Trắc nghiệm Vật Lí 12 Bài 2 Con lắc lò xo Bài giảng Vật Lí 12 Bài 2 Con lắc lò xo Câu 1 Nhận xét nào sau đây là đúng khi nói đến đặc điểm của lực kéo về? A Lực luôn hướng về vị trí cân bằng gọi là lực[.]
Trắc nghiệm Vật Lí 12 Bài 2: Con lắc lị xo Bài giảng Vật Lí 12 Bài 2: Con lắc lò xo Câu Nhận xét sau nói đến đặc điểm lực kéo về? A Lực ln hướng vị trí cân gọi lực kéo B Có độ lớn tỉ lệ với li độ C Là lực gây gia tốc cho vật dao động điều hòa D Cả A, B C Hiển thị đáp án Đáp án: D Giải thích: Lực kéo có biểu thức F = -kx + Lực ln hướng vị trí cân gọi lực kéo + Lực kéo có độ lớn tỉ lệ với li độ + Lực gây gia tốc cho vật dao động điều hòa Câu Một lắc lò xo dao động điều hịa Nhận xét sau khơng đúng? A Cơ lắc tỉ lệ với biên độ dao động B Cơ lắc tỉ lệ với bình phương biên độ dao động C Cơ lắc bảo toàn bỏ qua ma sát D Động lắc biến thiên tuần hoàn theo thời gian Hiển thị đáp án Đáp án: A Giải thích: Biểu thức năng: W=12mω2A2 A – sai, lắc lị xo tỉ lệ với bình phương biên độ dao động B – C – D – Câu Cơng thức tính chu kì dao động lắc lò xo A T=πmk B T=2πkm C T=2πmk D T=12πmk Hiển thị đáp án Đáp án: C Giải thích: Chu kì dao động lắc lị xo là: T=2πmk Câu Trong dao động điều hòa lắc lò xo, lực kéo tác dụng lên vật A tỉ lệ với độ biến dạng lò xo B tỉ lệ với khoảng cách từ vật đến vị trí cân C ln hướng xa vị trí cân D ln tỉ lệ nghịch với độ biến dạng lò xo Hiển thị đáp án Đáp án: B Giải thích: A – Sai, lực kéo tỉ lệ với độ biến dạng lò xo lò xo nằm ngang B – Đúng C – Sai, lực kéo ln hướng vị trí cân D – Sai, lực kéo tỉ lệ với độ biến dạng lò xo lò xo nằm ngang Câu Một lắc lị xo gồm vật nhỏ có khối lượng m gắn với lị xo nhẹ có độ cứng k Con lắc có tần số dao động riêng A f=12πmk B f=12πkm C f=2πmk D f=2πkm Hiển thị đáp án Đáp án: B Giải thích: Tần số dao động riêng lắc f=1T=12πkm Câu Chu kì lắc phụ thuộc vào A khối lượng vật độ cứng lò xo B gia tốc trọng trường nơi làm thí nghiệm C khối lượng vật D độ cứng lò xo Hiển thị đáp án Đáp án: A Giải thích: Chu kì lắc lò xo phụ thuộc vào khối lượng vật độ cứng lò xo Câu Một lắc lị xo gồm vật có khối lượng m lị xo có độ cứng k khơng đổi, dao động điều hồ Nếu khối lượng 200 g chu kì dao động lắc s Để chu kì lắc s khối lượng m A 10 g B 20 g C 35 g D 50 g Hiển thị đáp án Đáp án: D Giải thích: Chu kì dao động lắc tính cơng thức: T=2πmk Ta có: T2T1=2πm2k2πm1k=m2m1⇒12=m2200⇒m2=50gam Câu Một vật nhỏ m liên kết với lị xo có độ cứng k 1, k2 k chu kỳ dao động T1 = 1,6s, T2 = 1,8 s T Nếu k2=2k12+5k22 T A 1,4 s B 2,0 s C 2,5 s D 1,1 s Hiển thị đáp án Đáp án: D Giải thích: T tỉ lệ nghịch với k hay k2 tỉ lệ nghịch với T4 nên từ hệ thức k2=2k12+5k22 suy 1T4=2.1T14+5.1T24⇒T=T1T22T22+5T144≈1,1s Câu Một lắc lị xo gồm lị xo có độ cứng 20 N/m viên bi có khối lượng dao động điều hịa Tại thời điểm t, vận tốc, gia tốc viên bi 20 cm/s 23 m/s2 Biên độ dao động viên bi A cm B cm C cm D cm Hiển thị đáp án Đáp án: B Giải thích: Tần số góc là: ω=km= 10 rad/s Li độ thời điểm t là: a=−xω2 ⇒x=−aω2 = −23 (cm) Biên độ dao động: A=x2+v2ω2 = (−23)2+(2010)2 =4(cm) Câu 10 Một lò xo dãn treo vào vật có khối lượng 250 g Chu kì lắc tạo thành bao nhiêu? Cho g=10m/s2 A 1,1 s B 0,95 s C 0,53 s D 0,31 s Hiển thị đáp án Đáp án: D Giải thích: Ở vị trí cân thì: Fdh=P⇔kΔlo=mg⇔km=gΔlo Chu kì dao động lắc: T=2πΔl0g=2π2,5.10−210=0,31(s) Câu 11 Một lắc lị xo có W = 0,9 J biên độ dao động A = 15cm Hỏi động lắc vị trí có li độ x = -5 cm bao nhiêu? A 0,5 J B 0,8 J C 0,95 J D J Hiển thị đáp án Đáp án: B Giải thích: Độ cứng lò xo: W=12kA2⇒k=2WA2=2.0,915.10−22=80(N/m) Động lắc vị trí x=−5 cm là: Wđ=W−Wt=W−12kx2=0,9−12.80.−5.10−22=0,8J Câu 12 Một lắc lị xo có độ cứng k = 200N/m, khối lượng m = 200 g dao động điều hòa với biên độ A=10(cm) Tốc độ lắc qua vị trí có li độ x = 2,5 cm bao nhiêu? A 1,55 m/s B 0,97 m/s C 2,52 m/s D 3,06 m/s Hiển thị đáp án Đáp án: D Giải thích: Tần số góc dao động: ω=km=1010(rad/s) Tốc độ lắc qua vị trí x=2,5cm là: v=ωA2−x2=101010.10−22−2,5.10−22=3,06(m/s) Câu 13 Một lắc lò xo dao động điều hịa Lị xo có độ cứng k = 80 N/m Trong chu kì, lắc đoạn đường dài 20 cm Cơ lắc A 0,1 J B 0,2 J C 0,3 J D 0,4 J Hiển thị đáp án Đáp án: A Giải thích: Quãng đường vật chu kì là: ST=4A⇒A=5cm Cơ lắc: W=12kA2=0,1J Câu 14 Chất điểm có khối lượng m1 = 50 g dao động điều hồ quanh vị trí cân với phương trình dao động x1=5cosπt+π6(cm) Chất điểm có khối lượng m2 = 100g dao động điều hồ quanh vị trí cân với phương trình dao động x2=5cosπt−π6(cm) Tỉ số trình dao động điều hồ chất điểm m1 so với chất điểm m2 A 0,25 B 0,5 C D Hiển thị đáp án Đáp án: B Giải thích: Tỉ số hai lắc là: W1W2=12m1ω12A1212m2ω22A22=1250.π2.5212100.π2.52=12 Câu 15 Con lắc lò xo dao động điều hoà với tần số Hz, khối lượng nặng 100 g, lấy π2=10 Độ cứng lò xo A N/m B 80 N/m C 16 N/m D 160 N/m Hiển thị đáp án Đáp án: C Giải thích: Ta có: f=12πkm⇒k=(2πfm)2 =4π2f2m=4.10.22.0,1=16(N/m) Câu 16 Một lắc lò xo dao động điều hòa theo phương ngang với biên độ cm Vật nhỏ lắc có khối lượng 100g, lị xo có độ cứng 100 N/m Khi vật nhỏ có vận tốc 1010 cm/s gia tốc có độ lớn A 103 m/s2 B m/s2 C 53 m/s2 D 23 m/s2 Hiển thị đáp án Đáp án: A Giải thích: Tần số góc dao động là: ω=km=1010(rad/s) Áp dụng công thức độc lập thời gian cho hai đại lượng vuông pha a v ta được: vωA2+aω2A2=1 ⇒a=ω2A1−vωA2=103(m/s2) Câu 17 Một lắc lò xo gồm vật nặng 0,2 kg gắn vào đầu lị xo có độ cứng 20 N/m Kéo nặng khỏi vị trí cân thả nhẹ cho dao động, tốc độ trung bình chu kỳ 160π cm/s Cơ dao dao động lắc A 0,025 J B 0,064 J C 0,072 J D 0,095 J Hiển thị đáp án Đáp án: B Giải thích: Ta có: T=2πmk=π5sv¯=4AT⇒160π=4Aπ5⇒A=8cm Câu 18 Con lắc lò xo dao động điều hịa với phương trình: x = Acosωt Thời điểm lần thứ hai lần động A 5π6ωs B π6ωs C 5π3ωs D πωs Hiển thị đáp án Đáp án: A Giải thích: Ta có: x1=AWt=3Wd=34W⇒kx22=34kA22 ⇒x2=±A32 + Lần 1: Wt=3Wđ từ x = A đến x=A32⇒t2=112T=π6ω(s) + Lần 2: Wt=3Wđ từ x=A đến x=−A32⇒t1=T4+T6=512T=5π6ω(s) Câu 19 Một lắc lò xo gồm lò xo nhẹ vật nhỏ khối lượng 100g dao động điều hịa theo phương ngang, mốc tính vị trí cân Từ thời điểm t1 = 0s đến t2=π48s, động lắc tăng từ 0,096 J đến giá trị cực đại giảm 0,064 J Ở thời điểm t2, lắc 0,064 J Biên độ dao động lắc A cm B cm C cm D cm Hiển thị đáp án Đáp án: C Giải thích: Tại thời điểm t2 động năng: x2=A2W=Wtt2+Wđt2=0,128J Tại thời điểm t1 = Wđ=0,096=3W4;Wt=W4 nên lúc x0=±A2 Ta biểu diễn trình chuyển động hình vẽ sau: Câu 23 Một lắc lò xo treo thẳng đứng có độ cứng 100 N/m, vật dao động có khối lượng 100 g, lấy gia tốc trường g = π2 = 10m/s2 Từ vị trí cân kéo vật xuống đoạn cm truyền cho vật vận tốc đầu 10π3cm/s hướng thẳng đứng vật dao động điều hòa Thời gian lò xo bị nén chu kỳ A 12s B 16s C 112s D 115s Hiển thị đáp án Đáp án: D Giải thích: Ta có: ω=2πT=10πrad/s A=x2+v2ω2=2cm Chiều dài tự nhiên lị xo là: Δl0=mgk=0,01m=1cm=A2 Trong chu kì thời gian lị xo nén: tnen=2.T6=13.2πω=115(s) Câu 24 Một lắc lò xo, gồm lị xo nhẹ có độ cứng 50 N/m, vật có khối lượng kg, dao động điều hồ dọc theo trục Ox theo phương ngang (O vị trí cân bằng) theo phương trình x=6cosωt+π3 (cm) Tính lực đàn hồi lò xo thời điểm t=0,4π s A N B 1,5 N C 1,75 N D N Hiển thị đáp án Đáp án: B Giải thích: Ta có: ω=km=5rad/s ⇒x0,4π=6cos5.0,4π+π3=3cm=0,03m Fd=Fhp=kx=50.0,03=1,5N Câu 25 Một lắc lò xo dao động điều hòa theo phương ngang với lượng dao động 1J lực đàn hồi cực đại 10N Gọi J đầu cố định lò xo Khoảng thời gian ngắn hai lần liên tiếp điểm J chịu tác dụng lực kéo 53N 0,1s Tính quãng đường lớn mà vật 0,7s A 30 cm B 50 cm C 100 cm D 120 cm Hiển thị đáp án Đáp án: C Giải thích: W=kA22=1Fmax=kA=10⇒A=0,2m=20cm Do lắc lị xo nằm ngang nên Fhp=−kx ⇒x1A=F1Fmax⇒x1=A32⇒t2=T12 Trong chu kỳ thời gian lực kéo lớn 1N 0,1=2t2=T6⇒T=0,6s ⇒t=0,7s=7T6=2T2⎵2.2A+T6⎵Smax=ASmax=5A=100cm Câu 26 Một lắc lò xo treo thẳng đứng, m = 100 g, x=4cos10t–2π3 cm(chiều dương hướng lên) Tìm Fđh Fhp thời điểm vật quãng đường cm? A Fdh = 0,9 N Fhp = 0,1 N B Fdh = 0,5 N Fhp = 0,01 N C Fdh = 0,09 N Fhp = 0,01 N D Fdh = N Fhp = 0,001 N Hiển thị đáp án Đáp án: A Giải thích: Độ cứng lị xo độ dãn lò xo VTCB: k=mω2=10N/mΔl0=mgk=0,1m Lúc đầu: x=4cos10t−2π3=−2cmv=x'=−40sin10t−2π3=203cm/s>0 Sau quãng đường cm lúc vật có li độ x = cm độ dãn lò xo Δl = 0,1 − 0,01 = 0,09 m Độ lớn lực đàn hồi lực hồi phục: Fdh=kΔl=10.0,09=0,9NFhp=kx=10.0,01=0,1N Câu 27 Một lắc lò xo treo thẳng đứng vào điểm J nơi có gia tốc rơi tự 10 (m/s2) Khi vật dao động điều hịa lực nén cực đại lên điểm treo J N lực kéo cực đại lên điểm treo J N Gia tốc cực đại vật dao động là: A 20 m/s2 B 30 m/s2 C 15 m/s2 D 25 m/s2 Hiển thị đáp án Đáp án: B Giải thích: Lực kéo cực đại: Fkeo_max=kΔl0+A=4N; Lực nén cực đại: Fnen_max=kA−Δl0=2N ⇒A=3kΔl0=1k⇒amax=ω2A=kmA=gΔl0A=30m/s2 Câu 28 Một lắc lò xo treo thẳng đứng dao động điều hịa với biên độ A Trong q trình dao động, chiều dài lớn nhỏ lò xo 34 cm 20 cm, tỉ số lực đàn hồi lớn nhỏ lò xo 103 Lấy g=π2=10m/s2 Tính chiều dài tự nhiên lò xo A 10 cm B 12 cm C 14 cm D 18 cm Hiển thị đáp án Đáp án: C Giải thích: Ta có: FmaxFmin=kΔl0+AkΔl0−A=l0+Δl0+A−l0l0+Δl0−A−l0=lmax−l0lmin−l0 ⇒103=34−l020−l0⇒l0=14cm Câu 29 Một lắc lò xo đặt mặt phẳng nằm ngang gồm lị xo nhẹ có đầu cố định, đầu gắn với vật nhỏ m1 Ban đầu giữ vật m1 vị trí mà lị xo bị nén cm, đặt vật nhỏ m2 (m2 = m1) mặt phẳng nằm ngang sát với vật m1 Buông nhẹ để hai vật bắt đầu chuyển động theo phương trục lò xo Bỏ qua ma sát Ở thời điểm lị xo có chiều dài cực đại lần khoảng cách hai vật m1 m2 A 2.1 cm B 3,2 cm C 5,5 cm D 7,1 cm Hiển thị đáp án Đáp án: B Giải thích: - Giai đoạn 1: Cả hai vật dao động với biên độ A, tần số góc ω=km1+m2, tốc độ cực đại v0=ωA - Giai đoạn 2: Đến VTCB m2 tách khỏi m1 thì: + m1 dao động điều hịa với tần số góc ω'=km1 biên độ A'=v0ω'=Am1m1+m2 (vì tốc độ cực đại khơng đổi v0) + m2 chuyển động thẳng với vận tốc v0 m1 đến vị trí biên dương (lần 1) m2 quãng đường S=v0T'4=km1+m2A.142πm1k=π2Am1m1+m2 Lúc khoảng cách hai vật: Δx=S−A'=πA2m1m1+m2−Am1m1+m2≈3,2cm Câu 30 Một lắc lị xo có độ cứng k = 100N/m vật nặng khối lượng m=59 kg dao động điều hòa với biên độ A = 2,0 cm mặt phẳng nằm ngang nhẵn Tại thời điểm vật m qua vị trí mà động năng, vật nhỏ khối lượng m0=m2 rơi thẳng đứng dính vào m Khi qua vị trí cân hệ (m + m0) có tốc độ A 10 cm/s B 20 cm/s C 30 cm/s D 40 cm/s Hiển thị đáp án Đáp án: B Giải thích: Li độ tốc độ m trước lúc va chạm: x1=A2=2cmv1=ωA2=610cm/s Tốc độ lắc sau va chạm: V1=mv1m+m0=410cm/s Cơ lắc sau đó: W'=m+m0vmax22=kx122+m+m0V122 ⇒vmax=20cm/s Câu 31 Con lắc lò xo treo thẳng đứng Nâng vật lên đến vị trí lị xo khơng biến dạng thả khơng vận tốc ban đầu vật dao động điều hòa theo phương thẳng đứng trùng với trục lò xo, vận tốc vật m/s gia tốc vật m/s2 Lấy gia tốc trọng trường 10 m/s2 Tần số góc có giá trị là: A rad/s B rad/s C rad/s D 5√3 rad/s Hiển thị đáp án Đáp án: D Giải thích: - Vì đưa vật lên đến độ cao lúc không bị biến dạng nên biên độ A = Δl - Áp dụng công thức độc lập v a ta có: Câu 32 Cho lị xo có chiều dài tự nhiên OA = 50 cm, độ cứng 20 N/m Treo lò xo OA thẳng đứng, O cố định Móc nặng m = kg vào điểm C lò xo Cho nặng dao động theo phương thẳng đứng Biết chu kì dao động lắc 0,628 s Điểm C cách điểm O khoảng bằng: ... m1 so với chất điểm m2 A 0,25 B 0,5 C D Hiển thị đáp án Đáp án: B Giải thích: Tỉ số hai lắc là: W1W2=12m1ω12A1212m2ω22A22 =125 0.π2.5 2121 00.π2.52 =12 Câu 15 Con lắc lị xo dao động điều hồ với tần... Câu Một lắc lị xo gồm vật nhỏ có khối lượng m gắn với lị xo nhẹ có độ cứng k Con lắc có tần số dao động riêng A f =12? ?mk B f =12? ?km C f=2πmk D f=2πkm Hiển thị đáp án Đáp án: B Giải thích: Tần số... W''=W−Wnhot⇔k1A122=kA22−l2lkx22 A1=kk1A2−l2lkk1x2 với kk1=l1l =12; l2l =12 ⇒A1 =124 2? ?12. 12232=5cm Câu 21 Một lò xo nhẹ có chiều dài tự nhiên 30 cm có độ cứng k, đầu cố định, đầu gắn vật m, vật dao động điều hoà mặt phẳng nghiêng