Chủ đề 05 năng lượng trong dao động điều hòa

THẦY HỒNG SƯ ĐIỂU LỚP LÍ 11 KOP SĐT: 0909.928.109 CHỦ ĐỀ 05: NĂNG LƯỢNG TRONG DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA LÍ THUYẾT & BÀI TẬP PHÂN THEO LOGIC (Bám sát chương trình GDPT mới) Họ tên……………………………………………………… Trường……………………………… I LÍ THUYẾT CĂN BẢN Động Wd  mv 2 Động vật dao động điều hòa xác định công thức: Cơ Ở lớp 10 biết, động cực đại vật nó, động cực đại vận tốc có độ lớn cực đại Do đó: 1 2 W Wd  max   mv max  m  A  m2 A 2 2 Thế 2 2 1 v  A  x 1 2 Wt W  Wd  m A  mv        Wt  m2 A  m2  A  x   m2 x 2 2 2 Động Thế Công thức 1 Wd  mv Wt  m2 x 2 Sự phụ thuộc v  A sin  t    x A cos  t     Dạng lượng giác  Wd W sin  t    Cơ Wd W cos  t    W Wd  Wt  m2 A 2 = số Đồ thị W W Wt Wđ Wđ Wt t –A A x Nhận xét: + Trong dao động điều hịa có biến đổi qua lại động tổng chúng khơng thay đổi + Động vật đạt giá trị cực đại vật vị trí cân bằng, lúc hệ không + Thế đạt giá trị cực đại vật vị trí biên, lúc động vật không Ngày cập nhật: 20/7/2023 II BÀI TẬP MINH HỌA BÀI TẬP Một vật có khối lượng m = 200 g dao động điều hịa với tần số góc 20 rad/s với biên độ A = 10 cm Lấy  10 Xác định : a) Cơ của lắc b) Động lắc li độ x = cm c) Li độ vật thời điểm động vật hệ d) Li độ vật thời điểm động vật lần hệ e) Li độ vật thời điểm hệ lần động vật g) Tần số góc động Hướng dẫn giải 1 W  m2 A  0, 2.20 2.0,12 0, J 2 a) 1 1 Wd W  Wt  m2 A  m2 x  m2  A  x   0, 2.20  0,12  0,082  0,144J 2 2 b)  W Wt  Wd 1 A  W 2Wt  m 2 A 2 m2 x  x  5 cm  Wd Wt 2  c)  W Wt  Wd A  W 4Wt  A 4x  x  5 cm  W 3Wt d)  d  W Wd  Wt A  W  Wt  x  5 cm  Wt 3Wd  e) g) Wd W sin  t    W  cos  2t  2  W W   cos  2t  2  2 Động vật biến thiên với tần số góc:  2 2.20 40 rad/s Wt W cos  t    W  cos  2t  2  W W   cos  2t  2  2 Thế vật biến thiên với tần số góc:  2 2.20 40 rad/s Ngày cập nhật: 20/7/2023 BÀI TẬP Đồ thị hình bên mơ tả thay đổi động theo li độ 80 cầu có khối lượng 0,4 kg lắc lò xo treo thẳng Wd(mJ) đứng Xác định: a) Cơ lắc b) Tốc độ cực đại cầu –4 c) Thế lắc lị xo cầu vị trí có li độ cm x Hướng dẫn giải a) Cơ cực đại lắc động cực đại 80 mJ 2W 2.80.10  10 W Wd  max   mv max  v max    m/s m 0,4 b) 10 v   max  5 10 rad/s Wt  m2 x  0, 10 0,022 0,02 J A 0,04 2 c) ;   III BÀI TẬP RÈN LUYỆN Câu Một số tòa nhà cao tầng sử dụng lắc nặng giảm chấn khối lượng để giảm thiểu rung động gây gió hay địa chấn nhỏ Giả sử vật nặng lắc có khối lượng 3,0.105 kg, thực dao động điều hòa với tần số 15 Hz với biên độ dao động 15 cm Thế cực đại hệ lắc giảm chấn khối lượng bao nhiêu? Bài làm ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… Câu Cho đồ thị vận tốc theo thời gian vật dao động v(cm/s) 40 điều hịa hình vẽ Biết khối lượng vật 20 m = 0,2 kg Hãy xác định: t(s) 0,4 O a) Chu kì tần số góc lắc 20 b) Độ lớn vận tốc cực đại vật 40 c) Cơ lắc d) Biên độ dao động vật Bài làm ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… Ngày cập nhật: 20/7/2023 ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… Câu Một lắc lò xo có khối lượng vật nhỏ m dao động điều hịa theo phương ngang với phương trình x = Acost Mốc tính vị trí cân Cơ lắc 1 A.mA2 B mA2 C m2A2 D m2A2 Câu Một chất điểm khối lượng m dao động điều hòa trục Ox theo phương trình x  A cos  t    Động chất điểm có biểu thức 1 m A2 cos  t    m A2 sin  t    A B 1 m A cos  t    m A2 sin  t    C D Câu Con lắc lò xo gồm vật nhỏ khối lượng 100g gắn với lò xo nhẹ Con lắc dao động điều hịa theo phương ngang với phương trình x = 10cos10t (cm) Mốc vị trí cân Lấy 2 = 10 Cơ lắc A 0,10 J B 0,05 J C 1,00 J D 0,50 J Câu Một vật có m = 500 g dao động điều hồ với phương trình dao động x 2sin10t (cm) Lấy 2 10 Khi vật có li độ cm vật A 0,01 J B 0,02 J C 2,5 mJ D 0,1 J Câu Một vật nhỏ có khối lượng 100 g dao động điều hịa với tần số góc 20 rad/s biên độ cm Chọn mốc vi trí cân Cơ vật A 0,6 J B 18 mJ C 180 J D 36 mJ    x 2 cos  10t    (cm)  Câu Một vật có m = 500 g dao động điều hồ với phương trình dao động Lấy  10 Tại thời điểm t = động vật A 15,0 mJ B 7,5 mJ C 2,5 mJ D 75,0 J Câu Khi nói vật dao động điều hòa, phát biểu sau sai? A Gia tốc biến thiên điều hòa theo thời gian B Động vật biến thiên tuần hoàn theo thời gian C Vận tốc vật biến thiên điều hòa theo thời gian D Cơ vật biến thiên tuần hoàn theo thời gian Câu 10 Một vật nhỏ khối lượng 100 g dao động theo phương trình x = 8cos10t (x tính cm, t tính s) Động cực đại vật A 32 mJ B 64 mJ C 16 mJ D 128 mJ Câu 11 Cơ vật dao động điều hịa A biến thiên tuần hồn theo thời gian với chu kì nửa chu kì dao động vật B tăng gấp biên độ dao động vật tăng gấp đôi C động vật vật tới vị trí cân D biến thiên tuần hồn theo thời gian với chu kì chu kỳ dao động vật Câu 12 Một vật dao động điều hòa với biên độ 10 cm Chọn mốc vị trí cân Tại vị trí vật có li độ cm, tỉ số động vật Ngày cập nhật: 20/7/2023 A Câu 13 B C D Một vật nhỏ khối lượng 100 g dao động điều hịa với chu kì 0,2 s 0,18 J (mốc vị trí cân bằng); Lấy  10 Tại li độ cm, tỉ số động A B C D Câu 14 Một vật dao động hòa dọc theo trục Ox Mốc vị trí cân Ở thời điểm độ lớn vận tốc vật 50% vận tốc cực đại tỉ số động vật 1 A B C D Câu 15 Khi nói vật dao động điều hòa, phát biểu sau đúng? A Cứ chu kì dao động vật, có bốn thời điểm động B Thế vật đạt cực đại vật vị trí cân C Động vật đạt cực đại vật vị trí biên D Thế động vật biến thiên tần số với tần số li độ Câu 16 Một vật dao động điều hòa với biên độ cm Mốc vị trí cân Khi vật có động 0,75 lần vật cách vị trí cân đoạn A cm B 4,5 cm C cm D cm Câu 17 (THPTQG 2018) Một vật nhỏ dao động điều hịa dọc theo trục Ox Khi vật cách vị trí cân đoạn cm động vật 0,48 J Khi vật cách vị trí cân đoạn cm động vật 0,32 J Biên độ dao động vật A 10 cm B 14 cm C 12 cm D cm Câu 18 Vật nhỏ lắc lò xo dao động điều hòa theo phương ngang, mốc vị trí cân Khi gia tốc vật có độ lớn nửa độ lớn gia tốc cực đại tỉ số động vật 1 A B C D Câu 19 Một vật dao động điều hòa theo phương ngang với tần số góc 10 rad/s Biết động (mốc vị trí cân vật) vận tốc vật có độ lớn 0,6 m/s Biên độ dao động lắc A cm B cm C 12 cm D 12 cm Câu 20 Một vật dao động điều hồ, thời điểm thứ hai vật có động ba lần kể từ lúc vật có li độ cực đại 15 s Chu kì dao động vật A 0,8 s B 0,2 s C 0,4 s D 0,5 s Câu 21 Một vật dao động điều hoà, sau khoảng thời gian 0,5 s động lại vật Khoảng thời gian ngắn hai lần động ba lần vật A 30 s B s C s Câu 22 Hai vật dao động điều hịa có động biến thiên theo thời gian đồ thị hình vẽ bề Tỉ số vật (1) so với vật (2) Ngày cập nhật: 20/7/2023 D 15 s 3 A B C D Câu 23 Một vật có khối lượng kg dao động điều hịa có đồ thị vận tốc theo thời gian hình vẽ Động cực đại vật trình dao động A 0,16 J B 4,39 J C 0,40 J D 0,04 J Câu 24 Một vật khối lượng 400 g thực dao động điều hòa v(m/s) 0,4 0,2 O 1,2 t(s) 0,2 0,4 Đồ thị bên mô tả động W đ vật theo thời gian t Lấy  10 Biên độ dao động vật A cm C cm Câu 25 B cm D cm (Sách GK KNTT) Đồ thị động theo thời gian vật có khối lượng 0,4 kg dao động điều hòa Tại thời điểm ban đầu vật chuyển động theo chiều dương Lấy  10 Phương trình dao động vật có dạng    x 5cos  2t    (cm)  A 5   x 10 cos  4t    (cm)  B 5   x 10cos  4t    (cm)  C    x 5cos  2t    (cm)  D Câu 26 Một vật nhỏ có khối lượng kg dao động động điều hịa với tần số góc  (rad/s) Khi  pha dao động vận tốc vật  20 cm/s Lấy  10 Khi vật qua vị trí có li độ 3 (cm) động lắc A 0,36 J B 0,72 J C 0,03 J D 0,18 J Câu 27 (Sở GD Nam Định 2023) Một chất điểm có khối lượng 160 g dao động điều hịa Hình bên đồ thị biểu diễn phụ thuộc động Wđ chất điểm theo thời gian t Lấy  10 Biên độ dao động chất điểm A 1,50 cm B 0,75 cm C 3,00 cm D 2,00 cm Ngày cập nhật: 20/7/2023 Câu 28 Một lắc lò xo gồm lò xo nhẹ vật nhỏ khối lượng 100 g dao động điều hòa theo t2   48 s động phương ngang, mốc tính vị trí cân Từ thời điểm t1 = đến lắc tăng từ 0,096 J đến giá trị cực đại giảm 0,064 J Ở thời điểm t 2, lắc 0,064 J Biên độ dao động lắc A 5,7 cm B 7,0 cm C 8,0 cm D 3,6 cm -HẾT - Ngày cập nhật: 20/7/2023