Tài liệu Chuyên đề Vật lý 12 pdf

Câu 24: Phương trình nào dưới đây diễn tả mối liên hệ giữa tốc độ góc ω và thời gian t trong chuyển động quay nhanh dần đều quanh một trục cố định của một vật rắn.. b Chuyển động của khố

Để đáp ứng nhu cầu của học sinh phổ thông có được tài liệu học tập, tham khảo phù hợp giúp củng

cố và bổ sung kiến thức học được ở nhà trường, đặc biệt hơn nữa là giúp học sinh có thể tự học để nângcao khả năng tư duy, sáng tạo và rèn luyện kĩ năng giải nhanh một số bài tập thường xuất hiện trong các

đề thi Tốt nghiệp, Cao đẳng và Đại học trong những năm gần đây của bộ môn Vật lí 12

Tài liệu ôn thi Tốt nghiệp THPT – Cao Đẳng – Đại Học Vật Lí 12 được viết trên cơ sở dựa vàotinh thần thay sách giáo khoa mới của các cấp và đổi mới phương pháp dạy học của bộ môn Vật Lí Đặcbiệt là dựa trên cơ sở kiểm tra đánh giá kiến thức học sinh bằng hình thức trắc nghiệm khách quan trongcác kì thi Tốt nghiệp THPT và tuyển sinh vào các trường Cao Đẳng – Đại Học những năm gần đây.Tài liệu được thiết kế đi kèm với sách giáo khoa Vật Lí 12 mới, với phần lí thuyết ngắn gọn, đầy

đủ, dễ hiểu và phần bài tập trắc nghiệm đa dạng và phong phú

Nội dung của tài liệu được tác giả trình bày thành hai tập (tập 1 và tập 2) gồm 27 chủ đề theo bố

cục các chương của bộ môn Vật Lí 12 (chương trình chuẩn và chương trình nâng cao).

Bố cục của mỗi chủ đề gồm :

 Tóm tắt lí thuyết cơ bản.

 Dạng toán và phương pháp giải.

 Bài tập trắc nghiệm luyện tập.

Để sử dụng tài liệu có hiệu quả, học sinh phải tự trang bị cho mình những kiến thức toán cơ bản áp

dụng cho Vật Lí như: Hệ thức lượng trong tam giác, công thức lượng giác, phương trình lượng giác, cáccông thức tính đạo hàm, phép toán véctơ, các phép toán lũy thừa, các phép toán lôgarít, …

Thêm một điều nữa là học sinh phải đọc kĩ và ghi nhớ được các chú ý, dù rất nhỏ nhưng nó có thểgiúp giải các bài toán khó một cách nhanh chóng và hiệu quả

Mặc dù rất cố gắng, nhưng chắc chắn không tránh khỏi sai sót Rất mong sự đóng góp xây dựng từcác em học sinh, quí thầy giáo, cô giáo, quí vị phụ huynh và bạn đọc quang tâm đến tài liệu này

Mọi ý kiến đóng góp xin gởi về địa chỉ : Prophy_0937944688@yahoo.com

Prophy0937944688@gmail.com

Tác giả

CHƯƠNG IĐỘNG LỰC HỌC VẬT RẮN

CHỦ ĐỀ 1 CHUYỂN ĐỘNG QUAY CỦA VẬT RẮN QUANH MỘT TRỤC CỐ ĐỊNH

A TÓM TẮT KIẾN THỨC CƠ BẢN

Khi vật rắn quay quanh một trục cố định (hình 1) thì:

- Mỗi điểm trên vật vạch một đường tròn nằm trong mặt phẳng vuông góc

với trục quay, có bán kính r bằng khoảng cách từ điểm đó đến trục quay, có tâm

này đều chứa trục quay Az) Góc φ được gọi là toạ độ góc của vật Góc φ được

đo bằng rađian, kí hiệu là rad.

Khi vật rắn quay, sự biến thiên của φ theo thời gian t thể hiện quy luật

chuyển động quay của vật

2 Tốc độ góc

Tốc độ góc là đại lượng đặc trưng cho mức độ nhanh chậm của chuyển động

quay của vật rắn

Ở thời điểm t, toạ độ góc của vật là φ Ở thời điểm t + Δt, toạ độ góc của vật

là φ + Δφ Như vậy, trong khoảng thời gian Δt, góc quay của vật là Δφ.

Tốc độ góc trung bình ω tb của vật rắn trong khoảng thời gian Δt là :

- Nếu =const thì vật rắn quay đều

- Nếu ≠constthì vật rắn quay không đều

Đơn vị của tốc độ góc là rad/s.

-Nếu  >0,<0 (giảm): vật quay chậm dần

-Nếu  =0,=const: vật rắn quay đều

Chú ý: Khi gia tốc góc  và vận tốc góc  cùng dấu thì chuyển động nhanh dần, còn ngược lại là chậmdần

Đơn vị của gia tốc góc là rad/s 2

P0

P

A z

Hình 1

φ

r O

Trang 2

4 Các phương trình động học của chuyển động quay

a. Trường hợp tốc độ góc của vật rắn không đổi theo thời gian (ω = const, γ = 0) thì chuyển động quay của vật

rắn là chuyển động quay đều.

Chọn gốc thời gian t = 0 lúc mặt phẳng P lệch với mặt phẳng P 0 một góc φ 0, ta có : φ = φ0 + ωt

b. Trường hợp gia tốc góc của vật rắn không đổi theo thời gian (γ = hằng số) thì chuyển động quay của vật rắn là

chuyển động quay biến đổi đều.

Các phương trình của chuyển động quay biến đổi đều của vật rắn quanh một trục cố định :

2 0

trong đó φ0 là toạ độ góc tại thời điểm ban đầu t = 0.

ω0 là tốc độ góc tại thời điểm ban đầu t = 0.

φ là toạ độ góc tại thời điểm t.

ω là tốc độ góc tại thời điểm t.

5 Vận tốc và gia tốc của các điểm trên vật quay

Tốc độ dài v của một điểm trên vật rắn liên hệ với tốc độ góc ω của vật rắn và bán

kính quỹ đạo r của điểm đó theo công thức :

r

v = 

Nếu vật rắn quay đều thì mỗi điểm của vật chuyển động tròn đều Khi đó vectơ vận

tốc v  của mỗi điểm chỉ thay đổi về hướng mà không thay đổi về độ lớn, do đó mỗi điểm

của vật có gia tốc hướng tâm an với độ lớn xác định bởi công thức :

r r

có phương của v , đặc trưng cho sự thay đổi về độ lớn của v , thành phần này được gọi là

gia tốc tiếp tuyến, có độ lớn xác định bởi công thức :



r t

6 Các công thức của chuyển động quay cần nhớ

t n

t n

a a a

a a

7 Các chú ý:

+ Trong chuyển động quay của vật rắn mọi điểm trên vật rắn đều có cùng vận tốc góc và gia tốc góc

+ Trong chuyển động quay của vật rắn các điểm có khoảng cách đến trục quay càng lớn sẽ có vận tốc dài và giatốc tiếp tuyến càng lớn

+ a t >0hay  >0chuyển động quay nhanh dần, a t <0hay  <0chuyển động quay chậm dần

8 So sánh các đại lượng đặc trưng của chuyển động quay và chuyển động thẳng

Tọa độ góc ban đầu (lúc t = 0) là0 Tọa độ ban đầu làx0

B CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM

Câu 1: Một vật rắn đang quay xung quanh một trục cố định đi qua vật, một điểm xác định trên vật rắn ở cách trục

quay khoảng r ≠ 0 có độ lớn vận tốc dài là một hằng số Tính chất chuyển động của vật rắn đó là

A quay đều B quay nhanh dần C quay chậm dần D quay biến đổi đều

Câu 2: Khi một vật rắn quay đều quanh một trục cố định đi qua vật thì một điểm xác định trên vật ở cách trục quay

khoảng r ≠ 0 có

A vectơ vận tốc dài biến đổi B vectơ vận tốc dài không đổi

C độ lớn vận tốc góc biến đổi D độ lớn vận tốc dài biến đổi

Trang 4

Câu 3: Một vật rắn đang quay đều quanh một trục cố định đi qua vật Vận tốc dài của một điểm xác định trên vật rắn

ở cách trục quay khoảng r ≠ 0 có độ lớn

C không đổi D biến đổi đều

Câu 4: Một vật rắn đang quay đều quanh một trục cố định đi qua vật Một điểm xác định trên vật rắn ở cách trục quay

khoảng r ≠ 0 có

A vận tốc góc biến đổi theo thời gian B vận tốc góc không biến đổi theo thời gian

C gia tốc góc biến đổi theo thời gian D gia tốc góc có độ lớn khác không và không đổi theo thời gian

Câu 5: Một vật rắn đang quay xung quanh một trục cố định xuyên qua vật Các điểm trên vật rắn (không thuộc trục

quay)

A quay được những góc không bằng nhau trong cùng một khoảng thời gian

B ở cùng một thời điểm, không cùng gia tốc góc

C ở cùng một thời điểm, có cùng vận tốc dài

D ở cùng một thời điểm, có cùng vận tốc góc

Câu 6: Phát biểu nào sau đây là không đúng đối với chuyển động quay đều của vật rắn quanh một trục ?

A Tốc độ góc là một hàm bậc nhất của thời gian

B Gia tốc góc của vật bằng 0

C Trong những khoảng thời gian bằng nhau, vật quay được những góc bằng nhau

D Phương trình chuyển động (phương trình toạ độ góc) là một hàm bậc nhất của thời gian

Câu 7: Phát biểu nào sau đây là không đúng đối với chuyển động quay nhanh dần đều của vật rắn quanh một trục ?

A Tốc độ góc là một hàm bậc nhất của thời gian

B Gia tốc góc của vật là không đổi và khác 0

C Trong những khoảng thời gian bằng nhau, vật quay được những góc không bằng nhau

D Phương trình chuyển động (phương trình toạ độ góc) là một hàm bậc nhất của thời gian

Câu 8: Khi vật rắn quay đều quanh một trục cố định thì một điểm trên vật rắn cách trục quay một khoảng r có tốc độ

Câu 9: Khi vật rắn quay đều quanh một trục cố định với tốc độ góc ω (ω = hằng số) thì một điểm trên vật rắn cách

trục quay một khoảng r có tốc độ dài là v Gia tốc góc γ của vật rắn là

Câu 10: Hai học sinh A và B đứng trên chiếc đu đang quay tròn, A ở ngoài rìa, B ở cách tâm một đoạn bằng nửa bán

kính của đu Gọi ωA, ωB, γA, γBlần lượt là tốc độ góc và gia tốc góc của A và B Kết luận nào sau đây là đúng

A ωA = ωB, γA =γB B ωA > ωB, γA> γB C ωA < ωB, γA= 2γB D ωA = ωB, γA> γB

Câu 11: Hai học sinh A và B đứng trên chiếc đu đang quay tròn đều, A ở ngoài rìa, B ở cách tâm một đoạn bằng nửa

bán kính của đu Gọi v A , v B , a A , a Blần lượt là tốc độ dài và gia tốc dài của A và B Kết luận nào sau đây là đúng ?

A vA= vB, aA= 2aB B vA =2vB, aA= 2aB C vA =0,5vB, aA= aB D vA= 2vB, aA= aB

Câu 12: Một cánh quạt dài 20 cm, quay với tốc độ góc không đổi ω = 112 rad/s Tốc độ dài của một điểm ở trên cánh

quạt và cách trục quay của cánh quạt một đoạn 15 cm là

Câu 13: Một cánh quạt dài 20 cm, quay với tốc độ góc không đổi ω = 90 rad/s Gia tốc dài của một điểm ở vành cánh

quạt bằng

A 18 m/s2 B 1800 m/s2 C 1620 m/s2 D 162000 m/s2

Câu 14: Một cánh quạt của máy phát điện chạy bằng sức gió có đường kính khoảng 80 m, quay đều với tốc độ 45

vòng/phút Tốc độ dài tại một điểm nằm ở vành cánh quạt bằng

Câu 16: Từ trạng thái đứng yên, một bánh xe bắt đầu quay nhanh dần đều quanh trục cố định và sau 2 giây thì bánh

xe đạt tốc độ 3 vòng/giây Gia tốc góc của bánh xe là

A 1,5 rad/s2 B 9,4 rad/s2 C 18,8 rad/s2 D 4,7 rad/s2

Câu 17: Một cánh quạt dài 22 cm đang quay với tốc độ 15,92 vòng/s thì bắt đầu quay chậm dần đều và dừng lại sau

thời gian 10 giây Gia tốc góc của cánh quạt đó có độ lớn bằng bao nhiêu ?

A 10 rad/s2 B 100 rad/s2 C 1,59 rad/s2 D 350 rad/s2

Câu 18: Tại thời điểm t = 0, một vật rắn bắt đầu quay quanh một trục cố định xuyên qua vật với gia tốc góc không

đổi Sau 4 s nó quay được một góc 20 rad Góc mà vật rắn quay được từ thời điểm 0 s đến thời điểm 6 s là

Câu 19: Một vật rắn đang quay quanh một trục cố định xuyên qua vật với tốc độ góc 20 rad/s thì bắt đầu quay chậm

dần đều và dừng lại sau 4 s Góc mà vật rắn quay được trong 1 s cuối cùng trước khi dừng lại (giây thứ tư tính từ lúcbắt đầu quay chậm dần) là

Câu 20: Một vật rắn quay quanh một trục cố định xuyên qua vật với phương trình toạ độ góc :  = +t2, trong đó

 tính bằng rađian (rad) và t tính bằng giây (s) Gia tốc góc của vật rắn bằng

A  rad/s2 B 0,5 rad/s2 C 1 rad/s2 D 2 rad/s2

Câu 21: Một vật rắn quay quanh một trục cố định xuyên qua vật với phương trình tốc độ góc :  =2+0,5t, trong đó

 tính bằng rađian/giây (rad/s) và t tính bằng giây (s) Gia tốc góc của vật rắn bằng

A 2 rad/s2 B 0,5 rad/s2 C 1 rad/s2 D 0,25 rad/s2

Câu 22: Một vật rắn quay quanh một trục cố định xuyên qua vật với phương trình toạ độ góc :  =1,5+0,5t, trong

đó  tính bằng rađian (rad) và t tính bằng giây (s) Một điểm trên vật và cách trục quay khoảng r = 4 cm thì có tốc

độ dài bằng

A 2 cm/s B 4 cm/s C 6 cm/s D 8 cm/s

Câu 23: Một vật rắn quay quanh một trục cố định xuyên qua vật Góc quay φ của vật rắn biến thiên theo thời gian t

theo phương trình :  =2+2t+t2, trong đó  tính bằng rađian (rad) và t tính bằng giây (s) Một điểm trên vật rắn

và cách trục quay khoảng r = 10 cm thì có tốc độ dài bằng bao nhiêu vào thời điểm t = 1 s ?

A 0,4 m/s B 50 m/s C 0,5 m/s D 40 m/s

Câu 24: Phương trình nào dưới đây diễn tả mối liên hệ giữa tốc độ góc ω và thời gian t trong chuyển động quay

nhanh dần đều quanh một trục cố định của một vật rắn ?

A  = + 2 4t (rad/s) B. = 3 − 2 t (rad/s)

C  =2+4t+2t2 (rad/s) D. =3−2t+4t2 (rad/s)

Câu 25: Một vật rắn quay quanh một trục cố định xuyên qua vật Góc quay φ của vật rắn biến thiên theo thời gian t

theo phương trình :  = +t+t2, trong đó  tính bằng rađian (rad) và t tính bằng giây (s) Một điểm trên vật rắn

và cách trục quay khoảng r = 10 cm thì có gia tốc dài (gia tốc toàn phần) có độ lớn bằng bao nhiêu vào thời điểm t = 1

s ?

A 0,92 m/s2 B 0,20 m/s2 C 0,90 m/s2 D 1,10 m/s2

Câu 26: Một bánh đà đang quay với tốc độ 3 000 vòng/phút thì bắt đầu quay chậm dần đều với gia tốc góc có độ lớn

bằng 20,9 rad/s2 Tính từ lúc bắt đầu quay chậm dần đều, hỏi sau khoảng bao lâu thì bánh đà dừng lại ?

Câu 27: Rôto của một động cơ quay đều, cứ mỗi phút quay được 3 000 vòng Trong 20 giây, rôto quay được một góc

bằng bao nhiêu ?

A 6283 rad B 314 rad C 3142 rad D 942 rad

Câu 28: Bánh đà của một động cơ từ lúc khởi động đến lúc đạt tốc độ góc 140 rad/s phải mất 2,5 s Biết bánh đà quay

nhanh dần đều Góc quay của bánh đà trong thời gian trên bằng

A 175 rad B 350 rad C 70 rad D 56 rad

Câu 29: Một bánh xe có đường kính 50 cm quay nhanh dần đều từ trạng thái đứng yên, sau 4 s thì tốc độ góc đạt 120

vòng/phút Gia tốc hướng tâm của điểm ở vành bánh xe sau khi tăng tốc được 2 s từ trạng thái đứng yên là

A 157,9 m/s2 B 315,8 m/s2 C 25,1 m/s2 D 39,4 m/s2

Trang 6

Câu 30: Một chiếc đồng hồ có các kim quay đều quanh một trục Gọi ωh , ω m và ω slần lượt là tốc độ góc của kim giờ,

kim phút và kim giây Khi đồng hồ chạy đúng thì

60

112

1

=

Câu 31: Một chiếc đồng hồ có các kim quay đều quanh một trục và kim giờ dài bằng ¾ kim phút Khi đồng hồ chạy

đúng thì tốc độ dài v h của đầu mút kim giờ như thế nào với tốc độ dài v mcủa đầu mút kim phút ?

Câu 32: Một chiếc đồng hồ có các kim quay đều quanh một trục và kim giờ dài bằng 3/5 kim giây Khi đồng hồ chạy

đúng thì tốc độ dài v h của đầu mút kim giờ như thế nào với tốc độ dài v scủa đầu mút kim giây ?

Câu 34: Một đĩa đặc đồng chất có dạng hình tròn bán kính R đang quay tròn đầu quanh trục của nó Tỉ số giữa gia tốc

hướng tâm của điểm N trên vành đĩa và điểm M cách trục quay một khoảng bằng nữa bán kính của đĩa là

A 1

2

Câu 35: Phương trình toạ độ góc φ theo thời gian t nào sau đây mô tả chuyển động quay nhanh dần đều của một chất

điểm ngược chiều dương qui ước?

A φ = 5 - 4t + t2(rad, s) B φ = 5 + 4t - t2(rad, s)

C φ = -5 + 4t + t2(rad, s) D φ = -5 - 4t - t2 (rad, s)

Câu 36: Bánh xe quay nhanh dần đều theo một chiều dương qui ước với gia tốc góc 5(rad/s2), vận tốc góc, toạ độ góc

ban đầu của một điểm M trên vành bánh xe là làπ(rad/s) và 450 Toạ độ góc của M vào thời điểm t là

Câu 37: Phương trình của toạ độ góc φ theo thời gian t nào sau đây mô tả một chuyển động quay chậm dần đều

ngược chiều dương?

Câu 39: Từ trạng thái nghỉ, một đĩa bắt đầu quay quanh trục cố định của nó với gia tốc không đổi Sau 10 s, đĩa quay

được một góc 50 rad Góc mà đĩa quay được trong 10 s tiếp theo là

Câu 40: Một vật rắn quay nhanh dần đều quanh một trục cố định, trong 3,14 s tốc độ góc của nó tăng từ 120

vòng/phút đến 300 vòng/phút Lấy =3,14 Gia tốc góc của vật rắn có độ lớn là

CHỦ ĐỀ 2 PHƯƠNG TRÌNH ĐỘNG LỰC HỌC CỦA VẬT RẮN

QUAY QUANH MỘT TRỤC CỐ ĐỊNH

A TÓM TẮT KIẾN THỨC CƠ BẢN

1 Mối liên hệ giữa gia tốc góc và momen lực

a Momen lực đối với một trục quay cố định

Là đại lượng đặc trưng cho tác dụng làm quay của lực và được đo bằng tích của lực và cánh tay đòn

Momen M của lực F

đối với trục quay Δ có độ lớn bằng : M = Fd = rF sin 

trong đó: + d là tay đòn của lực F

(khoảng cách từ trục quay Δ đến giá của lực F

)+  là góc hợp bởi rvà F

Chọn chiều quay của vật làm chiều dương, ta có quy ước :

+ Nếu ta quy ước momen lực của F 1làm vật quay theo chiều kim đồng hồ là chiều dương thì M 1 = F 1 d 1 > 0Khi

đó momen lực F 2làm vật quay theo chiều ngược kim đồng hồ sẽ có giá trị âm M 2 = - F 2 d 2 < 0

+ Momen tổng hợp khi đó là : M = M 1 + M 2 = F 1 d 1 – F.d2

- Nếu M > 0 vật quay theo chiều kim đồng hồ

- Nếu M < 0 vật quay ngược chiều kim đồng hồ

- Nếu M = 0 vật không quay hoặc quay với vận tốc góc không đổi

c Cân bằng của vật rắn có trục quay cố định

Muốn cho vật rắn có trục quay cố định ở trạng thái cân bằng thì tổng các giá trị đại số của các momen lực phảibằng 0: ∑ M = 0

d Chú ý:

+ Đối với vật rắn có trục quay cố định, lực chỉ có tác dụng làm quay khi giá của lực không đi qua trục quay.+ Đối với vật rắn có trục quay cố định, thì chỉ có thành phần lực tiếp tuyến với quỹ đạo mới làm cho vật quay

e Mối liên hệ giữa gia tốc góc và momen lực

- Trường hợp vật rắn là một quả cầu nhỏ có khối lượng m gắn

vào một đầu thanh rất nhẹ và dài r Vật quay trên mặt phẳng

nhẵn nằm ngang xung quanh một trục Δ thẳng đứng đi qua một

đầu của thanh dưới tác dụng của lực F

(hình vẽ)

Phương trình động lực học của vật rắn này là :



)(mr2

trong đó M là momen của lực F

đối với trục quay Δ, γ là gia tốc góc của vật rắn m.

- Trường hợp vật rắn gồm nhiều chất điểm khối lượng m i , m j , … ở cách trục quay Δ những khoảng r i , r j, …

i r m

2 Chuyển động khối tâm của vật rắn.

a Trọng tâm và khối tâm

Vật rắn tuyệt đối là vật có hình dáng và kích thước tuyệt đối

không đổi

- Trọng tâm là điểm đặt của trọng lực Gọi G là trọng tâm của

vật rắn thì tọa độ của G được xác định như sau: Xét hai chất điểm

A, B có khối lượng m 1 và m 2, trọng lực tương ứng là P1 = m1g và

Trang 8

1 2 1

2

m

m P

P BG

AG = = Ta tìm tọa độ trọng tâm G(x,y,z)

2 2 1 1

m m

x m x m x

2 2 1 1

m m

y m y m y

+

+

2 1

2 2 1 1

m m

z m z m z

+

+

=

Trường hợp có nhiều chất điểm thì

Với những vật đồng chất và có dạng hình học đối xứng thì trọng tâm của vật nằm trên trục đối xứng của vật Vớinhững vật rắn có dạng hình học đặc biệt thì trọng tâm của vật có thể nằm ngoài vật

- Khối tâm: là một điểm tồn tại ở trên vật mà nếu lực tác dụng lên vật có giá đi qua điểm đó thì chỉ làm vật

chuyển động tịnh tiến mà không quay Khối tâm là một điểm có khối lượng của vật (hay vị trí tập trung khối lượngcủa vật) Khi không có lực tác dụng thì khối tâm chuyển động thẳng đều như chuyển động thẳng đều của chất điểmchuyển động tự do

Công thức xác định vị trí (tọa độ) khối tâm của một hệ N chất điểm

xc= i i

i

m x m

∑

i

m y m

∑

i

m z m

∑

∑

- Chú ý: Khi vật ở trạng thái không trọng lượng thì vật không có trọng tâm nhưng luôn có khối tâm Ở một miền

không gian gần mặt đất, trọng tâm của vật thực tế gần với khối tâm của vật

b Chuyển động của khối tâm

Phân thành hai chuyển động:

- Chuyển động của khối tâm G (thể hiện chuyển động toàn phần của vật)

- Chuyển động quay của vật quanh G (thể hiện chuyển động của phần này đối với phần khác)

c Định lí về chuyển động của khối tâm

Khối tâm vật rắn chuyển động như là một chất điểm mang toàn bộ khối lượng của vật và chịu tác dụng của tổng các vectơ ngoại lực tác dụng lên vật.

Chú ý: Nếu ngoại lực khử lẫn nhau thì khối tâm của vật rắn hoặc đứng yên hoặc chuyển động thẳng đều.

d Động năng của vật rắn chuyển động tịnh tiến (bao gồm chuyển động tròn và thẳng)

MV

Động năng của vật rắn chuyển động tịnh tiến thì bằng động năng của khối tâm mang khối lượng của vật.

e Động lượng  P = ∑ m vii = MVG

3 Ngẫu lực: Là hợp của 2 lực song song, ngược chiều, có cùng độ lớn và cùng tác dụng lên một vật Khi đó

trọng tâm của vật sẽ đứng yên nhưng vật sẽ chuyển động quay quanh một trục đi qua trọng tâm

++

++

+

=

=+

++

++

+

=

=+

++

++

i

i i G

i

i i G

m

z m m

m m

z m z m z m z

m

y m m

m m

y m y m y m y

m

x m m

m m

x m x m x m x

3 3 2 2 1 1

3 2 1

3 3 2 2 1 1

3 2 1

3 3 2 2 1 1

4 Điều kiện cân bằng tổng quát: Là điều kiện để vật không có chuyển động quay và không có chuyển động

0

y

xF

F M

F

Nếu khối lượng m của vật rắn là đại lượng đặc trưng cho mức quán tính của vật trong chuyển động tịnh tiến thì

trong phương trình (*), đại lượng i2

i

i r m

∑ đặc trưng cho mức quán tính của vật quay và được gọi là momen quán

tính, kí hiệu là I.

Momen quán tính I đối với một trục là đại lượng đặc trưng cho mức quán tính của vật rắn trong chuyển động

quay quanh trục ấy.

2

i i

i r m

Momen quán tính có đơn vị là kgm 2

Momen quán tính của một vật rắn không chỉ phụ thuộc khối lượng của vật rắn mà còn phụ thuộc cả vào sự phân

bố khối lượng xa hay gần trục quay

Momen quán tính của một số vật rắn có trục quay trùng với trục đối xứng:

+ Thanh đồng chất có khối lượng m và có tiết diện nhỏ so với chiều dài l

của nó, trục quay Δ đi qua trung điểm của thanh và vuông góc với thanh (hình 1) :

+ Vành tròn (hoặc trụ rỗng) đồng chất có khối lượng m, có bán kính R, trục

quay Δ đi qua tâm vành tròn và vuông góc với mặt phẳng vành tròn (hình 2) :

2

mR

I =

+ Đĩa tròn mỏng (hoặc hình trụ đăc) đồng chất có khối lượng m, có bán kính

R, trục quay Δ đi qua tâm đĩa tròn và vuông góc với mặt đĩa (hình 3) :

+ Quả cầu đặc đồng chất có khối lượng m, có bán kính R, trục quay Δ đi

qua tâm quả cầu (hình 4) :

Trong đó m là khối lượng vật rắn, d là khoảng cách vuông góc giữa 2 trục, trục đối xứng và trục Δ

VD : Momen quán tính của thanh mảnh có trục Δ đi qua một đầu của thanh là :

Δ

l

Hình 1

RΔ

Hình 2ΔR

Hình 3Δ

R

Hình 4

3 Phương trình động lực học của vật rắn quay quanh một trục

Phương trình động lực học của vật rắn quay quanh một trục là : M =I

I : momen quán tính của vật rắn đối với trục quay Δ

M : momen lực tác dụng vào vật rắn đối với trục quay Δ

γ : gia tốc góc của vật rắn trong chuyển động quay quanh trục Δ

4 Bài tập ví dụ

Một thùng nước khối lượng m được thả xuống giếng nhờ một sợi dây quấn quanh

một ròng rọc có bán kính R và momen quán tính I đối với trục quay của nó

(hình 6) Khối lượng của dây không đáng kể Ròng rọc coi như quay tự do không

ma sát quanh một trục cố định Xác định biểu thức tính gia tốc của thùng nước

Bài giải :

Thùng nước chịu tác dụng của trọng lực m g và lực căngT của sợi dây.

Áp dụng định luật II Newton cho chuyển động tịnh tiến của thùng nước, ta có :

ma T

Ròng rọc chịu tác dụng của trọng lực M g, phản lực

Qcủa trục quay và lực

đối với trục quay của ròng rọc là : M =T'R=TR

Áp dụng phương trình động lực học cho chuyển động quay của ròng rọc, ta có :

I m

mg a

ma R

Ia mg

2

R11

B CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM

Câu 1: Đại lượng đặc trưng cho tác dụng làm quay của lực đối với vật rắn có trục quay cố định được gọi là

A momen lực B momen quán tính

Câu 2: Momen của lực tác dụng vào vật rắn có trục quay cố định là đại lượng đặc trưng cho

A mức quán tính của vật rắn B năng lượng chuyển động quay của vật rắn

C tác dụng làm quay của lực D khả năng bảo toàn vận tốc của vật rắn

Câu 3: Momen quán tính của một vật rắn không phụ thuộc vào

A khối lượng của vật B kích thước và hình dạng của vật

C vị trí trục quay của vật D tốc độ góc của vật

Câu 4: Một bánh xe đang quay đều xung quanh trục của nó Tác dụng lên vành bánh xe một lực F

theo phương tiếp

tuyến với vành bánh xe thì

A tốc độ góc của bánh xe có độ lớn tăng lên B tốc độ góc của bánh xe có độ lớn giảm xuống

C gia tốc góc của bánh xe có độ lớn tăng lên D gia tốc góc của bánh xe có độ lớn giảm xuống

Câu 5: Một momen lực không đổi tác dụng vào một vật có trục quay cố định Trong các đại lượng : momen quán tính, khối lượng, tốc độ góc và gia tốc góc, thì đại lượng nào không phải là một hằng số ?

A Momen quán tính B Khối lượng C Tốc độ góc D Gia tốc góc

Câu 6: Hai chất điểm có khối lượng 1 kg và 2 kg được gắn ở hai đầu của một thanh nhẹ có chiều dài 1 m Momen

quán tính của hệ đối với trục quay đi qua trung điểm của thanh và vuông góc với thanh có giá trị bằng

A 0,75 kg.m2 B 0,5 kg.m2 C 1,5 kg.m2 D 1,75 kg.m2

Câu 7: Hai chất điểm có khối lượng m và 4m được gắn ở hai đầu của một thanh nhẹ có chiều dài l Momen quán tính

M của hệ đối với trục quay đi qua trung điểm của thanh và vuông góc với thanh là

Câu 8: Một cậu bé đẩy một chiếc đu quay có đường kính 4 m bằng một lực 60 N đặt tại vành của chiếc đu theo

phương tiếp tuyến Momen lực tác dụng vào đu quay có giá trị bằng

Câu 9: Thanh đồng chất, tiết diện đều, khối lượng m, chiều dài l và tiết diện của thanh là nhỏ so với chiều dài của nó.

Momen quán tính của thanh đối với trục quay đi qua trung điểm của thanh và vuông góc với thanh là

Câu 10: Vành tròn đồng chất có khối lượng m và bán kính R Momen quán tính của vành tròn đối với trục quay đi

qua tâm vành tròn và vuông góc với mặt phẳng vành tròn là

Câu 11: Đĩa tròn mỏng đồng chất có khối lượng m và bán kính R Momen quán tính của đĩa tròn đối với trục quay đi

qua tâm đĩa tròn và vuông góc với mặt phẳng đĩa tròn là

Câu 12: Quả cầu đặc đồng chất có khối lượng m và bán kính R Momen quán tính quả cầu đối với trục quay đi qua

tâm quả cầu là

Câu 13: Một ròng rọc có bán kính 20 cm, có momen quán tính 0,04 kg.m2 đối với trục của nó Ròng rọc chịu tác

dụng bởi một lực không đổi 1,2 N tiếp tuyến với vành Lúc đầu ròng rọc đứng yên Bỏ qua mọi lực cản Tốc độ góccủa ròng rọc sau khi quay được 5 s là

A 30 rad/s B 3 000 rad/s C 6 rad/s D 600 rad/s

Câu 14: Một ròng rọc có bán kính 10 cm, có momen quán tính 0,02 kg.m2 đối với trục của nó Ròng rọc chịu tác

dụng bởi một lực không đổi 0,8 N tiếp tuyến với vành Lúc đầu ròng rọc đứng yên Bỏ qua mọi lực cản Góc mà ròngrọc quay được sau 4 s kể từ lúc tác dụng lực là

A 32 rad B 8 rad C 64 rad D 16 rad

Câu 15: Một đĩa đặc đồng chất, khối lượng 0,5 kg, bán kính 10 cm, có trục quay Δ đi qua tâm đĩa và vuông góc với

đĩa, đang đứng yên Tác dụng vào đĩa một momen lực không đổi 0,04 N.m Tính góc mà đĩa quay được sau 3 s kể từ

lúc tác dụng momen lực

A 72 rad B 36 rad C 24 rad D 48 rad

Câu 16: Một đĩa đặc đồng chất, khối lượng 0,2 kg, bán kính 10 cm, có trục quay Δ đi qua tâm đĩa và vuông góc với

đĩa, đang đứng yên Tác dụng vào đĩa một momen lực không đổi 0,02 N.m Tính quãng đường mà một điểm trên vànhđĩa đi được sau 4 s kể từ lúc tác dụng momen lực

A 16 m B 8 m C 32 m D 24 m

Câu 17: Một bánh xe có momen quán tính đối với trục quay cố định là 6 kg.m2, đang đứng yên thì chịu tác dụng của

một momen lực 30 N.m đối với trục quay Bỏ qua mọi lực cản Kể từ lúc bắt đầu quay, sau bao lâu thì bánh xe đạt tốc

độ góc 100 rad/s ?

Trang 12

Câu 18: Một quả cầu đặc, đồng chất, khối lượng 2 kg, bán kính 10 cm Quả cầu có trục quay cố định đi qua tâm Quả

cầu đang đứng yên thì chịu tác dụng của một momen lực 0,2 N.m Gia tốc góc mà quả cầu thu được là

A 25 rad/s2 B 10 rad/s2 C 20 rad/s2 D 50 rad/s2

Câu 19: Một quả cầu đặc, đồng chất, khối lượng 1 kg, bán kính 10 cm Quả cầu có trục quay cố định Δ đi qua tâm.

Quả cầu đang đứng yên thì chịu tác dụng của một momen lực 0,1 N.m Tính quãng đường mà một điểm ở trên quảcầu và ở xa trục quay của quả cầu nhất đi được sau 2 s kể từ lúc quả cầu bắt đầu quay

A 500 cm B 50 cm C 250 cm D 200 cm

Câu 20: Một bánh đà đang quay đều với tốc độ góc 200 rad/s Tác dụng một momen hãm không đổi 50 N.m vào bánh

đà thì nó quay chậm dần đều và dừng lại sau 8 s Tính momen quán tính của bánh đà đối với truc quay

A 2 kg.m2 B 25 kg.m2 C 6 kg.m2 D 32 kg.m2

Câu 21: Một bánh đà đang quay đều với tốc độ 3000 vòng/phút Tác dụng một momen hãm không đổi 100 N.m vào

bánh đà thì nó quay chậm dần đều và dừng lại sau 5 s Tính momen quán tính của bánh đà đối với trục quay

A 1,59 kg.m2 B 0,17 kg.m2 C 0,637 kg.m2 D 0,03 kg.m2

Câu 29 : Một cánh quạt của một động cơ điện có tốc độ góc không đổi làω= 94rad/s, đường kính 40cm Tốc độ dài

của một điểm ở đầu cánh bằng:

Câu 30 : Bánh đà của một động cơ từ lúc khởi động đến lúc đạt tốc độ góc 140rad/s phải mất 2s Biết động cơ quay

nhanh dần đều Góc quay của bánh đà trong thời gian đó là:

A 140rad B 70rad C 35rad D 36πrad

Câu 31 : Một bánh xe quay nhanh dần đều quanh trục Lúc t = 0 bánh xe có tốc độ góc 5rad/s Sau 5s tốc độ góc của

nó tăng lên 7rad/s Gia tốc góc của bánh xe là:

A 0,2rad/s2 B 0,4rad/s2 C 2,4rad/s2 D 0,8rad/s2

Câu 32 : Trong chuyển động quay biến đổi đều một điểm trên vật rắn, vectơ gia tốc toàn phần (tổng vectơ gia tốc tiếp

tuyến và vectơ gia tốc hướng tâm) của điểm ấy:

C có hướng và độ lớn không đổi D Luôn luôn thay đổi

Câu 33 : Chọn câu đúng.

A Vật chuyển động quay nhanh dần khi gia tốc góc dương, chậm dần khi gia tốc góc âm

B Khi vật quay theo chiều dương đã chọn thì vật chuyển động nhanh dần, khi vật quay theo chiều

ngược lại thì vật chuyển động chậm dần

C Chiều dương của trục quay là chiều làm với chiều quay của vật một đinh vít thuận

D Khi gia tốc góc cùng dấu với tốc độ góc thì vật quay nhanh dần, khi chúng ngược dấu thì vật quay

chậm dần

Câu 34 : Phát biểu nào sau đây là không đúng? Trong chuyển động của vật rắn quanh một trục cố định thì mọi điểm

của vật rắn:

C đều chuyển động trên các quỹ đạo tròn D đều chuyển động trong cùng một mặt phẳng

Câu 35 : Trong chuyển động quay có tốc độ góc ω và gia tốc gócγ, chuyển động quay nào sau đây là nhanh dần?

C ω = - 3 rad/s vàγ= 0,5 rad/s2 D ω = - 3 rad/s vàγ= - 0,5 rad/s2

Câu 36 : Kim giờ của một chiếc đồng hồ có chiều dài bằng 3/4 chiều dài kim phút Coi như các kim quay đều Tỉ số

tốc độ góc của đầu kim phút và đầu kim giờ là

Câu 37 : Kim giờ của một chiếc đồng hồ có chiều dài bằng 3/4 chiều dài kim phút Coi như các kim quay đều Tỉ số

giữa tốc độ dài của đầu kim phút và đầu kim giờ là

Câu 38 : Kim giờ của một chiếc đồng hồ có chiều dài bằng 3/4 chiều dài kim phút Coi như các kim quay đều Tỉ số

gia tốc hướng tâm của đầu kim phút và đầu kim giờ là

Câu 39 : Một bánh xe quay đều quanh một trục cố định với tốc độ 3600 vòng/min Tốc độ góc của bánh xe này là:

A 120π rad/s B 160π rad/s C 180π rad/s D 240π rad/s

Câu 40 : Một bánh xe quay đều quanh trục quay cố định với tốc độ 3600 vòng/min Trong thời gian 1,5s bánh xe

quay được một góc bằng:

Câu 41 : Một bánh xe quay nhanh dần đều từ trạng thái đứng yên sau 2s nó đạt tốc độ góc 10rad/s Gia tốc góc của

bánh xe là

A 2,5 rad/s2 B 5,0 rad/s2 C 10,0 rad/s2 D 12,5 rad/s2

Câu 42 : Một bánh xe quay nhanh dần đều từ trạng thái đứng yên sau 2s nó đạt tốc độ góc 10rad/s Góc mà bánh xe

quay được trong thời gian đó là

Câu 43 : Một bánh xe có đường kính 4m quay với gia tốc góc không đổi 4 rad/s2, t0= 0 là lúc bánh xe bắt đầu quay.Tại thời điểm t = 2s vận tốc góc của bánh xe là

Câu 44 : Một bánh xe có đường kính 4m quay với gia tốc góc không đổi 4 rad/s2, t0= 0 là lúc bánh xe bắt đầu quay.Gia tốc hướng tâm của một điểm P trên vành bánh xe ở thời điểm t = 2s là

Câu 47 : Một bánh xe đang quay với tốc độ góc 36 rad/s thì bị hãm lại với một gia tốc góc không đổi có độ lớn

3rad/s2 Thời gian từ lúc hãm đến lúc bánh xe dừng hẳn là

Câu 48 : Một bánh xe đang quay với tốc độ góc 36rad/s thì bị hãm lại với một gia tốc góc không đổi có độ lớn

3rad/s2 Góc quay được của bánh xe kể từ lúc hãm đến lúc dừng hẳn là

Câu 49 : Một bánh xe quay nhanh dần đều trong 4s tốc độ góc tăng từ 120vòng/phút lên 360vòng/phút Gia tốc góc

của bánh xe là

A 2π rad/s2 B 3π rad/s2 C 4π rad/s2 D 5π rad/s2

Câu 50 : Một bánh xe có đường kính 50cm quay nhanh dần đều trong 4s tốc độ góc tăng từ 120vòng/phút lên

360vòng/phút Gia tốc hướng tâm của điểm M ở vành bánh xe sau khi tăng tốc được 2s

A 157,8 m/s2 B 162,7 m/s2 C 183,6 m/s2 D 196,5 m/s2

Câu 51 : Một bánh xe có đường kính 50cm quay nhanh dần đều trong 4s tốc độ góc tăng từ 120 vòng/phút lên 360

vòng/phút Gia tốc tiếp tuyến của điểm M ở vành bánh xe là

A 0,25π m/s2 B 0,50π m/s2 C 0,75π m/s2 D 1,00π m/s2

Câu 52 : Một bánh xe quay nhanh dần đều trong 4s tốc độ góc tăng từ 120 vòng/phút lên 360 vòng/phút Tốc độ góc

của điểm M ở vành bánh xe sau khi tăng tốc được 2s là

A 8π rad/s B 10π rad/s C 12π rad/s D 14π rad/s

Câu 53 : Chọn câu Sai Đại lượng vật lí có thể tính bằng kg.m2/s2

A Momen lực B Công C Momen quán tính D Động năng

Câu 54 : Phát biểu nào dưới đây sai

A Momen lực dương làm vật quay có trục quay cố định quay nhanh lên, momen lực âm làm cho

vật có trục quay cố định quay chậm đi

B Dấu của momen lực phụ thuộc vào chiều quay của vật

C Tuỳ theo chiều dương được chọn của trục quay, dấu của momen của cùng một lực đối với trục

đó có thể là dương hay âm

D Momen lực đối với một trục quay có cùng dấu với gia tốc góc mà lực đó gây ra cho vật

Câu 55 : Một chất điểm chuyển động tròn xung quanh một trục có mômen quán tính đối với trục là I Kết luận nào

sau đây là không đúng?

A Tăng khối lượng của chất điểm lên hai lần thì mômen quán tính tăng lên hai lần

B Tăng khoảng cách từ chất điểm đến trục quay lên hai lần thì mômen quán tính tăng 2 lần

C Tăng khoảng cách từ chất điểm đến trục quay lên hai lần thì mômen quán tính tăng 4 lần

D Tăng đồng thời khối lượng của chất điểm lên hai lần và khoảng cách từ chất điểm đến trục quay

Trang 14

lên hai lần thì mômen quán tính tăng 8 lần

Câu 56 : Phát biểu nào sau đây là không đúng?

A Mômen quán tính của vật rắn đối với một trục quay lớn thì sức ì của vật trong chuyển động

quay quanh trục đó lớn

B Mômen quán tính của vật rắn phụ thuộc vào vị trí trục quay và sự phân bố khối lượng đối với

trục quay

C Mômen lực tác dụng vào vật rắn làm thay đổi tốc độ quay của vật

D Mômen lực dương tác dụng vào vật rắn làm cho vật quay nhanh dần

Câu 57 : Tác dụng một mômen lực M = 0,32 Nm lên một chất điểm chuyển động trên một đường tròn làm chất

điểm chuyển động với gia tốc góc không đổiγ= 2,5rad/s2 Mômen quán tính của chất điểm đối với trục đi qua tâm vàvuông góc với đường tròn đó là

A 0,128 kgm2 B 0,214 kgm2 C 0,315 kgm2 D 0,412 kgm2

Câu 58 : Tác dụng một mômen lực M = 0,32 Nm lên một chất điểm chuyển động trên một đường tròn làm chất

điểm chuyển động với gia tốc góc không đổiγ= 2,5rad/s2 Bán kính đường tròn là 40cm thì khối lượng của chất điểm

là:

Câu 59 : Một mômen lực không đổi tác dụng vào vật có trục quay cố định Trong các đại lượng sau đại lượng nào

không phải là hằng số?

A Gia tốc góc B Tốc độ góc C Mômen quán tính D Khối lượng

Câu 60 : Một đĩa mỏng, phẳng, đồng chất có thể quay được xung quanh một trục đi qua tâm và vuông góc với mặt

phẳng đĩa Tác dụng vào đĩa một mômen lực 960Nm không đổi, đĩa chuyển động quay quanh trục với gia tốc góc3rad/s2 Mômen quán tính của đĩa đối với trục quay đó là

A I = 160 kgm2 B I = 180 kgm2 C I = 240 kgm2 D I = 320 kgm2

Câu 61 : Một đĩa mỏng, phẳng, đồng chất có bán kính 2m có thể quay được xung quanh một trục đi qua tâm và

vuông góc với mặt phẳng đĩa Tác dụng vào đĩa một mômen lực 960Nm không đổi, đĩa chuyển động quay quanh trụcvới gia tốc góc 3rad/s2 Khối lượng của đĩa là

A m = 960 kg B m = 240 kg C m = 160 kg D m = 80 kg

Câu 62 : Một ròng rọc có bán kính 10cm, có mômen quán tính đối với trục là I = 10-2kgm2 Ban đầu ròng rọc đangđứng yên, tác dụng vào ròng rọc một lực không đổi F = 2N tiếp tuyến với vành ngoài của nó Gia tốc góc của ròng rọc

là

A 14 rad/s2 B 20 rad/s2 C 28 rad/s2 D 35 rad/s2

Câu 63 : Một ròng rọc có bán kính 10cm, mômen quán tính đối với trục là I = 10-2kgm2 Ban đầu ròng rọc đứng

yên, tác dụng vào ròng rọc một lực không đổi F = 2N tiếp tuyến với vành ngoài của nó Sau khi vật chịu tác dụng lực

được 3s thì tốc độ góc của nó là

A 60 rad/s B 40 rad/s C 30 rad/s D 20rad/s

Câu 64: Một đĩa mỏng, phẳng, đồng chất có thể quay được xung quanh một trục đi qua tâm và vuông góc với mặt phẳng

đĩa Tác dụng vào đĩa một mômen lực 960Nm không đổi, đĩa chuyển động quay quanh trục với gia tốc góc 3rad/s2 Mômenquán tính của đĩa đối với trục quay đó là

Câu 65: Một đĩa mỏng, phẳng, đồng chất có bán kính 2m có thể quay được xung quanh một trục đi qua tâm và vuông

góc với mặt phẳng đĩa Tác dụng vào đĩa một mômen lực 960Nm không đổi, đĩa chuyển động quay quanh trục với giatốc góc 3rad/s2 Khối lượng của đĩa là

A m = 960 kg B m = 240 kg C m = 160 kg D m = 80 kg

CHỦ ĐỀ 3 MOMEN ĐỘNG LƯỢNG ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN MOMEN ĐỘNG LƯỢNG

A TÓM TẮT KIẾN THỨC CƠ BẢN

1 Momen động lượng

Momen động lượng L của vật rắn trong chuyển động quay quanh trục là : L = I 

trong đó: I là momen quán tính của vật rắn đối với trục quay

ω là tốc độ góc của vật rắn trong chuyển động quay quanh trục Đơn vị của momen động lượng là kg.m 2 /s.

2 Dạng khác của phương trình động lực học của vật rắn quay quanh một trục

Độ biến thiên momen động lượng ∆L của một vật rắn trong khoảng thời gian ∆ t bằng tổng các momen lực tácdụng lên vật trong thời gian ấy

Phương trình động lực học của vật rắn quay quanh một trục được viết dưới dạng khác là :

' ( )t

∆ là độ biến thiên của momen động lượng của vật rắn trong thời gian ∆ t

3 Định luật bảo toàn momen động lượng

Nếu tổng các momen lực tác dụng lên một vật rắn (hay hệ vật) đối với một trục bằng không thì tổng momen

động lượng của vật (hay hệ vật) đối với một trục đó được bảo toàn.

0

M = ⇔ L = Iω = hằng số

+ Trường hợp I không đổi thì ω không đổi : vật rắn (hay hệ vật) đứng yên hoặc quay đều.

+ Trường hợp I thay đổi thì ω thay đổi : vật rắn (hay hệ vật) có I giảm thì ω tăng, có I tăng

thì ω giảm (Iω = hằng số hay I 1ω1 = I 2ω2)

B CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM

Câu 1: Một vật có momen quán tính 0,72 kg.m2quay đều 10 vòng trong 1,8 s Momen động lượng của vật có độ lớn

bằng

A 8 kg.m2/s B 4 kg.m2/s C 25 kg.m2/s D 13 kg.m2/s

Câu 2: Hai đĩa tròn có momen quán tính I1 và I2

đang quay đồng trục và cùng chiều với tốc độ góc

ω1 và ω2(hình bên) Ma sát ở trục quay nhỏ không

đáng kể Sau đó cho hai đĩa dính vào nhau thì hệ

hai đĩa quay với tốc độ góc ω xác định bằng công

I I

I I

2 1







I I

I I

+

+

2 1

1 2 2 1

I I

I I

+

+

Câu 3: Hai đĩa tròn có momen quán tính I1 và I2

đang quay đồng trục và ngược chiều với tốc độ góc

ω1 và ω2(hình bên) Ma sát ở trục quay nhỏ không

đáng kể Sau đó cho hai đĩa dính vào nhau thì hệ hai

đĩa quay với tốc độ góc ω xác định bằng công thức

I1 1

I1 1

I2 2

Trang 16

A

2 1

2 2 1 1

I I

I I

I I

I I

1 2 2 1

I I

I I

+

−

Câu 4: Một nghệ sĩ trượt băng nghệ thuật đang thực hiện động tác quay tại chỗ trên sân băng (quay xung quanh một

trục thẳng đứng từ chân đến đầu) với hai tay đang dang theo phương ngang Người này thực hiện nhanh động tác thutay lại dọc theo thân người thì

A momen quán tính của người tăng, tốc độ góc trong chuyển động quay của người giảm

B momen quán tính của người giảm, tốc độ góc trong chuyển động quay của người tăng

C momen quán tính của người tăng, tốc độ góc trong chuyển động quay của người tăng

D momen quán tính của người giảm, tốc độ góc trong chuyển động quay của người giảm

Câu 5: Một thanh đồng chất, tiết diện đều, dài 50 cm, khối lượng 0,1 kg quay đều trong mặt phẳng ngang với tốc độ

75 vòng/phút quanh một trục thẳng đứng đi qua trung điểm của thanh Tính momen động lượng của thanh đối với trục

quay đó

A 0,016 kg.m2/s B 0,196 kg.m2/s C 0,098 kg.m2/s D 0,065 kg.m2/s

Câu 6: Một vành tròn đồng chất có bán kính 50 cm, khối lượng 0,5 kg quay đều trong mặt phẳng ngang với tốc độ 30

vòng/phút quanh một trục thẳng đứng đi qua tâm vành tròn Tính momen động lượng của vành tròn đối với trục quay

đó

A 0,393 kg.m2/s B 0,196 kg.m2/s C 3,75 kg.m2/s D 1,88 kg.m2/s

Câu 7: Một đĩa tròn đồng chất có bán kính 50 cm, khối lượng 2 kg quay đều trong mặt phẳng ngang với tốc độ 60

vòng/phút quanh một trục thẳng đứng đi qua tâm đĩa Tính momen động lượng của đĩa đối với trục quay đó

A 1,57 kg.m2/s B 3,14 kg.m2/s C 15 kg.m2/s D 30 kg.m2/s

Câu 8: Một quả cầu đồng chất có bán kính 10 cm, khối lượng 2 kg quay đều với tốc độ 270 vòng/phút quanh một trục

đi qua tâm quả cầu Tính momen động lượng của quả cầu đối với trục quay đó

A 0,226 kg.m2/s B 0,565 kg.m2/s C 0,283 kg.m2/s D 2,16 kg.m2/s

Câu 9: Một người đứng trên một chiếc ghế đang quay, hai tay cầm hai quả tạ Khi người ấy dang tay theo phương

ngang, ghế và người quay với tốc độ gócω Ma sát ở trục quay nhỏ không đáng kể Sau đó người ấy co tay lại kéo haiquả tạ gần người sát vai Tốc độ góc mới của hệ “người + ghế”

C Lúc đầu tăng, sau đó giảm dần bằng 0 D Lúc đầu giảm sau đó bằng 0

Câu 10 : Một đĩa tròn đồng chất có bán kính R = 0,5 m, khối lượng m = 1kg quay điều với tốc độ góc ω= 6 rad/squanh một trục thẳng đứng đi qua tâm Tính momen động lượng của đĩa đối với trục quay đó

A 0,6 kgm2/s B 0,75 kgm2/s C 0,5 kgm2/s D 0,45 kgm2/s

Câu 11: Một đĩa đặc có bán kính 0,25m, đĩa có thể quay xung quanh trục đối xứng đi qua tâm và vuông góc với mặt phẳng

đĩa Đĩa chịu tác dụng của một mômen lực không đổi M = 3Nm Mômen động lượng của đĩa tại thời điểm t = 2s kể từ khiđĩa bắt đầu quay là

A 2 kgm2/s B 4 kgm2/s C 6 kgm2/s D 7 kgm2/s

Câu 12: Coi Trái đất là một quả cầu đồng tính có khối lượng M = 6.1024kg, bán kính R = 6400km Mômen động

lượng của Trái đất trong sự quay quanh trục của nó là :

A 5,18.1030kgm2/s B 5,83.1031kgm2/s C 6,28.1032kgm2/s D 7,15.1033kgm2/s

Câu 13: Một thanh nhẹ dài 1m quay đều trong mặt phẳng ngang xung quanh trục thẳng đi qua trung điểm của thanh.

Hai đầu thanh có hai chất điểm có khối lượng 2kg và 3kg Vận tốc của mỗi chất điểm là 5m/s Mômen động lượng

Câu 16: Một chất điểm chuyển động trên một đường tròn bán kính r Tại thời điểm t chất điểm có tốc độ dài, tốc độ

góc, gia tốc hướng tâm và động lượng lần lượt là v, ω, an và P Biểu thức nào sau đây không phải là momen động

lượng của chất điểm?

r

.*

Câu 17: Một vật rắn có momen quán tính 10 kg.m2 quay quanh một trục cố định với động năng 1000 J Momen

động lượng của vật đó đối với trục quay là

A 200 kg.m2/s B 141,4 kg.m2/s * C 100 kg.m2/s D 150 kg.m2/s

Câu 18: Một đĩa mài quay quanh trục của nó từ trạng thái nghỉ nhờ một momen lực 10 N.m Sau 3 giây, momen động

lượng của đĩa là

A 45 kg.m2/s B 30 kg.m2/s C 15 kg.m2/s D không xác định vì thiếu dữ kiện

Câu 19: Do tác dụng của một momen hãm, momen động lượng của một bánh đà giảm từ 3,00 kg.m2/s xuống còn 0,80kg.m2/s trong thời gian 1,5 s Momen của lực hãm trung bình trong khoảng thời gian đó bằng:

A -1,47 kg.m2/s2 * B - 2,53 kg.m2/s2 C - 3,30 kg.m2/s2 D - 0,68 kg.m2/s2

Câu 20: Phát biểu nào sau đây là đúng?

A Khi một vật rắn chuyển động tịnh tiến thẳng thì mômen động lượng của nó đối với trục quay bất kì không

D Mômen động lượng của một vật bằng không khi hợp lực tác dụng lên vật bằng không

Câu 21: Một vành tròn đồng chất tiết diện đều, có khối lượng M, bán kính vòng ngoài là R, vòng trong là r ( hình vẽ).

Momen quán tính của vành đối với trục qua tâm và vuông góc với vành là

Câu 22: Chọn câu sai:

Momen quán tính của một vật rắn đối với một trục quay

A bằng tổng momen quán tính của các bộ phận của vật đối với trục quay đó

B không phụ thuộc vào momen lực tác dụng vào vật

C phụ thuộc vào gia tốc góc của vật

D phụ thuộc vào hình dạng của vật

Câu 23: Momen quán tính của một chất điểm đối với một trục quay thay đổi thế nào khi khối lượng của nó giảm đi

một nửa và khoảng cách từ chất điểm đến trục quay tăng gấp đôi?

Câu 24: Một quả cầu đặc, đồng chất, khối lượng M, bán kính R Momen quán tính của quả cầu đối với trục quay cách

tâm quả cầu một đoạn R

2là

MR 20 D I = 13 2

MR20

Câu 25: Đĩa tròn đồng chất có trục quay O, bán kính R, khối lượng m Một sợi dây không

co dãn có khối lượng không đáng kể quấn vào trụ, đầu tự do mang một vật khối lượng

cũng bằng m (hình vẽ) Bỏ qua mọi ma sát Gia tốc a của vật m tính theo gia tốc rơi tự

g

Rr

m

O R

Trang 18

Câu 26: Một thanh thẳng đồng chất OA có chiều dài l, khối lượng M, có thể quay quanh một trục qua O và vuông

góc với thanh Người ta gắn vào đầu A một chất điểm m =

Ml

3

4Ml2

Câu 27: Một người khối lượng m = 60 kg đang đứng ở mép một sàn quay hình tròn, đường kính 6 m, khối lượng M =

400 kg Bỏ qua ma sát ở trục quay của sàn Lúc đầu, sàn và người đang đứng yên Người ấy chạy quanh mép sàn vớivận tốc 4,2 m/s (đối với đất) thì sàn

A quay cùng chiều với chiều chuyển động của người với tốc độ góc 0,42 rad/s

B quay ngược chiều chuyển động của người với tốc độ góc 0,42 rad/s.**

C vẫn đứng yên vì khối lượng của sàn lớn hơn nhiều so với khối lượng của người

D quay cùng chiều với chiều chuyển động của người với tốc độ góc 1,4 rad/s

CHỦ ĐỀ 4 ĐỘNG NĂNG CỦA VẬT RẮN QUAY QUANH MỘT TRỤC CỐ ĐỊNH

A TÓM TẮT KIẾN THỨC CƠ BẢN

1 Động năng của vật rắn quay quanh một trục cố định

Động năng Wđcủa vật rắn quay quanh một trục cố định là : Wđ

2

2

1I

=

trong đó I là momen quán tính của vật rắn đối với trục quay

ω là tốc độ góc của vật rắn trong chuyển động quay quanh trục

Động năng Wđ của vật rắn quay quanh một trục cố định có thể viết dưới dạng : Wđ

trong đó L là momen động lượng của vật rắn đối với trục quay

I là momen quán tính của vật rắn đối với trục quay

Động năng của vật rắn có đơn vị là jun, kí hiệu là J.

2 Định lí biến thiên động năng của vật rắn quay quanh một trục cố định

Độ biến thiên động năng của một vật bằng tổng công của các ngoại lực tác dụng vào vật.

1 2

2

2

12

trong đó I là momen quán tính của vật rắn đối với trục quay

1

 là tốc độ góc lúc đầu của vật rắn2

 là tốc độ góc lúc sau của vật rắn

A là tổng công của các ngoại lực tác dụng vào vật rắn

ΔWđlà độ biến thiên động năng của vật rắn

Động năng của vật rắn trong chuyển động song phẳng (trong chuyển động này tất cả các điểm của vật đều

chuyển động trên những mặt phẳng song song) VD: chuyển động của một quyển sách trên mặt bàn, của bánh xe.Chuyển động phẳng của vật rắn có thể phân tích thành hai chuyển động:

- Chuyển động tịnh tiến (thẳng hoặc cong của khối tâm G)

- Chuyển động quay của vật rắn quanh trục Gzđi qua tâm G vuông góc mặt phẳng chứa quỹ đạo G Vì vậy độngnăng này bao gồm:

Động năng quay quanh trục Gz

tới mức có thể bỏ qua ảnh hưởng của ma sát với mặt băng Momen quán tính của người lúc đó giảm đi ba lần so với

lúc đầu Tính động năng của người lúc đầu và lúc sau

Bài giải :

Động năng của người lúc đầu : Wđ (đầu)= 1 12 1,8.152

2

12

Theo định luật bảo toàn momen động lượng và kết hợp với I1= 3I2ta có : I 1ω1 = I 2ω2 => ω2= 3ω1

Động năng của người lúc sau : Wđ (sau)= ( )2

1 1 2 2

3

.2

12

1I  = I  = 3Wđ (đầu) = 3.202,5 = 607,5 J.

B CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM

Câu 1: Một bánh đà có momen quán tính 2,5 kg.m2, quay đều với tốc độ góc 8 900 rad/s Động năng quay của bánh

Câu 3: Một ròng rọc có momen quán tính đối với trục quay cố định của nó là 10 kg.m2, quay đều với tốc độ 45

vòng/phút Tính động năng quay của ròng rọc

Câu 4: Một đĩa tròn quay xung quanh một trục với động năng quay 2 200 J và momen quán tính 0,25 kg.m2 Momen

động lượng của đĩa tròn đối với trục quay này là

A 33,2 kg.m2/s B 33,2 kg.m2/s2 C 4 000 kg.m2/s D 4 000 kg.m2/s2

Câu 5: Một vật rắn đang quay với tốc độ góc ω quanh một trục cố định xuyên qua vật Nếu tốc độ góc của vật giảm

đi hai lần thì momen động lượng của vật đối với trục quay

Câu 6: Một vật rắn đang quay với tốc độ góc ω quanh một trục cố định xuyên qua vật Nếu tốc độ góc của vật giảm

đi hai lần thì động năng của vật đối với trục quay

Câu 7: Một ngôi sao được hình thành từ những khối khí lớn quay chậm xung quanh một trục Các khối khí này co

dần thể tích lại do tác dụng của lực hấp dẫn Trong quá trình hình thành thì tốc độ góc của ngôi sao

A tăng dần B giảm dần C bằng không D không đổi

Câu 8: Hai bánh xe A và B quay xung quanh trục đi qua tâm của chúng với cùng động năng quay, tốc độ góc của

bánh xe A gấp ba lần tốc độ góc của bánh xe B Momen quán tính đối với trục quay qua tâm của A và B lần lượt là IA

Câu 9: Hai đĩa tròn có cùng momen quán tính đối với trục

quay đi qua tâm của các đĩa (hình bên) Lúc đầu, đĩa 2 (ở

phía trên) đang đứng yên, đĩa 1 quay với tốc độ góc ω0 Ma

sát ở trục quay nhỏ không đáng kể Sau đó, cho hai đĩa dính

vào nhau, hệ quay với tốc độ góc ω Động năng của hệ hai

đĩa lúc sau so với lúc đầu

Câu 10: Hai bánh xe A và B quay xung quanh trục đi qua tâm của chúng, động năng quay của A bằng một nửa động

năng quay của B, tốc độ góc của A gấp ba lần tốc độ góc của B Momen quán tính đối với trục quay qua tâm của A và

Câu 11: Một thanh đồng chất, tiết diện đều, khối lượng 0,2 kg, dài 0,5 m quay đều quanh một trục thẳng đứng đi qua

trung điểm của thanh và vuông góc với thanh với tốc độ 120 vòng/phút Động năng quay của thanh bằng

I1 0

Trang 20

Câu 12: Một đĩa tròn đồng chất có bán kính 0,5 m, khối lượng 1 kg quay đều với tốc độ góc 6 rad/s quanh một trục đi

qua tâm của đĩa và vuông góc với đĩa Động năng quay của đĩa bằng

A 2,25 J B 4,50 J C 0,38 J D 9,00 J

Câu 13: Một quả cầu đặc đồng chất, khối lượng 0,5 kg, bán kính 5 cm, quay xung quanh trục đi qua tâm của nó với

tốc độ góc 12 rad/s Động năng quay của quả cầu bằng

A 0,036 J B 0,090 J C 0,045 J D 0,072 J

Câu 14: Một quả cầu đặc đồng chất khối lượng 0,5 kg, quay xung quanh trục đi qua tâm của nó với động năng 0,4 J

và tốc độ góc 20 rad/s Quả cầu có bán kính bằng

A 10 cm B 6 cm C 9 cm D 45 cm

Câu 15: Từ trạng thái nghỉ, một bánh đà quay nhanh dần đều với gia tốc góc 40 rad/s2 Tính động năng quay mà bánh

đà đạt được sau 5 s kể từ lúc bắt đầu quay Biết momen quán tính của bánh đà đối với trục quay của nó là 3 kg.m2

A 60 kJ B 0,3 kJ C 2,4 kJ D 0,9 kJ

Câu 16 : Các vận động viên nhảy cầu xuống nước có động tác "bó gối" thật chặt ở trên không là nhằm

A giảm mômen quán tính để tăng tốc độ quay B tăng mômen quán tính để tăng tốc độ quay

C giảm mômen quán tính để tăng mômen động lượng D tăng mômen quán tính để giảm tốc độ quay

Câu 17 : Con mèo khi rơi từ bất kỳ một tư thế nào, ngửa, nghiêng, hay chân sau xuống trước, vẫn tiếp đất nhẹ nhàng

bằng bốn chân Chắc chắn khi rơi không có một ngoại lực nào tạo ra một biến đổi momen động lượng Hãy thử tìmxem bằng cách nào mèo làm thay đổi tư thế của mình

Câu 18 : Các ngôi sao được sinh ra từ những khối khí lớn quay chậm và co dần thể tích lại do tác dụng của lực hấp

dẫn Tốc độ góc quay của sao

Câu 19 : Một thanh nhẹ dài 1m quay đều trong mặt phẳng ngang xung quanh trục thẳng đứng đi qua trung điểm của

thanh Hai đầu thanh có hai chất điểm có khối lượng 2kg và 3kg Tốc độ của mỗi chất điểm là 5m/s Mômen độnglượng của thanh là

A L = 7,5 kgm2/s B L = 10,0 kgm2/s C L = 12,5 kgm2/s D L = 15,0 kgm2/s

Câu 20 : Một đĩa mài có mômen quán tính đối với trục quay của nó là 12kgm2 Đĩa chịu một mômen lực không đổi

16Nm, sau 33s kể từ lúc khởi động tốc độ góc của đĩa là

Câu 21 : Một đĩa mài có mômen quán tính đối với trục quay của nó là 12 kgm2 Đĩa chịu một mômen lực không đổi16Nm, Mômen động lượng của đĩa tại thời điểm t = 33s là

A 30,6 kgm2/s B 52,8 kgm2/s C 66,2 kgm2/s D 70,4 kgm2/s

Câu 22 : Coi trái đất là một quả cầu đồng tính có khối lượng m = 6.1024kg, bán kính R = 6400 km Mômen độnglượng của trái đất trong sự quay quanh trục của nó là

A 5,18.1030kgm2/s B 5,83.1031kgm2/s C 6,28.1032kgm2/s D 7,15.1033kgm2/s

Câu 23 : Hai đĩa mỏng nằm ngang có cùng trục quay thẳng đứng đi qua tâm của chúng Đĩa 1 có mômen quán tính I1

đang quay với tốc độ góc ω0, đĩa 2 có mômen quán tính I2 ban đầu đứng yên Thả nhẹ đĩa 2 xuống đĩa 1 sau một

khoảng thời gian ngắn hai đĩa cùng quay với tốc độ góc ω

A

0 2

2

II

Iω+

Câu 24 : Một đĩa đặc có bán kính 0,25m, đĩa có thể quay xung quanh trục đối xứng đi qua tâm và vuông góc với mặt

phẳng đĩa Đĩa chịu tác dụng của một mômen lực không đổi M = 3Nm Sau 2s kể từ lúc đĩa bắt đầu quay tốc độ góccủa đĩa là 24 rad/s Mômen quán tính của đĩa là

A I = 3,60 kgm2 B I = 0,25 kgm2 C I = 7,50 kgm2 D I = 1,85 kgm2

Câu 25 : Một đĩa có bán kính 25 cm, chịu tác dụng của một mômen lực không đổi 3Nm, có thể quay xung quanh trục

đối xứng đi qua tâm và vuông góc với mặt phẳng đĩa Mômen động lượng của đĩa tại thời điểm 2s kể từ khi đĩa bắtđầu quay là

A 2 kgm2/s B 4 kgm2/s C 6 kgm2/s D 7 kgm2/s

Câu 26 : Một bánh đà có momen quán tính 2,5kg.m2quay với tốc độ góc 8 900rad/s Động năng của bánh đà bằng:

A 9,1.108J B 11 125J C 9,9.107J D 22 250J

Câu 27 : Hai đĩa tròn có cùng momen quán tính đối với cùng một trục quay đi qua tâm của các đĩa Lúc đầu đĩa 2 (ở

bên trên) đứng yên, đĩa 1 quay với tốc độ góc không đổiω0 Ma sát ở trục quay nhỏ không đáng kể Sau đó cho hai

đĩa dính vào nhau, hệ quay với tốc độ gócω Động năng của hệ hai đĩa lúc sau tăng hay giảm so với lúc đầu?

Câu 28 : Hai bánh xe A và B có cùng động năng quay, tốc độ gócωA= 3ωB Tỉ số momen quán tính

Câu 29 : Trên mặt phẳng nghiêng góc α so với phương ngang, thả vật 1 hình trụ khối lượng m bán kính R lăn không

trượt từ đỉnh mặt phẳng nghiêng xuống chân mặt phẳng nghiêng Vật 2 khối lượng bằng khối lượng vật 1, được thảtrượt không ma sát xuống chân mặt phẳng nghiêng Biết rằng tốc độ ban đầu của hai vật đều bằng không Tốc độ khối

tâm của chúng ở chân mặt phẳng nghiêng có

A v1> v2 B v1= v2 C v1< v2 D Chưa đủ điều kiện kết luận

Câu 30 : Xét một vật rắn đang quay quanh một trục cố định với tốc độ góc ω Kết luận nào sau đây là đúng?

A Tốc độ góc tăng 2 lần thì động năng tăng 4 lần

B Mômen quán tính tăng hai lần thì động năng tăng 2 lần

C Tốc độ góc giảm hai lần thì động năng giảm 4 lần

D Cả ba đáp án trên đều sai vì đều thiếu dữ kiện

Câu 31 : Một bánh xe có mômen quán tính đối với trục quay là 12kgm2quay đều với tốc độ 30vòng/phút Động năng

của bánh xe là

A Eđ= 360,0J B Eđ= 236,8J C Eđ= 180,0J D Eđ= 59,20J

Câu 32 : Một mômen lực có độ lớn 30Nm tác dụng vào một bánh xe có mômen quán tính đối với trục bánh xe là

2kgm2 Nếu bánh xe quay nhanh dần đều từ trạng thái nghỉ thì gia tốc góc của bánh xe là

A.γ= 15 rad/s2 B.γ= 18 rad/s2 C.γ= 20 rad/s2 D.γ= 23 rad/s2

Câu 33 : Một mômen lực có độ lớn 30Nm tác dụng vào một bánh xe có mômen quán tính đối với trục bánh xe là 2

kgm2 Nếu bánh xe quay nhanh dần đều từ trạng thái nghỉ thì tốc độ góc mà bánh xe đạt được sau 10s là

Câu 34 : Mômen lực 30Nm tác dụng vào bánh xe có mômen quán tính đối với trục là 2 kgm2 Nếu bánh xe quaynhanh dần đều từ trạng thái nghỉ thì động năng của bánh xe ở thời điểm t = 10s là

A Eđ= 18,3 kJ B Eđ= 20,2 kJ C Eđ= 22,5 kJ D Eđ= 24,6 kJ

Câu 35 : Chọn câu đúng

A Độ biến thiên động năng của một vật bằng tổng công của các ngoại lực tác dụng vào vật

B Độ biến thiên động năng của một vật bằng công của các ngoại lực tác dụng vào vật

C Độ biến thiên động năng của một vật bằng tổng công của các lực tác dụng vào vật

D Độ biến thiên động năng của một vật bằng công của các ngoại lực tác dụng vào vật

Câu 36 : Một vận động viên trượt băng nghệ thuật thực hiện động tác quay quanh một trục thẳng đứng với tốc độ góc

15 rad/s với hai tay dang ra, thân người gần nằm ngang, momen quán tính của người lúc này đối với trục quay là 1,8kg.m2 Sau đó, người này đột ngột thu tay lại dọc theo thân người, thân người thẳng đứng, trong khoảng thời gian nhỏ

tới mức có thể bỏ qua ảnh hưởng của ma sát với mặt băng Momen quán tính của người lúc đó giảm đi ba lần so với

lúc đầu Tính động năng của người lúc đầu và lúc sau

A 202,5 J và 607,5 J B 202,5 J và 607,5 J C 202,5 J và 607,5 J D 202,5 J và 607,5 J

Câu 37: Một vận động viên bơi lội thực hiện cú nhảy cầu Đại lượng nào sau đây không thay đổi khi người đó đang

nhào lộn trên không? (bỏ qua sức cản không khí)

A Thế năng của người

B Động năng quay của người quanh trục đi qua khối tâm

C Mômen động lượng của người đối với khối tâm

D Mômen quán tính của người đối với trục quay đi qua khối tâm

Câu 38: Một vành tròn có khối lượng m bán kính lăn không trượt trên mặt phẳng nghiêng Khi khối tâm của vành có

vận tốc v thì động năng toàn phần của vành là

A Wđ= mv2 * B Wđ= 1 2

mv2 C Wđ= 3 2

mv

22mv

Câu 39: Một khối trụ đặc có khối lượng 100 kg, bán kính 0,5m Khối trụ quay quanh trục đối xứng của nó Khi tốc

độ góc khối trụ là 20π rad/s thì nó có động năng bằng

Bảng tương quan giữa các đại lượng dài và đại lượng góc

Định luật bảo toàn động lượng ∑ mv  = const Định luật bảo toàn động lượng ∑ I  = const

Định lí biến thiên động năng ∆W đ = A Định lí biến thiên động năng ∆W đ = A

Điều tuân theo định luật bảo toàn cơ năng

CHƯƠNG IIDAO ĐỘNG CƠ HỌC

CHỦ ĐỀ 5 ĐẠI CƯƠNG VỀ DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA

A TÓM TẮT KIẾN THỨC CƠ BẢN

I DAO ĐỘNG TUẦN HOÀN

1 Định nghĩa: là dao động mà trạng thái chuyển động của vật được lặp lại như cũ sau những khoảng thời gian

bằng nhau xác định

2 Chu kì, tần số của dao động:

+ Chu kì T của dao động điều hòa là khoảng thời gian để thực hiện một dao động toàn phần; đơn vị giây (s)

+ Tần số f của dao động điều hòa là số dao động toàn phần thực hiện được trong một giây; đơn vị héc (Hz)

12

N f





II DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA

1 Định nghĩa: là dao động mà trạng thái dao động được mô tả bởi định luật dạng cosin (hay sin) đối với thời gian.

2 Phương trình dao động: x = Acos(ωt +ϕ)

Các đại lượng đặc trưng của dao động điều hòa

+ Li độ x: là độ lệch của vật khỏi vị trí cân bằng

+ Biên độ A : là giá trị cực đại của li độ, luôn dương

+ Pha ban đầu: xác định li độ x tại thời điểm ban đầu t = 0

+ Pha của dao động (ωt +ϕ): xác định li độ x của dao động tại thời điểm t

+ Tần số góc: là tốc độ biến đổi góc pha.ω=

+ Tần số góc có giá trị xác định (không đổi) đối với hệ vật đã cho.

3 Phương trình vận tốc: v = x’ = -ωAsin(ωt +ϕ) =ωAcos(ωt +ϕ+

2

)

luôn hướng về vị trí cân bằng

+ Gia tốc của vật dao động điều hòa biến thiên điều hòa cùng tần số nhưng ngược pha với li độ (sớm pha

2

sovới vận tốc)

+ Véctơ gia tốc của vật dao động điều hòa luôn hướng về vị trí cân bằng, có độ lớn tỉ lệ với độ lớn của li độ

5 Vật ở VTCB: x = 0; |v|Max=ωA; |a|Min= 0

Vật ở biên: x = ± A; |v|Min= 0; |a|Max=ω2

A

6 Sự đổi chiều và đổi dấu của các đại lượng:

+ x, a và F đổi chiều khi qua VTCB, v đổi chiều ở biên.

+ x, a, v, F biến đổi cùng T, f và 

Trang 24

9 Bốn vùng đặc biệt cần nhớ

a Vùng 1: x > 0; v < 0; a < 0

⇒ Chuyển động nhanh dần theo chiều (-) vì a.v > 0 và thế

năng giảm, động năng tăng

b Vùng 2: x < 0; v < 0; a > 0

⇒ Chuyển động nhanh dần theo chiều (-) vì a.v < 0 và thế

năng tăng, động năng giảm

c Vùng 3: x < 0; v > 0; a > 0

⇒ Chuyển động nhanh dần theo chiều (+) vì a.v > 0 và thế

năng giảm, động năng tăng

d Vùng 4: x > 0; v > 0; a < 0

⇒ Chuyển động nhanh dần theo chiều (+) vì a.v < 0 và thế

năng tăng, động năng giảm

10 Mối liên hệ về pha của li độ (x), vận tốc (v) và gia tốc (a) Theo hình 1.2 ta nhận thấy mối liên hệ về pha của li

v

av

v

2 max 2 2 2

max

2

=ω

v

2 max

2

2 max

2

=+

11 Chiều dài quỹ đạo: 2A

12 Quãng đường đi trong 1 chu kỳ luôn là 4A; trong 1/2 chu kỳ luôn là 2A

Quãng đường đi trong l/4 chu kỳ là A khi vật đi từ VTCB đến vị trí biên hoặc ngược lại

Thời gian vật đi được những quãng đường đặc biệt:

3

x4

13 Thời gian, quãng đường, tốc độ trung bình

a Thời gian: Giải phương trình x i=Acos(t i+) tìm t i

Chú ý:

 Gọi O là trung điểm của quỹ đạo CD và M là trung điểm của OD; thời gian đi từ O đến M là

=12

2Neáu thì 4

4Neáu thì 4 2

T t

2

)

Sơ đồ phân bố thời gian trong quá trình dao động

Trang 26

c + Tốc độ trung bình: tb

s v t

=

+ Tốc độ trung bình trong một chu kỳ dao động: v=4A

T

14 Tổng hợp dao dộng đều hòa

a Độ lệch pha trong hai dao động cùng tần số

x 1 = A 1 cos(t +1) và x 2 = A 2 cos(t +2)

- Độ lệch pha giữa hai dao động x1và x2: ∆ = −  1 2

+ Nếu ∆ > ⇔ 0  1> 2thì x1nhanh pha hơn x2

+ Nếu ∆ < ⇔ 0  1 < 2thì x1chậm pha hơn x2

- Các giá trị đặt biệt của độ lệch pha:

+ ∆ = k2 với k Z∈ : hai dao động cùng pha

+ ∆ = (2k+1) với k Z∈ : hai dao động ngược pha

2



∆ = + với k Z∈ : hai dao động vuông pha

b Tổng hợp hai dao động điều hoà cùng phương cùng tần số x 1 = A 1 cos(t +1) và x 2 = A 2 cos(t +2)

được một dao động điều hoà cùng phương, cùng tần số x = Acos( t +).

* Nếu∆ϕ= 2kπ (x1, x2cùng pha) ⇒AMax= A1+ A2

` * Nếu∆ϕ= (2k + 1)π (x1, x2ngược pha) ⇒AMin=|A1- A2|

Chú ý : Khi viết được phương trình dao động x = Acos(t +) thì việc xác định vận tốc, gia tốc của vật như với

một vật dao động điều hòa bình thường

c Khi biết một dao động thành phần x 1 = A 1 cos(t +1) và dao động tổng hợp x = Acos(t +) thì dao động thành phần còn lại là x 2 = A 2 cos(t +2).

d Nếu một vật tham gia đồng thời nhiều dao động điều hòa

cùng phương, cùng tần số có phương trình x1 = A 1 cos(t +1 );

x 2 = A 2 cos(t +2); … thì dao động tổng hợp cũng là dao động

điều hoà cùng phương cùng tần số x = Acos(t +).

=với   ∈ [ min; Max]

e Trường hợp tổng hợp nhiều dao động điều cùng phương, cùng tần số: x1 ; x 2; …; xn thì

x = x 1 + x 2 + … + xn = Acos(t +)

- Tìm biên độ A: Chiếu xuống trục Ox : A x =A1cos1+A2cos2 + + A ncosn

Chiếu xuống trục Oy : A y =A1sin1+A2sin2+ + A nsinn

 Biên độ tổng hợp : A = Ax2+ Ay2

- Pha ban đầu của dao động: tan x

y

A A

II CÁC DẠNG TOÁN VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI

Dạng 1: Bài toán lập phương trình dao động dao động điều hoà:

* Viết phương trình dao động tổng quát: x = Acos(ωt +ϕ)

* Xác định A,ω,ϕ

max

22

+ Tínhϕdựa vào điều kiện đầu: lúc t = t0(thường t0= 0) 0

Lưu ý: + Vật chuyển động theo chiều dương thì v > 0, ngược lại v < 0.

+ Trước khi tínhϕcần xác định rõϕthuộc góc phần tư thứ mấy của đường tròn lượng giác

(thường lấy - π ≤ϕ≤ π)

+ Khi 1 đại lượng biến thiên theo thời gian ở thời điểm t0tăng thì đạo hàm bậc nhất của nó theo t

sẽ dương và ngược lại

MỘT SỐ TRƯỜNG HỢP THƯỜNG GẶP ĐỐI VỚI BÀI TOÁN

LẬP PHƯƠNG TRÌNH DAO ĐỘNG

(Các kết quả dưới đây chỉ mang tính chất tham khảo, học sinh không nên nhớ kiểu máy móc)

Nếu biểu diễn x dưới dạng cosin thì: Khi v > 0 ⇔ -π<ϕ< 0

Khi v < 0 ⇔ 0 <ϕ≤πChọn gốc thời gian t0 =0là

 lúc vật qua vị trí cân bằng x0 =0 theo chiều dương v0>0: Pha ban đầu

 lúc vật qua biên dươngx0 =A: Pha ban đầu =0

 lúc vật qua biên âmx0 = −A: Pha ban đầu =

2 2

ss

x co

A x co

thời gian sẽ ngắn khi di xung quanh gần VTCB

Vẽ quãng đường bài toán cho ở các vị trí có vmax, vmin Từ quãng đường suy ra các vị trí đầu x1và vị trí cuối x2

Sau đó sử dung cách giải như dạng toán 2

Dạng 4: Bài toán tìm quãng đường vật đi được từ thời điểm t 1 đến t2

O

∆ϕ

∆ϕ

Lưu ý: + Nếu ∆t = T/2 thì S2= 2A

+ Tính S2bằng cách định vị trí x1, x2và chiều chuyển động của vật trên trục Ox ⇒ S2= x2−x1

+ Trong một số trường hợp có thể giải bài toán bằng cách sử dụng mối liên hệ giữa dao động điều hoà và

chuyển động tròn đều sẽ đơn giản hơn

+ Tốc độ trung bình của vật đi từ thời điểm t1đến t2:

tb

S v

t t

=

− với S là quãng đường tính như trên.

Dạng 5: Bài toán tính quãng đường lớn nhất và nhỏ nhất vật đi được trong khoảng thời gian 0 <t < T/2.

Vật có vận tốc lớn nhất khi qua VTCB, nhỏ nhất khi qua vị trí biên nên trong cùng một khoảng thời gian quãng

đường đi được càng lớn khi vật ở càng gần VTCB và càng nhỏ khi càng gần vị trí biên

Sử dụng mối liên hệ giữa dao động điều hoà và chuyển đường tròn đều Góc quét∆ϕ=ω∆t

Quãng đường lớn nhất khi vật đi từ M1đến M2đối xứng qua trục sin (hình 1) ax 2A sin

Trong thời gian∆t’ thì quãng đường lớn nhất, nhỏ nhất tính như trên

+ Tốc độ trung bình lớn nhất và nhỏ nhất của trong khoảng thời gian∆t:

ax ax

M tbM

S v

t

=

Min tbMin

S v

t

=

∆ với SMax; SMintính như trên

Dạng 6: Bài toán tính thời điểm vật đi qua vị trí đã biết x (hoặc v, a, W t , W đ , F) lần thứ n

* Giải phương trình lượng giác lấy các nghiệm của t (Với t > 0⇒phạm vi giá trị của k)

* Liệt kê n nghiệm đầu tiên (n thường lấy giá trị nhỏ)

* Thời điểm thứ n chính là giá trị lớn thứ n

Lưu ý: + Đề ra thường cho giá trị n nhỏ, còn nếu n lớn thì tìm quy luật để suy ra nghiệm thứ n

+ Có thể giải bài toán bằng cách sử dụng mối liên hệ giữa dao động điều hoà và chuyển động tròn đều

Dạng 7: Bài toán tìm số lần vật đi qua vị trí đã biết x (hoặc v, a, W t , W đ , F) từ thời điểm t 1 đến t2

* Giải phương trình lượng giác được các nghiệm

* Từ t1< t ≤ t2⇒Phạm vi giá trị của (Với k∈Z)

* Tổng số giá trị của k chính là số lần vật đi qua vị trí đó

Lưu ý: + Có thể giải bài toán bằng cách sử dụng mối liên hệ giữa dao động điều hoà và chuyển động tròn đều.

+ Trong mỗi chu kỳ (mỗi dao động) vật qua mỗi vị trí biên 1 lần còn các vị trí khác 2 lần

Dạng 8: Bài toán biết tại thời điểm t vật qua li độ x = x t theo một chiều nào đó Tìm li độ dao động tại thời điểm sau hoặc trước thời điểm t một khoảng thời giant.

* Từ phương trình dao động điều hoà: x = Acos(ωt +ϕ) cho x = xt, căn cứ vào chiều chuyển động để chọn

nghiệm (ωt +ϕ) duy nhất Từ đó tính được li độ sau hoặc trước thời điểm t đó∆t giây là:

* Ngoài ra, ta dùng vòng tròn Đánh dấu vị trí xttrên trục qua tâm Ox Kẻ đường thẳng qua xtvuông góc với

Ox cắt đường tròn tại hai điểm Căn cứ vào chiều chuyển động để chọn vị trí của M duy nhất trên vòng tròn

Vẽ bán kính OM Trong khoảng thời gian ∆t, góc ở tâm mà OM quét được là  = ∆ t Vẽ OM’ lệch với OM mộtgócα, từ M’ kẻ vuông góc với Ox cắt ở đâu thì đó là li độ cần xác định

A -A

M M

1 2

O P

2

1 M

Trang 30

Dạng 9: Dao động có phương trình đặc biệt:

* x = a±Acos(ωt +ϕ) với a = const

Biên độ là A, tần số góc làω, pha ban đầuϕ, x là toạ độ, x0= Acos(ωt +ϕ) là li độ

Toạ độ vị trí cân bằng x = a, toạ độ vị trí biên x = a±A

* x = a±Acos2(ωt +ϕ) (ta hạ bậc) Biên độ A/2; tần số góc 2ω, pha ban đầu 2ϕ

B CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM

Câu 1: Một vật dao động điều hòa, câu khẳng định nào sau đây là đúng?

A Khi vật qua vị trí cân bằng nó có vận tốc cực đại, gia tốc bằng 0

B Khi vật qua vị trí cân bằng nó có vận tốc và gia tốc đều cực đại

C Khi vật qua vị trí biên vận tốc cực đại, gia tốc bằng 0

D Khi vật qua vị trí biên động năng bằng thế năng

Câu 2: Điều nào sau đây là đúng khi nói về động năng và thế năng của một vật dao động điều hòa:

A Động năng của vật tăng và thế năng giảm khi vật đi từ VTCB đến vị trí biên

B Động năng bằng không và thế năng cực đại khi vật ở VTCB

C Động năng giảm, thế năng tăng khi vật đi từ VTCB đến vị trí biên

D Động năng giảm, thế năng tăng khi vật đi từ vị trí biên đến VTCB

Câu 3: Một vật dao động điều hoà khi đi qua vị trí cân bằng:

A Vận tốc có độ lớn cực đại, gia tốc có độ lớn bằng 0

B Vận tốc có độ lớn bằng 0, gia tốc có độ lớn cực đại

C Vận tốc và gia tốc có độ lớn bằng 0

D Vận tốc và gia tốc có độ lớn cực đại

Câu 4: Trong dao động điều hòa, vận tốc biến đổi

A Cùng pha với li độ B Ngược pha với li độ

Câu 5: Lực kéo về tác dụng lên một chất điểm dao động điều hòa có độ lớn

A và hướng không đổi

B tỉ lệ với độ lớn của li độ và luôn hướng về vị trí cân bằng

C tỉ lệ với bình phương biên độ

D không đổi nhưng hướng thay đổi

Câu 6: Đối với một chất điểm dao động cơ điều hòa với chu kì T thì:

A Động năng và thế năng đều biến thiên tuần hoàn theo thời gian nhưng không điều hòa

B Động năng và thế năng đều biến thiên tuần hoàn theo thời gian với chu kì T

C Động năng và thế năng đều biến thiên tuần hoàn theo thời gian với chu kì T/2

D Động năng và thế năng đều biến thiên tuần hoàn theo thời gian với chu kì 2T

Câu 7: Một vật dao động điều hòa theo thời gian có phương trình x=Acos( t+ ) thì động năng và thế năng cũng

dao động điều hòa với tần số:

2



Câu 8: Trong dao động điều hoà của chất điểm, chất điểm đổi chiều chuyển động khi

A lực tác dụng đổi chiều B Lực tác dụng bằng không

C Lực tác dụng có độ lớn cực đại D Lực tác dụng có độ lớn cực tiểu

Câu 9: Một vật dao động điều hòa với chu kì T Chọn gốc thời gian là lúc vật qua vị trí cân bằng, vận tốc của vật

bằng 0 lần đầu tiên ở thời điểm

Câu 10: Phương trình dao động của một vật dao động điều hòa có dạng cos( )

x= theo chiều dương

B Lúc chất điểm đi qua vị trí có li độ 2

2

A

x= theo chiều dương

C Lúc chất điểm đi qua vị trí có li độ 2

2

A

x= theo chiều âm

D Lúc chất điểm đi qua vị trí có li độ

2

A

x= theo chiều âm

Câu 12: Một vật dao động điều hòa với phương trình x=Acos( t+ ) Gọi T là chu kì dao động của vật Vật có tốc

t= C Vật qua vị trí biên D.Vật qua vị trí cân bằng

Câu 13: Cho một vật dao động điều hòa, tại thời điểm W = n Wđ t thì li độ x của dao động được tính theo biểu thức:

A

2

nA x

n

= ±

A x

n

= ±

nA x

n

= ±

A x

xA

ω

−

C v2= 2

2 2

xA

, thời gian đo bằng giây Gọi x và v là

li độ và vận tốc của vật tại một thời điểm t bất kì, lấy2≈10 Chọn hệ thức đúng.

A x2+ =v2 100 B

2 2

160100

Câu 18: Một chất điểm dao động điều hòa x=4 cos(10 t+ )cm tại thời điểm t = 0 thì x = - 2cm và đi theo chiều

dương của trục tọa độ Pha ban đầu  có giá trị nào:

Trang 32

Câu 20: Một vật dao động điều hòa dọc theo trục Ox, tốc độ của vật khi qua VTCB là 62,8cm/s và gia tốc cực đại là

2m/s2 Biên độ và chu kỳ dao động của vật là:

Câu 21: Một vật dao động điều hoà, khi vật có li độ 4cm thì tốc độ là 30πcm/s, còn khi vật có li độ 3cm thì vận tốc là

40πcm/s Biên độ và tần số của dao động là:

A A = 5cm, f = 5Hz B A = 12cm, f = 12Hz C A = 12cm, f = 10Hz D A = 10cm, f = 10Hz

Câu 22: Một chất điểm có khối lượng m = 500g dao động điều hòa với chu kì T = 2s Năng lượng dao động của nó là

E = 0,004J Biên độ dao động của chất điểm là:

A x = 2cm, v= −20 3cm s/ , vật di chuyển theo chiều âm

B x = 2cm, v=20 3cm s/ , vật di chuyển theo chiều dương

C x= −2 3cm, v=20cm s/ , vật di chuyển theo chiều dương

D x=2 3cm, v= −20cm s/ , vật di chuyển theo chiều âm

Câu 24: Một vật dao động theo phương trình 2, 5 cos( )

số dao động là 5Hz Lấy 2 =10 Li độ và vận tốc của vật là:

= − Xác định thời điểm để vật chuyển động

theo chiều âm của trục tọa độ với vận tốc là max

Câu 29: Một vật dao động điều hoà với biên độ A = 4cm và chu kỳ T = 2s, chọn gốc thời gian là lúc vật đi qua VTCB

theo chiều dương Phương trình dao động của vật là

A x = 4cos(2πt

-2

π)cm B x = 4cos(πt -

Câu 30: Một vật dao động điều hòa với biên độ A = 4cm, tần số f = 5Hz Khi t = 0 vận tốc của vật đạt giá trị cực đại

và chuyển động theo chiều dương của trục tọa độ Phương trình dao động của vật là:

Câu 32: Cho đồ thị như hình vẽ.

Đồ thị trên đây ứng với phương trình dao động nào?

Câu 34: Một vật dao động điều hòa dọc theo trục Ox, quanh vị trí cân bằng O với biên độ A và chu kỳ T Trong

khoảng thời gian T/4, quãng đường lớn nhất mà vật có thể đi được là:

Trang 34

Câu 37: Một chất điểm dao động điều hòa dọc trục Ox quanh VTCB O với biên độ A và chu kì T Trong khoảng thời

gian T/3 quãng đường lớn nhất mà chất điểm có thể đi được là

A A 3 B 1,5A C A D A 2

2

Quãng đường mà vật đi được trong

khoảng thời gian từ t1= 1,5s đến t2= 13

Câu 41: Một vật dao động điều hòa với chu kỳ T và biên độ A Khi vật đi thẳng (theo một chiều) từ x1= - A/2 đến x2

= A/2, vận tốc trung bình của vật bằng:

A A/T B 4A/T C 6A/T D 2A/T

Câu 42: Một chất điểm dao động điều hòa với biên độ 8cm, trong thời gian 1 phút chất điểm thực hiện được 40 dao

động Chất điểm có vận tốc cực đại là

A vmax= 1,91cm/s B vmax= 33,5cm/s C vmax= 320cm/s D vmax= 5cm/s

Câu 43: Một vật dao động điều hoà với chu kỳ T và biên độ A Tốc độ trung bình lớn nhất của vật thực hiện được

trong khoảng thời gian 2

A

6 A T

Câu 44: Một vật nhỏ dao điều hòa có độ lớn vận tốc cực đại là10 cm s/ Lấy  =3,14 Tốc độ trung bình của vậttrong một chu kì dao động là:

Câu 46: Một vật dao động điều hòa quanh vị trí cân bằng O với hai vị trí biên là B và B’ Biết khoảng thời gian ngắn

nhất để vật đi từ O đến B hoặc B’ là 6s, và BB’ = 24 cm Thời gian để vật đi từ B đến trung điểm I của OB:

Câu 49: Một vật dao động điều hòa với biên độ A = 4cm và chu kỳ dao động T = 0,1s Vật đi qua VTCB theo chiều

dương Thời gian ngắn nhất vật đi từ vị trí có li độ x = 2cm đến li độ x = 4cm là :

Câu 50: Một vật dao động điều hòa với tần số bằng 5Hz Thời gian ngắn nhất để vật đi từ vị trí có li độ x1= - 0,5A

(A là biên độ dao động) đến vị trí có li độ x2= + 0,5A là:

Trong khoảng thời gian

1,2 s đầu tiên vật qua vị trí 2,5 2 cm bao nhiêu lần ?

Câu 56: Một vật dao động đều hòa dọc theo trục Ox Mốc thế năng ở vị trí cân bằng Ở thời điểm độ lớn vận tốc của

vật bằng 50% vận tốc cực đại thì tỉ số giữa động năng và cơ năng của vật là

Câu 57: Một có khối lượng m = 10g vật dao động điều hoà với biên độ 0,5m và tần số góc 10rad/s Lực hồi phục cực

đại tác dụng lên vật là:

A 25N B 2,5N C 5N D 0,5N

Câu 58: Xét hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số: x1= A1cos( t + 1); x2=A2cos( t + 2), kết luận

nào sau đây là đúng nhất:

A Hai dao động cùng pha khi: ∆ =2−1 =k2

B Hai dao động ngược pha khi : ∆ =2 −1 =(k2+1)

C Hai dao động vuông pha khi : ∆=2 −1 =(k2+1)/2

Câu 61: Hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số, có độ lệch pha ∆, biên độ của hai dao động lần lượt là

A1và A2 Biên độ A của dao động tổng hợp có giá trị

Trang 36

A lớn hơn A1+ A 2 B nhỏ hơn A1− A2

C luôn luôn bằng 1(A1 A )2

2 + D nằm trong khoảng từ A1− A2 đến A1+ A 2

Câu 62: Một vật thực hiện đồng thời hai dao động có phương trình là x1=4 2sin2t cm( ); x2=4 2cos2t cm( )

Kết luận nào sau đây là sai?

A Biên độ dao động tổng hợp A=8 2cm B Tần số góc của dao động tổng hợp  =2 rad s/

C Pha ban đầu của dao động tổng hợp .

Câu 66: Một vật thực hiện đồng thời hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số: x1= 12sin10t(cm),

x2= 5cos10t(cm) Dao động tổng hợp có biên độ là

Câu 67: Một con lắc lò xo thực hiện hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số 20 rad/s và cùng pha dao động.

Biên độ của hai dao động thành phần là A1và A2= 3 cm Vận tốc cực đại là vmax= 140 cm/s Biên độ A1của dao độngthứ nhất là:

3= 8cos(2πt

-2

) cm Vận tốc cực đại của vật và pha ban đầu của dao động lần lượt là:

A.±10πm/s B.±10πcm/s C.± πm/s D.± πcm/s

Câu 73: Chuyển động của một vật là tổng hợp của hai dao động điều hòa cùng phương Hai dao động này có phương

trình lần lượt là x1= 3cos10t (cm) và 2 4sin(10 )( )

= 10 Gia tốc của vật khi nó có vận tốc v = 40πcm/s là:

A ±8 2 m/s2 B.±16 2 m/s2 C.±32 2 m/s2 D.±4 2 m/s2

Câu 76: Chuyển động của một vật là tổng hợp của hai dao động điều hòa cùng phương Hai dao động này có phương

trình lần lượt là x1= 3cos10t (cm) và 2 4sin(10 )( )

x = t cm x = t cm Lực tác dụng cực đại gây ra dao động tổng hợp của vật là:

A Fmax=4N B Fmax=0,2N C Fmax=2N D Một giá trị khác

Câu 79: Một vật có khối lượng m = 100g thực hiện một dao động tổng hợp của hai dao động thành phần cùng

phương, cùng tần số có các phương trình dao động là: 1 5 cos(10 )( ); 2 10 cos(10 )( )

A 0,25 J B 0,5 J C 1 J D 4 J

Câu 81: Cho hai dao động cùng phương, cùng tần số góc  =5rad/s với các biện độ

1 3 2