lượng giác ta có : Từ đường tròn lượng giác ta thấy phần gạch đỏ phần thỏa mãn yên cầu đề => x0 = A/2 = 2,5 cm Do ta có :   a 100   10  2  rad / s  x0 2,5 => Tần số f   / 2  1Hz => Chọn A Câu 22: Đáp án D Phương pháp: Sử dụng đường tròn lượng giác 13 Cách giải: + Chu kì dao động CLLX : T = 1/f = 0,4 s, tần số góc ω = 2πf = 5π rad/s g 10  0, 04  m    cm  + Độ giãn lò xo VTCB: l0     5  + Ta có đường trịn lượng giác: Từ đường trịn ta thấy, vị trí lị xo có chiều dài tự nhiên vị trí vật có li độ x = - cm  Vật từ VTCB đến vị trí lị xo có chiều dài tự nhiên, góc quét :    rad   T T 0,    s Thời gian vật từ VTCB đến vị trí lị xo có chiều dài tự nhiên là: t  2 12 12 30 Câu 23: Đáp án C Phương pháp: Sử dụng lí thuyết dao động điều hịa lắc lò xo Cách giải: + Cơ dao động lắc lò xo: E  m A2 E 2.32.103 � vmax   A2    0, 64 m 0,1 v2 a2 v2 a2   �  1 + Ta có cơng thức độc lập với thời gian gia tốc vận tốc: 2 2 vmax amax vmax  2vmax Do ta a  vmax v 1 vmax  tính tần 0, 64   0,  số góc theo cơng thức sau:  20  rad / s  0, 64 => Biên độ dao động A = vmax/ω = 80/20 = cm; li độ thời điểm ban đầu vật x = -a/ω = - cm => Pha ban đầu vật φ = -2π/3 => Chọn C Câu 24: Đáp án C Phương pháp: Sử dụng đường tròn lượng giác Cách giải : Biểu diễn đường trịn lượng giác ta có: 14 Góc qt α = π/3 => Thời gian ngắn để vật từ vị trí có gia tốc cực đại đến vị trí gia tốc nửa gia tốc cực đại :  T  T T t       2 2 Câu 25: Đáp án B Phương pháp: Sử dụng định luật bảo toàn Cách giải: Khi động vật nhau: �W  Wd  Wt 1 � W  2Wd � m A2  mv � 2 �Wd  Wt 2v v 60 � A  2   cm    10 Câu 26: Đáp án C Phương pháp: Sử dụng lí thuyết tốn lắc đơn chịu tác dụng lực quán tính Cách giải: + Khi thang máy lên NDĐ với gia tốc có độ lớn a gia tốc trọng trường hiệu dụng : g1 = g + a => Chu kì dao động: T1  2 l ga + Khi thang máy lên CDĐ với gia tốc có độ lớn a gia tốc trọng trường hiệu dụng : g2 = g – a => Chu kì dao động T2  2 + Theo đề T2  2T1 � l g a l l 3g 2 � g  a   g  a � a  � Chọn C g a g a Câu 27: Đáp án D Phương pháp: Sử dụng lí thuyết lực đàn hồi dao động điều hòa CLLX ngang đường tròn lượng giác Cách giải: + Đối với CLLX ngang lực đàn hồi đổi chiều VTCB + Biểu diễn đường tròn lượng giác : 15 Góc quét được:     5   rad => Từ t = vật qua VTCB lần đầu thời điểm: t   5   s  2 12 Câu 28: Đáp án D Phương pháp: Áp dụng định luật bảo toàn Cách giải: l l Biên độ dao động lắc lò xo: A  max   cm  Khi vật cách vị trí biên 4cm tức vật li độ x = ± cm 1 2 2 Động vật là: Wd  W-Wt  k  A  x   100  0, 04  0, 01   0, 075 J 2 Câu 29: Đáp án D Phương pháp: Áp dụng công thức độc lập gia tốc vận tốc dao động điều hòa để tính biên độ dao động Áp dụng cơng thức tính lắc lị xo Cách giải: k v a 0,12  100 � A2      4,104 m   100 1002 4 => Cơ lắc: W  kA  0,5.50.4.10  0, 01J Câu 30: Đáp án B Phương pháp: Sử dụng cơng thức tính chu kì lắc đơn Cách giải : Ta có:   Chu kì dao lắc đơn: T  2 l �T2 : l g Khi lắc có chiều dài l1 T12 : l1 ; lắc có chiều dài l2 T2 : l2 Do lắc có chiều dài l T : l Mà l = l1 + l2 → T2 = T12 + T22 = 0,62 + 0,82 = 1→ T = 1s Chú ý: Nếu l = l1 + l2 T2 = T12 – T22 Câu 31: Đáp án A Phương pháp: Sử dụng lí thuyết dao động cưỡng Cách giải : 16 Theo tần số góc dao động riêng CLĐ là: 0  g    rad / s  l Khi CLĐ chịu tác dụng ngoại lực F = F 0cos(ωt + π/2) (N) dao động với tần số góc tần số góc ngoại lực Và biên độ dao động CLĐ thay đổi theo tần số góc ngoại lực theo đồ thị sau: Theo đề chu kì dao động ngoại lực tăng từ 1s lên 3s tần số góc dao động cưỡng giảm từ ω1 = 2π(rad/s) xuống ω = 2π/3(rad/s) Thấy ω1> ω0> ω2 nên thay đổi biên độ dao động tăng sau giảm Câu 32: Đáp án B Phương pháp: Sử dụng cơng thức tính năng, định luật bảo toàn dao động lắc lò xo Cách giải : - Hai lắc lò xo giống hệt có biên độ 3A A => W1 = 9W2 W x1 A1 W  � t1   - Mà hai lắc dao động pha nên: x2 A2 Wt W2 - Khi động lắc thứ : Wđ1 = 0,72J Wt2 = 0,24J → Wt1 = 9Wt2 = 2,16J � Cơ lắc thứ W1 = Wđ1 + Wt1 = 0,72 + 2,16 = 2,88J � Cơ lắc thứ hai W2 = W1/9 = 0,32J - Khi lắc thứ Wt1 = 0,09J → Wt2 = Wt1/9 = 0,01J Động lắc thứ hai Wđ2 = W2 – Wt2 = 0,32 – 0,01 = 0,31 J Câu 33: Đáp án B Phương pháp: Áp dụng định luật bảo toàn động lượng lí thuyết tốn thay đổi tần số góc dao động điều hịa Cách giải: - Áp dụng định luật bảo toàn động lượng cho vật M m trước sau va chạm ta có: mv0 25.3, mv0   M  m  v � v    0,8  m / s   80  cm / s   M  m  75  25 - Sau va chạm, lắc lò xo dao động điều hịa với tần số góc   k 40   20  rad / s  M m 0,1 - Vận tốc qua vị trí cân vận tốc cực đại: v  vmax   A � A  vmax  4cm  Câu 34: Đáp án C Phương pháp: Sử dụng công thức độc lập với thời gian kết hợp với đạo hàm Cách giải: 17 Theo đề ta có x1 x2 x3   , đạo hàm hai vế phương trình ta được: v1 v2 v3 v12  a1 x1 v22  a2 x2 v32  a3 x3 v12  12 x12 v22  22 x22 v32  32 x32   �   v12 v22 v32 v12 v22 v32 x32 x32 x12 x22 x12 x22 � 1   � 1    * v1 v2 v3 A1  x12 A22  x22 A32  x32 12 22 32 Theo đề cho A1  5cm, A2  10cm, A3  2cm; thời điểm t ta có: x1  4cm; x2  8cm Thay vào biểu thức (*) ta tính x0  x3  6,  cm  Câu 35: Đáp án C Phương pháp: Sử dụng đường tròn lượng giác Cách giải: � � t  � Theo ra: PTDĐ vật x  A cos � � 3� � Chu kì dao động T  2 T  2s � s   3 Từ đường trịn tính qng đường vật sau T/3 là: s = A/2 + A = 30cm → A = 20cm Câu 36: Đáp án C Phương pháp: Sử dụng cơng thức tính lực đàn hồi trọng lượng Cách giải: + Thời gian cầu từ vị trí cao đến VT thấp 0,15s → T/2 = 0,15 s → T = 0,3 s g gT → Độ giãn lò xo VTCB: l0    0, 0225  m   2, 25  cm   4 + Khi lắc vị trí thấp thì: Fdh  k  l0  A  Theo đề ta có: Fdh k  l0  A  l0  A    1,8 � A  1,8  cm  P mg l0 => Chọn C Câu 37 : Đáp án B Phương pháp: Xác định A, ω φ phương trình x = Acos(ωt + φ) Cách giải: Biên đô:c̣A = L/2 = 10cm Tần sốgóc:   2 f   rad / s 18 Phương trinh̀ gia tốc: a   10 cos   t     1 Thay t = 1s a  100  cm / s vào (1) ta tìm   rad � � t  � cm => Phương trình dao động vật: x  10 cos � � 4� Câu 38 : Đáp án B Phương pháp: Chu ki dao đôngc̣ điều hoa cua lắc lo xo T  2 m k Cách giải: Theo ta có: � m1 2 �T k  m1  10  1 �1    m  0,5kg m2 20 � m2 �T2 2 � �1 � k m2  2kg � � � m1  m2    2 �2 k � Câu 39: Đáp án D Phương pháp: Sử dụng công thức tổng hợp dao động hai dao đôngc̣ điều hoà phương, tần số Cách giải: 2 Ta có A  A1  A2  A1 A2 cos  1    � cos  1     0,5 Vì �1   � � 1    2 2 rad �   1   1 3 Thay (1) vào biểu thức: � 2 � A1 sin 1  A2 sin � 1  � A1 sin 1  A2 sin 2   � � � � tan    � tan  tan � 1  �� 1  rad A1 cos 1  A2 cos 2 � 2 � � 3� A1 cos 1  A2 cos � 2  � � � => Đáp án D Câu 40: Đáp án B Phương pháp: Sử dụng định lý Py-ta-go lí thuyết dao động điều hòa Cách giải : Khoảng cách hai chất điểm A B xác định theo công thức: d  x  y Theo đề ta có: � � � � d  42 cos � 10 t  � 42 cos  10 t      8cos � 20 t  �   8cos  20 t  2  6� 3� � �  � � � � d  16  16 cos �   � cos � 20 t    � �6 � � � => Để khoảng cách AB khơng thay đổi khoảng cách phải không phụ thuộc vào t 19 � � � cos �   � � � � �       k �     rad �� �   �  � � � �2 20 ... B – π /3 C 5π/6 D π /3 HƯỚNG DẪN ĐÁP ÁN VÀ LỜI GIẢI CHI TIẾT 1.C 11.B 21.A 31 .A 2.C 12.B 22.D 32 .B 3. C 13. A 23. C 33 .B 4.A 14.A 24.C 34 .C 5.D 15.D 25.B 35 .C 6.C 16.C 26.C 36 .C 7.C 17.B 27.D 37 .B... không vận tốc đầu cho vật dao động điều hòa Biết dao động vật 0,05 J Lấy g = 10 m/s2 π2 = 10 Biên độ dao động vật bao nhiêu? A cm B cm C cm D cm Câu 14: Cho dao động điều hòa phương, tần số x1... Áp dụng công thức độc lập gia tốc vận tốc dao động điều hịa để tính biên độ dao động Áp dụng cơng thức tính lắc lị xo Cách giải: k v a 0,12  100 � A2      4,104 m   100 1002 4 => Cơ