Câu hỏi và đáp án chi tiết phần Dao động điều hòa Vật lí lớp 123680

NĂM 2014 Câu 1: Một vật dao động điều hòa với phương trình x 5cos t(cm) QuÃng đường vật chu kì D 20 cm A 10 cm B cm C 15 cm Giải: QuÃng đường chu kì dao ®éng: S = 4A = 4.5 = 20 cm LêI BìNH: Câu đơn giản! Câu 2: Một chất điểm dao động điều hòa với phương trình x cos t(cm) (x tÝnh b»ng cm, t tÝnh b»ng s) Phát biểu sau đúng? A Tốc độ cực đại chất điểm 18,8 cm/s B Chu kì dao động 0,5 s C Gia tốc chất điểm có độ lớn cực đại 113 cm/s2 D Tần số dao động Hz Giải: Tốc độ cực đại v max A 18,8 cm/s LờI BìNH: Nhìn vào phương trình loại B D; câu đơn giản! Câu 3: Một vật có khối lượng 50 g, dao động điều hòa với biên độ cm tần số góc rad/s Động cực đại vật A 7,2 J B 3,6.10-4 J C 7,2.10-4 J D 3,6 J Giải: 1 Động cực đại năng: Eđmax = E m2 A 0, 05.33.0, 042  3, 6.104 J 2 LờI BìNH: Câu đơn giản! Chỉ cần ý đến đơn vị khối lượng m biên độ A Câu 4: Một vật nhỏ dao động điều hòa theo quỹ đạo thẳng dài 14 cm với chu kì 1s Từ thời điểm vật qua vị trí có li độ 3,5 cm theo chiều dương đến gia tốc vật đạt giá trị cực tiểu lần thứ hai, vật có tốc độ trung bình C 27,0 cm/s D 26,7 cm/s A 27,3 cm/s B 28,0 cm/s Giải: l Biên độ: A cm 3,5 O -7 x (1) Gia tốc đạt giá trÞ cùc tiĨu: a  2 A (2)  Đó vị trí biên dương x 3,5 cm T 7T  s Lóc t1 = 0:  lóc t2: x2 = A  t   T  6  v1  A  4A  4,5A  31,5cm S 31,5 27 cm / s Tốc độ trung bình: v  t LêI B×NH: NhiỊu häc sinh nhầm gia tốc cực tiểu 0, vị trí cân (x = 0) QuÃng đường: S Câu 5: Một lắc lò xo gồm lò xo nhẹ vật nhỏ khối lượng 100g dao động điều hòa theo phương ngang, mốc tính vị trí cân Từ thời điểm t1 = đến t2 = s, động lắc tăng từ 48 0,096J đến giá trị cực đại giảm 0,064J thời điểm t2, lắc 0,064J Biên độ dao động lắc C 8,0 cm D 3,6 cm A 5,7 cm B 7,0 cm Giải: Cơ năng: E = Eđ2 + Et2 = 0,064 + 0,064 = 0,128J ThuVienDeThi.com Ở thời điểm t1: Et1 = E – Eđ1 = 0,128 – 0,096 = 0,032J  Eđ1 = 3Et1  x1   Ở thời điểm t2: Eđ2 = Et2  x  A -A (1) A (2) O A x T T 5T   2    T  s    20 rad/s 12 24 48 10 T 2E Ta có: E  m2 A  A   8cm m2 LỜI BÌNH: Câu địi hỏi học sinh phải nắm vững kiến thức! t  t  t1  Câu 6: Một lắc lò xo treo vào điểm cố định, dao động điều hòa theo phương thẳng đứng với chu kì 1,2s Trong chu kì, tỉ số thời gian lị xo giãn với thời gian lị xo nén thời gian mà lực đàn hồi ngược chiều lực kéo A 0,2 s B 0,1 s C 0,3 s D 0,4 s Giải: P -A M2 M M1 k ฀  n A y -A/2 T 12 m O O A (+) Q x x Vì tg = 2tn   g  2 n   n  2 n  l A  cos  o   l o  A 2 Lực đàn hồi lò xo tác dụng vào vật ngược chiều với lực kéo đoạn màu đỏ T T 1, t     0, 2s 12 6 LỜI BÌNH: Theo tơi, đề cần nói rõ lực đàn hồi tác dụng vào vật! Bởi lực đàn hồi lị xo tác dụng vào điểm treo lắc, kết tốn khác cos Câu 7: Một lắc lò xo dao động điều hòa theo phương ngang với tần số góc  Vật nhỏ lắc có khối lượng 100g Tại thời điểm t = 0, vật nhỏ qua vị trí cân theo chiều dương Tại thời điểm t = 0,95s, vận tốc v li độ x vật nhỏ thỏa mãn v = x lần thứ Lấy 2  10 Độ cứng lò xo D 25 N/m A 85 N/m B 37 N/m C 20 N/m Giải: 1,3,5 v A Ta có: A  x   2x  x   x  O Theo đề v = x : ta chọn x > v < x < v > 2,4 ThuVienDeThi.com t=0 Từ đường tròn: t  2T  T  2 T T 19   T  0,95  T  0, 4s 8 m  k = 25 N/m k LỜI BÌNH: Câu khó chỗ v = x , học sinh không tinh ý dẫn đến sai lầm Câu 8: Một lắc đơn dao động điều hòa với biên độ góc 0,1rad; tần số góc 10 rad/s pha ban đầu 0,79 rad Phương trình dao động lắc A   0,1cos(20t  0, 79) (rad) B   0,1cos(10t  0, 79) (rad) C   0,1cos(20t  0, 79) (rad) D   0,1cos(10t  0, 79) (rad) Giải: Phương trình dao động điều hịa lắc đơn    o cos(t  )    0,1cos(10t  0, 79) (rad) LỜI BÌNH: Câu cần thay vào phương trình xong! Có học sinh nhầm   2f  2.10  20 rad/s Câu 9: Một vật dao động cưỡng tác dụng ngoại lực biến thiên điều hòa với tần số f Chu kì dao động vật 2 A B C 2f D 2f f f Giải: Chu kì dao động cưỡng chu kì biến thiên ngoại lực: T  f LỜI BÌNH: Câu cần thuộc lý thuyết Câu 10: Cho hai dao động điều hịa phương với phương trình x1  A1cos(t  0,35) (cm) x  A cos(t  1,57) (cm) Dao động tổng hợp hai dao động có phương trình x  20cos(t  ) (cm) Giá trị cực đại (A1 + A2) gần giá trị sau đây? A 25 cm B 20 cm C 40 cm D 35 cm Giải: Áp dụng định lí hàm số sin: A1 A A1  A A    o M ur sin  sin  sin 70 sin   sin  A1 70o ur A   A1  A   sin   sin    A2 sin 70o 20o o  O A      2A.sin 55   x  2sin( )cos( ) cos( ) o o sin 70 2 sin 70 ur      A A  A cos       cân M  OMB  max   B   sin 55o  34,87 cm  (A1  A ) max  2A sin 70o LỜI BÌNH: Câu ý tưởng hay sáng tạo! Nhìn vào phương trình cho x1  A1cos(t  0,35) (cm)  x  A cos(t  1,57) (cm) khơng có đặc biệt Nếu để ý 2  1,57   lúc tồn xử lý giản đồ vectơ ThuVienDeThi.com NĂM 2015 Câu Một lắc lị xo có khối lượng vật nhỏ m dao động điều hòa theo phương ngang với phương trình x = Acost Mốc tính vị trí cân Cơ lắc là: 1 A mA2 B mA2 C m2A2 D m2A2 2 Cơng thức tính W  m A2 Chọn D Câu Một vật nhỏ dao động theo phương trinh x = 5cos(t + 0,5π) cm Pha ban đầu dao động là: A π B 0,5 π C 0,25 π D 1,5 π So sánh phương trình dao động với phương trình tổng quát dao động điều hoà x = Acos(ωt + φ) ta thấy pha ban đầu dao động 0,5 Chọn B Câu Một chất điểm dao động theo phương trình x = 6cost (cm) Dao động chất điểm có biên độ là: A cm B 6cm C 3cm D 12 cm So sánh phương trình dao động với phương trình tổng quát dao động điều hoà x = Acos(ωt + φ) ta thấy biên độ dao động vật A = 6cm Chọn B Câu Một lắc lò xo gồm vật nhỏ khối lượng m lò xo có độ cứng k Con lắc dao động điều hịa với tần số góc là: m k m k A 2π B 2π C D k m k m k Chọn D m Câu 15 Hai dao động điều hòa có phương trình dao động x1 = 5cos(2πt+ 0,75π) (cm) x2 = 10cos(2πt+ 0,5π) (cm) Độ lệch pha hai dao động có độ lớn là: A 0,25 π B 1,25 π C 0,5 π D 0,75 π Độ lệch pha dao động có độ lớn  = 2  1  0, 25 Chọn A Công thức xác định tần số gốc lắc lò xo   Câu 21 Một vật nhỏ khối lượng 100g dao động theo phương trinh x = 8cos10t ( x tính cm; t tính s) Động cực đại vật là: A 32 mJ B 16 mJ C 64 mJ D 128 mJ 1 W= m2A2 = 0,1.102.0,082 = 0,032J = 32mJ Chọn A 2 Câu 31 Đồ thi li độ theo thời gian chất điểm (đường 1) chất điểm (đường 2) hình vẽ, tốc độ cực đại chất điểm 4π (cm/s) Không kể thời điểm t = 0, thời điểm hai chất điểm có li độ lần thứ là: A 4,0 s B 3,25 s C.3,75 s D 3,5 s Giải: Theo đồ thị ta thấy chu kỳ dao động hai chất điểm: T2 = 2T1 A1 = A2 = 6cm Mặt khác v2max = 2A2 = 2 = 2 A2 = 4π (cm/s)  T2 = 3s T2 2 4 (rad)  1 = (rad) 3 Phương trình dao động hai chất điểm: x1 = 6cos( Hai chất điểm có li độ khi: x1 = x2  cos(   4 2 t - ) (cm) x2 = 6cos( t - ) (cm) 2 3   4 2 t - ) = cos( t- ) 2 3 ThuVienDeThi.com   4 2 t= ( t - )+ 2kπ 2 3 Có hai họ nghiệm t1 = 3k1 (s) với k1 = 1, 2, 3… Và t2 = k2 + 0,5 (s) với k2 = 0, 1, Các thời điểm x1 = x2: t (s) Lân gặp Lúc đầu Thời 0,5 1.5 2,5 3,5 4.5 điểm(s) Chọn D Câu 34 Tại nơi có g = 9,8m/s2 , lắc đơn có chiều dài dây treo 1m dao đơng điều hịa với biên độ góc 0,1 rad Ở vị trí có li độ góc 0,05rad vật nhỏ lắc có tốc độ là: A 2,7 cm/s B 27,1 cm/s C 1,6 cm/s D 15,7 cm/s Giải: Áp dụng công thức với cos = 1v2 = 2gl(cos - cos0) = 2gl  02   2 2sin2  2 1- = gl(02 - 2)  v = gl ( 02   ) = 0,271 m/s = 27,1 cm/s Chọn B Câu 39 Một lò xo đồng chất tiết diện cắt thành lị xo có chiều dài tự nhiên l (cm); (l - 10) (cm) ( l – 20) (cm) Lần lượt gắn lò xo ( theo thứ tự trên) với vật nhỏ khối lượng m lắc lị xo có chu kỳ dao động riêng tương ứng s; s T Biết độ cứng lò xo tỉ lệ nghịch với chiều dài tự nhiên Giá trị T là: A 1,00 s B.1,28 s C 1,41 s D.1,50 s Giải: Ta có T1 = 2π k l m m T k = (s); T2 = 2π = (s ) = =  2= = l= k2 k1 k1 T2 k1 l  10 3 40cm T k T m l  1= = =  T = = s = 1,41s Chọn C k3 k1 T l  20 Câu 48 Một lị xo có độ cứng 20N/m, đẩu tên treo vào điểm cố định, đầu gắn vật nhỏ A có khối lượng 100g, vật A nối với vật B khối lượng 100g môt sợi dây mềm, mảnh, không dãn đủ dài Từ vị trí cân hệ, kéo vật B thẳng đứng xuống đoạn 20cm thả nhẹ để vật B lên với vận tốc ban đầu không Khi vật B bắt đầu đổi chiều chuyển động bất ngờ bị tuột khỏi dây nối Bỏ qua lực cản, lấy g = 10m/s2 Khoảng thời gian từ vậ B tuột khỏi dây nối đến rơi đến vị trí thả ban đầu là: A 0,30 s B 0,68 s C 0,26 s D 0,28 s Giải: Sau kéo vật B xuồn 20 cm thả nhẹ hệ dao động với biên độ 20cm Vật B lên h1 = 30 cm khơng chịu tác dụng lực đàn hồi lị xo Khi vận tốc B v2 k 3 có độ lớn v = vmax = A = A = m/s Vật B lên thêm độ cao h2 = = m g 20 2 2m = 15cm.Vật B đổi chiều chuyển động khi lên đươck độ cao h = h1 + h2 = 45cm = 0,45m Khoảng thời gian từ vậ B tuột khỏi dây nối đến rơi đến vị trí thả ban đầu 2h t= = 0,09 = 0,30 S Chọn A g T = 2π ThuVienDeThi.com ... Chọn D Câu Một vật nhỏ dao động theo phương trinh x = 5cos(t + 0,5π) cm Pha ban đầu dao động là: A π B 0,5 π C 0,25 π D 1,5 π So sánh phương trình dao động với phương trình tổng qt dao động điều. .. điều hịa với tần số f Chu kì dao động vật 2 A B C 2f D 2f f f Giải: Chu kì dao động cưỡng chu kì biến thiên ngoại lực: T  f LỜI BÌNH: Câu cần thuộc lý thuyết Câu 10: Cho hai dao động điều. .. trình tổng quát dao động điều hoà x = Acos(ωt + φ) ta thấy biên độ dao động vật A = 6cm Chọn B Câu Một lắc lò xo gồm vật nhỏ khối lượng m lò xo có độ cứng k Con lắc dao động điều hịa với tần