chuyên đề dao động điều hòa

Chọn chiều dương là chiều lệch của vật, gốc thời gian lúc vật qua vị trí có li độ x 2,5 3 cm và đang chuyển động về vị trí cân bằng.. Chọn gốc tọa độ ở vị trí cân bằng, chiều dương hướn

CHỦ ĐỀ1 : DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA

Dạng 1 : Xác định các đại lượng thường gặp trong dao động điều hòa

Ở vị trí cân bằng: x = 0 thì |v| = vmax = A và a = 0

Ở vị trí biên: x =  A thì v = 0 và |a| = amax = 2A = v m2ax

A Lực kéo về: F = ma = - kx

Quỹ đạo chuyển động của vật dao động điều hòa là một đoạn thẳng có chiều dài L = 2A

+ Để tìm các đại lượng đặc trưng của một dao động điều hòa khi biết phương trình dao động hoặc biết một số đại lượng khác của dao động ta sử dụng các công thức liên quan đến những đại lượng đã biết và đại lượng cần tìm rồi suy ra và tính đại lượng cần tìm theo yêu cầu của bài toán

+ Để tìm các đại lượng của dao động điều hòa tại một thời điểm t đã cho ta thay giá trị của t vào phương trình liên quan

để tính đại lượng đó

Lưu ý:

+ Hàm sin và hàm cos là hàm tuần hoàn với chu kỳ 2  nên khi thay t vào nếu được góc của hàm sin hoặc hàm cos là một

số lớn hơn 2  thì ta bỏ đi của góc đó một số chẵn của  để dễ bấm máy

+ Để tìm thời điểm mà x, v, a hay F có một giá trị cụ thể nào đó thì ta thay giá trị này vào phương trình liên quan và giải phương trình lượng giác để tìm t

ĐHP 2 : Một chất điểm dao động điều hòa theo phương trình x 6cos 4 t

ĐHP 3 : Một vật nhỏ có khối lượng 100 g dao động điều hòa trên quỹ đạo thẳng dài 20 cm, với tần số góc 6

rad/s Tính tốc độ cực đại và gia tốc cực đại của vật

ĐHP 4 : Một vật dao động điều hòa trên quỹ đạo dài 40 cm Khi vật ở vị trí có li độ 10 cm vật có vận tốc

20 3 cm/s Tính tốc độ cực đại và gia tốc cực đại của vật

ĐHP 5 : Một chất điểm dao động điều hòa với chu kì 0,314 s và biên độ 8 cm Tính vận tốc của chất điểm khi

nó qua vị trí cân bằng và khi nó qua vị trí có li độ 4 cm

ĐHP 6 : Một chất điểm dao động điều hòa theo phương trình x 2,5cos10t (cm) Vào thời điểm nào thì pha dao động đạt giá trị

3

 Khi đó, li độ, vận tốc, gia tốc của vật bằng bao nhiêu ?

ĐHP 7 : Một vật dao động điều hòa theo phương trình x 5cos 4 t     (cm) Vật đó qua vị trí cân bằng theo chiều dương vào những thời điểm nào ? Khi đó độ lớn vận tốc bằng bao nhiêu ?

ĐHP 8 : Một vật nhỏ có khối lượng m = 50 g, dao động điều hòa với phương trình x 20cos 10 t

2

  (cm) Xác định độ lớn và chiều của các vectơ vận tốc, gia tốc và lực kéo về tại thời điểm t = 0,75T Lấy  2 10

ĐHP 9 : Một vật dao động điều hòa theo phương ngang với biên độ 2 cm và chu kì là 0,2 s Tính độ lớn gia

tốc của vật khi nó có vận tốc 10 10 cm/s Lấy  2 10

ĐHP 10 : Một vật dao động điều hòa với phương trình x 20cos 10 t

II Trắc nghiệm :

Câu 1 : Trong các phương trình sau phương trình nào không biểu thị cho dao động điều hòa ?

A x = 5cosπt + 1(cm) B x = 3tcos(100πt + π/6)cm

C x = 2sin2(2πt + π/6)cm D x = 3sin5πt + 3cos5πt (cm)

Câu 2 : Phương trình dao động của vật có dạng : x = Asin2(t + π/4)cm Chọn kết luận đúng ?

A Vật dao động với biên độ A/2 B Vật dao động với biên độ A

C Vật dao động với biên độ 2A D Vật dao động với pha ban đầu π/4

Câu 3 : Phương trình dao động của vật có dạng : x = asin5πt + acos5πt (cm) biên độ dao động của vật là :

A a/2 B a C a 2 D a 3

Câu 4 : Phương trình dao động có dạng : x = Acos(t + π/3) Gốc thời gian là lúc vật có :

A li độ x = A/2, chuyển động theo chiều dương B li độ x = A/2, chuyển động theo chiều âm

C li độ x = A/2, chuyển động theo chiều dương D li độ x =A/2, chuyển động theo chiều âm

Câu 5 : Dưới tác dụng của một lực có dạng : F = 0,8cos(5t + π/2)N Vật có khối lượng m = 400g, dao động

điều hòa Biên độ dao động của vật là : A 32cm B 20cm C 12cm D 8cm

Câu 6 : Một Con lắc lò xo dao động với phương trình x = 6cos(20t) cm Xác định chu kỳ, tần số dao động

Câu 9 : Một chất điểm thực hiện dao động điều hoà với chu kỳ T = 3,14s và biên độ A = 1m Khi chất điểm

đi qua vị trí x = -A thì gia tốc của nó bằng:

A 3m/s2 B 4m/s2 C 0 D 1m/s2

Câu 10 : Một vật dao động điều hòa trong một phút vật thực hiện được 30 dao động chu kì dao động là :

A 2s B 30s C 0,5s D 1s

Câu 11 : Một vật dao động điều hòa trên đoạn thẳng dài 10cm và thực hiện được 50 dao động trong thời gian

78,5 giây Tìm vận tốc và gia tôc của vật khi đi qua vị trí có li độ x = -3cm theo chiêu hướng về vị trí cân bằng

A v = 0,16m/s; a = 48cm/s2 B v = 0,16m/s; a = 0,48cm/s2

C v = 16m/s; a = 48cm/s2 D v = 0,16cm/s; a = 48cm/s2

Câu 12 : Một vật dao động điều hòa với phương trình : x = 4cos(20πt + π/6) cm Chọn kết quả đúng :

A lúc t = 0, li độ của vật là 2cm B lúc t = 1/20(s), li độ của vật là 2cm

C lúc t = 0, vận tốc của vật là 80cm/s D lúc t = 1/20(s), vận tốc của vật là 125,6cm/s

Câu 13 : Một chất điểm dao động với phương trình : x = 3 2 cos(10πt = π/6) cm Ở thời điểm t = 1/60(s) vận

tốc và gia tốc của vật có giá trị nào sau đây ?

 )cm Biết li độ của vật tại thời điểm t

là 6cm, li độ của vật tại thời điểm t’ = t + 0,125(s) là :

• Phương trình dao động điều hòa của vật có dạng: x Acos t   

• Phương trình vận tốc của vật: x Asin t  

 với N là số dao động toàn phần mà vật thực hiện được trong thời gian t

- Nếu con lắc lò xo: k

 với  là chiều dài quỹ đạo

+ Nếu đề bài cho chiều dài lớn maxvà chiều dài nhỏ nhất của lò xo minthì: A max min

+ Nếu đề cho vận tốc v và gia tốc a thì: A 2 v2  a2

+ Nếu đề cho tốc độ cực đại thì: A  vmax

 + Nếu đề cho gia tốc cực đại thì: A  amax2

 + Nếu đề cho lực hồi phục cực đại thì: max

3 Xác định pha ban đầu  (dựa vào điều kiện ban đầu):

Dựa vào điều kiện ban đầu của bài toán t = 0 x Acos

• Khi thả nhẹ hay buông nhẹ vật thì v = 0, khi đó A = x

• Khi vật đi theo chiều dương thì v > 0, theo chiều âm thì v < 0

II Phương pháp giải SỐ PHỨC :

Biết lúc t = 0 có: (0) (0 )

- Với máy fx 570ES : bấm tiếp SHIFT, 2 , 3, = máy sẽ hiệnA  , đó là biên độ A và pha ban đầu 

- Với máy fx 570MS : bấm tiếp SHIFT, + (r (A)), = (Re-Im) máy hiện A,

sau đó bấm SHIFT, = (Re-Im) máy sẽ hiện 

Chọn chế độ thực hiện phép tính về số phức của máy tính: CASIO fx–570ES, 570ES Plus

Chỉ định dạng nhập / xuất toán Bấm: SHIFT MODE 1 Màn hình xuất hiện Math

Thực hiện phép tính về số phức Bấm: MODE 2 Màn hình xuất hiện CMPLX

Hiển thị dạng toạ độ cực: r Bấm: SHIFT MODE  3 2 Hiển thị số phức dạng r 

Hiển thị dạng đề các: a + ib Bấm: SHIFT MODE  3 1 Hiển thị số phức dạng a+bi

Chọn đơn vị đo góc là độ (D) Bấm: SHIFT MODE 3 Màn hình hiển thị chữ D

Chọn đơn vị đo góc là Rad (R) Bấm: SHIFT MODE 4 Màn hình hiển thị chữ R

Nhập ký hiệu góc  Bấm SHIFT (-) Màn hình hiển thị 

-Thao tác trên máy tính (fx 570MS;570ES): Mode 2, và dùng đơn vị R (radian), Bấm nhập : ( 0 )

- Với máy fx 570ES : Muốn xuất hiện biên độ A và pha ban đầu : Làm như sau:

Bấm SHIFT 2 màn hình xuất hiện như hình bên

Nếu bấm tiếp phím 3 = kết quả dạng cực (r   )

Nếu bấm tiếp phím 4 = kết quả dạng phức (a+bi )

( đang thực hiện phép tính )

I Tự luận :

ĐHP 1 : Một con lắc lò xo dao động với biên độ A = 5 cm với chu kì T = 0,5 s Viết phương trình dao động

của con lắc trong các trường hợp sau:

a Lúc t = 0, vật qua vị trí cân bằng theo chiều dương

ĐHP 2 : Một con lắc lò xo dao động điều hòa với chu kì T = 1 s Lúc t = 2,5 s vật qua vị trí có li độ x 5 2

cm và vận tốc v 10 2 cm/s Viết phương trình dao động điều hòa của con lắc x 10cos 2 t

4

  (cm)

ĐHP 3 : Vật dao động điều hòa với tần số f = 0,5 Hz Tại t = 0, vật có li độ x = 4 cm và vận tốc v = +12,56

cm/s Viết phương trình dao động của vật x 4 2cos t

4

 

  (cm)

ĐHP 4 : Một vật dao động điều hòa thực hiện 10 dao động trong 5 s, khi vật qua vị trí cân bằng nó có vận tốc

20π cm/s Chọn chiều dương là chiều lệch của vật, gốc thời gian lúc vật qua vị trí có li độ x 2,5 3 cm và đang chuyển động về vị trí cân bằng Viết phương trình dao động của vật x 5cos 4 t

6

  (cm)

ĐHP 5 : Con lắc lò xo gồm quả cầu có khối lượng 300 g, lò xo có độ cứng 30 N/m treo vào một điểm cố định

Chọn gốc tọa độ ở vị trí cân bằng, chiều dương hướng xuống, gốc thời gian là lúc vật bắt đầu dao động Kéo quả cầu xuống khỏi vị trí cân bằng 4 cm rồi truyền cho nó một vận tốc ban đầu 40 cm/s hướng xuống Viết phương trình dao động của vật x 4 2cos 10t

Câu 1 : Một vật dao động điều hòa với  = 5rad/s Tại VTCB truyền cho vật một vận tốc 1,5 m/s theo chiều

dương Phương trình dao động là:

A x = 0,3cos(5t + /2)cm B x = 0,3cos(5t)cm C x = 0,3cos(5t - /2)cm D x = 0,15cos(5t)cm

Câu 2 : Một vật dao động điều hòa với  = 10 2 rad/s Chon gốc thời gian t =0 lúc vật có ly độ x = 2 3 cm

và đang đi về vị trí cân bằng với vận tốc 0,2 2 m/s theo chiều dương Lấy g =10m/s2 Phương trình dao động của quả cầu có dạng

A x = 4cos(10 2 t + /6)cm B x = 4cos(10 2 t + 2/3)cm

C x = 4cos(10 2 t - /6)cm D x = 4cos(10 2 t + /3)cm

Câu 3 : Một vật dao động với biên độ 6cm Lúc t = 0, con lắc qua vị trí có li độ x = 3 2 cm theo chiều dương

với gia tốc có độ lớn 2 /3cm/s2 Phương trình dao động của con lắc là :

A x = 6cos9t(cm) B x = 6cos(t/3 - π/4)(cm) C x = 6cos(t/3 + π/4)(cm) D x = 6cos(t/3 - π/3)(cm)

Câu 4 : Một vật có khối lượng m = 1kg dao động điều hoà với chu kì T= 2s Vật qua VTCB với vận tốc v0 = 31,4cm/s Khi t = 0, vật qua vị trí có li độ x = 5cm ngược chiều dương quĩ đạo Lấy 2=10 Phương trình dao động của vật là : A x = 10cos(πt +5π/6)cm B x = 10cos(πt + π/3)cm

C x = 10cos(πt - π/3)cm D x = 10cos(πt - 5π/6)cm

Câu 5 : Một con lắc lò xo gồm quả cầu nhỏ và có độ cứng k = 80N/m Con lắc thực hiện 100 dao động hết

31,4s Chọn gốc thời gian là lúc quả cầu có li độ 2cm và đang chuyển động theo chiều dương của trục tọa độ với vận tốc có độ lớn 40 3 cm/s, thì phương trình dao động của quả cầu là :

A x =4cos(20t + π/3)cm B x =6cos(20t + π/6)cm C x =4cos(20t + π/6)cm D x =6cos(20t + π/3)cm

Câu 6 : Một con lắc lò xo treo thẳng đứng m=0,4kg k=40N/m kéo quả cầu lệch khỏi vị trí cân bằng 8cm rồi

thả cho dao động chọn gốc toạ độ tại vị trí cân bằng, chiều dương hướng lên trên, gốc thời gian lúc thả vật PT

A x 8.cos(10.t )(cm)

2



  B.x 8cos(20t  )cm C.x 8cos(20 t   )cm D.x 8cos(20t  )cm

Câu 7 : Một vật dao động điều hòa với tần số góc  10 5rad / s Tại thời điểm t = 0 vật có li độ x = 2cm và

có tốc độ là 20 15cm / s Phương trình dao động của vật là:

Câu 8 : Một vật dao động điều hòa trên đoạn thẳng dài 4cm với f= 10Hz Lúc t = 0 vật qua VTCB theo chiều

dương của quỹ đạo Phương trình dao động của vật là :

A x  2cos(20πt  π/2)cm B x = 2cos(20πt  π/2)cm C x  4cos(20t  π/2)cm D x = 4cos(20πt  π/2)cm

Câu 9 : Một vật dao động điều hòa với biên độ A = 4cm và T = 2s Chọn gốc thời gian là lúc vật qua VTCB

theo chiều dương của quỹ đạo Phương trình dao động của vật là :

A x = 4cos(2πt  π/2)cm B x = 4cos(πt  π/2)cm C x = 4cos(2πt  π/2)cm D x = 4cos(πt  π/2)cm

Dạng 3 : Xác định thời gian ngắn nhất vật đi qua li độ x1 đến x2:

2 2

x

co s

Ax

2 và x = ± A 22  x = ± A thì Δt = T8 + vật 2 lần liên tiếp đi qua x = ± A 2

2 thì Δt = T4 Vận tốc trung bình của vật dao dộng lúc này : v = S

 theo chiều dương

c Tính vận tốc trung bình của vật trong câu a Đs : a t 1 s

N '

Câu 2 : Một vật dao động điều hòa với chu kì T = 2s Thời gian ngắn nhất để vật đi từ điểm M có li độ x =

+A/2 đến điểm biên dương (+A) là : A 0,25(s) B 1/12(s) C 1/3(s) D 1/6(s)

Câu 3 : Vật dđđh: gọi t1là thời gian ngắn nhất vật đi từ VTCB đến li độ x = A/2 và t2 là thời gian vật đi từ vị trí

li độ x = A/2 đến biên dương Ta có : A t1 = 0,5t2 B t1 = t2 C t1 = 2t2 D t1 = 4t2

Câu 4 : Con lắc lò xo dao động với biên độ A Thời gian ngắn nhất để vật đi từ vị trí cân bằng đến điểm M có

li độ x A 2

2

 là 0,25(s) Chu kỳ của con lắc : A 1s B 1,5s C 0,5s D 2s

Câu 5 : Một con lắc lò xo dao động với biên độ A, thời gian ngắn nhất để con lắc di chuyển từ vị trí có li độ x1

= - A đến vị trí có li độ x2 = A/2 là 1s Chu kì dao động của con lắc là

A 1/3 s B 3 s C 2 s D 6s

Câu 6 : 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

 ) Thời gian ngắn nhất kể từ lúc bắt đầu dao động tới khi vật có gia tốc bằng một nửa giá trị cực đại là

A t = T / 12 B t = T / 6 C t = T / 3 D t = 6T / 12

Câu 9 : Con lắc lò xo dao động điều hoà theo phương thẳng đứng với phương trình x =5cos(20t+ )

3

 cm Lấy g=10m/s2 Thời gian lò xo dãn ra trong một chu kỳ là : A

15 s B

30 s C

24 s D

12 s

Câu 10 : Một con lắc lò xo thẳng đứng , khi treo vật lò xo dãn 4 cm Kích thích cho vật dao động theo phương

thẳng đứng với biên độ 8 cm thì trong một chu kì dao động T thời gian lò xo bị nén là

A T/4 B T/2 C T/6 D T/3

Dạng 4 : Xác định thời điểm vật qua vị trí li độ x0 có vận tốc v0 Xác định trong khoảng thời gian Δt vật qua một ví trí cho trước mấy lần

Phương pháp :

Phương trình li độ của vật có dạng: x Acos t   

Phương trình vận tốc của vật: v A sin t  

3 vật qua một ví trí cho trước mấy lần

+ Biểu diễn trên vòng tròn , xác định vị trí xuất phát

+ Xác định góc quét Δ = Δt.

+ Phân tích góc quét Δ = n1.2π + n2.π + Δt’ ;

n1 và n2 : số nguyên ; ví dụ : Δ = 9π = 4.2π + π

+ Biểu diễn và đếm trên vòng tròn

- Khi vật quét một góc Δ = 2π (một chu kỳ thì qua một vị trí bất kỳ 2 lần , một lần theo chiều dương , một lần theo chiều âm )

  (cm) Tìm thời điểm vật qua vị trí

có li độ x = 5 cm lần thứ hai theo chiều dương t 19 s

Kể từ t = 0, chất điểm qua vị trí có li độ x 2 cm lần thứ 2011 tại thời điểm ? t = 3016 s

ĐHP 7 : Một vật dao động điều hòa theo phương trình x 10cos 10 t

ĐHP 8 : Vật d.đ.đ.d với phương trình : x = 6cos(5πt + π/6)cm (1)

a.Trong khoảng thời gian 2,5s vật qua vị trí x = 3cm mấy lần

b.Trong khoảng thời gian 2s vật qua vị trí x = 4cm theo chiều dương mấy lần

c.Trong khoảng thời gian 2,5s vật qua vị trí cân bằng theo chiều dương mấy lần

d.Trong khoảng thời gian 2s vật qua vị trí cân bằng mấy lần a 13 lần ; b 5 lần ; c 6 lần d 10 lần

II Trắc nghiệm :

Câu 1 : Một vật dao động điều hoà với phương trình x = 4cos(4t + π/6) cm Thời điểm thứ 3 vật qua vị trí x

= 2cm theo chiều dương A) 9/8 s B) 11/8 s C) 5/8 s D) 1,5 s

Câu 2 : Vật dao động điều hòa có phương trình : x =5cosπt (cm,s) Vật qua VTCB lần thứ 3 vào thời điểm :

A 2,5s B 2s C 6s D 2,4s

Câu 3 : Vật dao động điều hòa có phương trình : x = 4cos(2πt - π) (cm, s) Vật đến điểm biên dương B(+4)

lần thứ 5 vào thời điểm : A 4,5s B 2,5s C 2s D 0,5s

Câu 4 : Một vật dao động điều hòa có phương trình : x = 6cos(πt + π/2) (cm, s) Thời gian vật đi từ VTCB

Câu 6 : Một vật dao động điều hòa có phương trình x = 8cos10πt Thời điểm vật đi qua vị trí x = 4 lần thứ

2008 theo chiều âm kể từ thời điểm bắt đầu dao động là :

Câu 7 : A 12043

30 (s) B 1024330 (s) C 1240330 (s) D 1243030 (s)

Câu 8 : Con lắc lò xo dao động điều hoà trên mặt phẳng ngang với chu kì T = 1,5s, biên độ A = 4cm, pha ban

đầu là 5π/6 Tính từ lúc t = 0, vật có toạ độ x = 2 cm lần thứ 2005 vào thời điểm nào:

Câu 11 : Con lắc lò xo dao động điều hoà trên mặt phẳng ngang với chu kì T = 1,5s, biên độ A = 4cm, pha ban

đầu là 5π/6 Tính từ lúc t = 0, vật có toạ độ x = 2 cm lần thứ 2005 vào thời điểm nào:

Câu 15 : Một vật dao động theo phương trình x = 2cos(5t + /6) + 1 (cm) Trong giây đầu tiên kể từ lúc vật

bắt đầu dao động vật đi qua vị trí có li độ x = 2cm theo chiều dương được mấy lần?

Quãng đường tổng cộng là S = S1 + S2 : * Nếu v1v2 ≥ 0 

Lưu ý : + Tính S2 bằng cách định vị trí x1, x2 và chiều chuyển động của vật trên trục Ox

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

chuyển động tròn đều sẽ đơn giản hơn

+ Tốc độ trung bình của vật đi từ thời điểm t1 đến t2: tb

2 1

Sv

t t



 với S là quãng đường tính như trên

Quãng đường lớn nhất khi vật đi từ M 1

đến M 2 đối xứng qua trục sin (hình 1) :

Smax 2A sin 2A sin t

Quãng đường nhỏ nhất khi vật đi từ M 1

đến M 2 đối xứng qua trục cos (hình 2) :

Smin 2A(1 cos ) 2A(1 cos t)

2 quãng đường luôn là 2nATrong 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:

II Trắc nghiệm :

Câu 1 : Một con lắc lò xo gồm một lò xo có độ cứng 40 N/m và vật có khối lượng 100 g, dao động điều hoà với

biên độ 5 cm Chọn gốc thời gian t = 0 lúc vật qua vị trí cân bằng Quãng đường vật đi được trong 0,175π (s) đầu tiên là : A 5 cm B 35 cm C 30 cm D 25 cm

Câu 2 : Một vật dao động điều hòa dọc theo trục Ox với phương trình: x = 5cos(8t + /3) cm Quãng đường

vật đi được từ thời điểm t = 0 đến thời điểm t = 1,5 (s) là : A 15 cm B 135 cm C 120 cm D 16 cm

Câu 3 : Một vật dao động điều hoà dọc theo trục Ox với phương trình: x = 3cos(4t - /3) cm Quãng đường

vật đi được từ thời điểm t = 0 đến thời điểm t = 2/3 (s) là : A 15 cm B 13,5 cm C 21 cm D 16,5 cm

Câu 4 : Một vật dao động điều hòa dọc theo trục Ox với phương trình: x = 5cos(t +2/3) cm Quãng đường

vật đi được từ thời điểm t1 = 2 (s) đến thời điểm t2 = 19/3 (s) là: : A 42.5 cm B 35 cm C 22,5 cm D 45 cm

Câu 5 : Một vật dao động điều hòa dọc theo trục Ox với phương trình: x = 5cos(t + 2/3) cm Quãng đường

vật đi được từ thời điểm t1 = 2 (s) đến thời điểm t2 = 17/3 (s) là: A 25 cm B 35 cm C 30 cm D 45cm

Câu 6 : Một vật dao động điều hòa dọc theo trục Ox với phương trình: x = 5cos(t + 2/3) cm Quãng đường

vật đi được từ thời điểm t1 = 2 (s) đến thời điểm t2 = 29/6 (s) là: A 25 cm B 35 cm C 27,5 cm D 45 cm

Câu 7 : Một vật dao động điều hòa dọc theo trục Ox với phương trình: x = 7cos(5t + /9) cm Quãng đường

vật đi được từ thời điểm t1 = 2,16 (s) đến thời điểm t2 = 3,56 (s) là: A 56 cm B 98 cm C 49 cm D 112 cm

Câu 8 : Một vật dao động điều hòa với phương trình x = 4cos(4t + /3) Tính quãng đường lớn nhất mà vật

đi được trong khoảng thời gian t = 1/6 (s) : A 4 3 cm B 3 3 cm C 3 cm D 2 3 cm

Câu 9 : Một vật dao động điều hòa với phương trình x = 4cos(4t + /3) Tính quãng đường bé nhất mà vật

đi được trong khoảng thời gian t = 1/6 (s): A 3 cm B 1 cm C 3 3 cm D 2 3 cm

Câu 10 : Con lắc lò xo dao động với biên độ A Thời gian ngắn nhất để vật đi từ vị trí cân bằng đến điểm M có

li độ x A 2

2

 là 0,25(s) Chu kỳ của con lắc: A 1(s) B 1,5(s) C 0,5(s) D 2(s)

CHỦ ĐỀ 2 : CON LẮC LÒ XO Dạng 1 : Xác định các đại lượng thường gặp trong dao động của con lắc lò xo:

Cơ năng của con lắc lò xo tỉ lệ thuận với bình phương biên độ dao động

Cơ năng của con lắc lò xo được bảo toàn nếu bỏ qua mọi ma sát

Đối với lò xo treo:

• Độ biến dạng của lò xo khi vật ở VTCB: mg

k

 

• Chiều dài của lò xo tại VTCB: CB0  (với ℓ0 là chiều dài tự nhiên của lò xo)

• Chiều dài lớn nhất của lò xo (vị trí thấp nhất): max0   ACBA

• Chiều dài nhỏ nhất của lò xo (vị trí cao nhất): min 0   ACBA CB max min

2





• Khi A   (với Ox hướng xuống) xét trong 1 chu kì dao động:

- Thời gian lò xo nén, tương ứng với vật đi từ M1 đến M2

- Thời gian lò xo dãn, tương ứng với vật đi từ M2 đến M1

I Tự luận :

ĐHP 1 : Con lắc lò xo gồm vật có khối lượng m = 200 g và lò xo có độ cứng là k = 50 N/m Tính chu kì dao

động của con lắc lò xo Lấy  2 10 T 0, 4 s  

ĐHP 2 : Một con lắc lò xo dao động với chu kì là 0,5 s, khối lượng của quả nặng là m = 400 g Lấy  2 10 Tính độ cứng của lò xo ? k 64 N/m  

ĐHP 3 : Một con lắc lò xo dao động thẳng đứng Vật có khối lượng m = 200 g Trong 20 s con lắc thực hiện

được 50 dao động toàn phần Tính độ cứng của lò xo Lấy  2 10 k 50 N/m  

II Trắc nghiệm :

Câu 1 : Một con lắc lò xo có độ cứng k 150N / m và có năng lượng dao động là 0,12J Biên độ dao động của

nó là A 0,4m B 4mm C 0,04m D 2cm

Câu 2 : Một con lắc lò xo treo thẳng đứng và dao động điều hoà với tần số 4,5Hz Trong quá trình dao động

chiều dài lò xo biến thiên từ 40cm đến 56cm Lấy g 10m / s 2 Chiều dài rự nhiên của nó là

Câu 11 : Một vật khối lượng m 400g treo vào một lò xo độ cứng k 160N / m Vật đang dao động điều hòa theo phương thẳng đứng với biên độ 10cm Vận tốc của vật tại trung điểm của vị trí cân bằng và vị trí biên có

- Nếu chọn gốc thời gian là lúc thả vật thì:

+ Nếu kéo vật ra theo chiều dương thì  0

+ Nếu kéo vật ra theo chiều âm thì   

- Nếu từ VTCB truyền cho vật một vận tốc nào đó dao động điều hòa thì vận tốc đó chính là vận tốc cực đại, khi đó vmax

Câu 1 : Khi treo quả cầu m vào một lò xo thì nó giãn ra 25cm Từ vị trí cân bằng kéo quả cầu xuống theo

phương thẳng đúng 20cm rồi buông nhẹ Chọn t0 = 0 là lúc vật qua vị trí cân bằng theo chiều dương hướng xuống Lấy g 10m / s 2 Phương trình dao động của vật có dạng

Câu 2 : Một con lắc lò xo gồm quả cầu m 300g , k 30N / m treo vào một điểm cố định Chọn gốc toạ độ ở

vị trí cân bằng, chiều dương hướng xuống, gốc thời gian là lúc vật bắt đầu dao động Kéo quả cầu xuống khỏi

vị trí cân bằng 4cm rồi truyền cho nó một vật tốc ban đầu 40cms hướng xuống Phương trình dao động của vật là

Câu 4 : Một lò xo đầu tên cố định, đầu dưới treo một vật khối lượng m

Vật dao động điều hoà thẳng đứng với tần số f 4,5Hz. Trong quá trình

dao động, chiều dài lò xo thoả điều kiện 40cm l 56cm  Chọn gốc toạ độ ở vị trí cân bằng, chiều dương hướng xuống, gốc thời gian là lúc lò xo ngắn nhất Phương trình dao động của vật là

Câu 5 : Một con lắc lò xo treo thẳng đứng gồm một quả nặng có khối lượng m 1kg và một lò xo có độ cứng

là k 1600N / m Khi quả nặng ở vị trí cân bằng, người ta truyền cho nó vận tốc ban đầu 2m / s hướng thẳng đứng xuống dưới Chọn gốc thời gian là lúc truyền vận tốc cho vật Chọn trục ox hướng xuống dưới Góc tọa

độ trùng với vị trí cân bằng Phương trình dao động của vật là

Câu 6 : Một con lắc lo xo có khối lượng của vật m = 2kg dao động điều hịa trn trục Ox, có cơ năng là

W 0,18J Chọn thời điểm t0 = 0 lc vật qua vị trí x 3 2cm theo chiều âm và tại đó thế năng bằng động năng Phương trình dao động của vật l

Câu 8 : Một con lắc lo xo dao động theo phương thẳng đứng Trong quá trình dao động, lo xo có chiều dài

biến thiên từ 48cm đến 58cm và lực đàn hồi cực đại có giá trị là 9 N Khối lượng của quả cầu là 400g Chọn gốc thời gian là lúc quả cầu đi qua vị trí cân bằng theo chiều âm của quỹ đạo Cho g  2 10m / s2 Phương trình dao động của vật là

A x 5cos5 t(cm)  B x 5cos(5t  )(cm) C x 5cos(5t  )(cm) D x 5cos(5 t )(cm)

Để tìm các đại lượng liên quan đến năng lượng của con lắc, ta viết biểu thức liên quan đến các đại lượng đã biết

và đại lượng cần tìm, từ đó suy ra đại lượng cần tìm

ĐHP 1 : Một con lắc lò xo có biên độ dao động 5 cm, có tốc độ cực đại là 1 m/s và cơ năng là 1 J Tính độ cứng

của lò xo, khối lượng của vật nặng và tần số dao động của con lắc k 800 N/m  ;m 2 kg  ; f 3,18 Hz  

ĐHP 2 : Một con lắc lò xo có độ cứng 150 N/m và có năng lượng dao động là 0,12 J Khi con lắc có li độ 2 cm

thì vận tốc của nó là 1 m/s Tính biên độ và chu kì dao động của con lắc A 4 cm  ; T 0,22 s  

ĐHP 3 : Một con lắc lò xo gồm vật nặng có khối lượng 50 g, dao động điều hòa trên trục Ox với chu kì 0,2 s và

chiều dài quỹ đạo là 40 cm Tính độ cứng của lò xo và cơ năng của con lắc Lấy  2 10 k 50 N/m  ;W 1 J  

ĐHP 4 : Một con lắc lò xo treo thẳng đứng gồm một vật nặng có khối lượng m và lò xo có khối lượng không

đáng kể, có độ cứng 100 N/m Kéo vật nặng xuống phía dưới cách vị trí cân bằng 5 2 cm và truyền cho nó vận tốc 20 2 cm/s thì vật dao động điều hòa với tần số 2 Hz Cho g = 10 m/s2 = π2 m/s2 Tính khối lượng của vật nặng và cơ năng của con lắc m 62,5 g  ; W 0,5 J  

ĐHP 5 : Một con lắc lò xo dao động điều hòa Biết lò xo có độ cứng 36 N/m và vật nhỏ có khối lượng 100 g

Lấy  2 10 Xác định chu kì và tần số biến thiên tuần hoàn của động năng của con lắc T' 1 s

6

 ; f ' 6 Hz  

ĐHP 6 : Một con lắc lò xo gồm một vật nhỏ có khối lượng 50 g Con lắc lò xo dao động điều hòa theo phương

trình x Acos t  Cứ sau khoảng thời gian 0,05 s thì động năng và thế năng của vật lại bằng nhau Lấy

2 10

  Tính độ cứng của lò xo k 50 N/m  

ĐHP 7 : Một con lắc lò xo gồm lò xo nhẹ và vật nhỏ dao động điều hòa theo phương ngang với tần số góc 10

rad/s Biết rắng khi động năng và thế năng của vật bằng nhau thì vận tốc của vật có độ lớn 0,6 m/s Xác định biên độ dao động của con lắc A 6 2 cm  

II Trắc nghiệm :

Câu 1 : Một vật có khối lượng m=100(g) dao động điều hoà trên trục Ox với tần số f =2(Hz), lấy tại thời

điểm t1 vật có li độ x1=-5(cm), sau đó 1,25(s) thì vật có thế năng:

A).20(mj) B).15(mj) C).12,8(mj) D).5(mj)

Câu 2 : Một con lắc lò xo nằm ngang, tại vị trí cân bằng, cấp cho vật nặng một vận tốc có độ lớn 10cm/s dọc

theo trục lò xo, thì sau 0,4s thế năng con lắc đạt cực đại lần đầu tiên, lúc đó vật cách vị trí cân bằng

Câu 4 : Con lắc lò xo dao động điều hòa theo phương thẳng đứng có năng lượng dao động E = 2.10-2(J) lực đàn hồi cực đại của lò xo F(max) = 4(N) Lực đàn hồi của lò xo khi vật ở vị trí cân bằng là F = 2(N) Biên độ dao động sẽ là: A 2(cm) B 4(cm) C 5(cm) D 3(cm)

Câu 5 : Một vật dao động điều hoà, cứ sau một khoảng thời gian 2,5s thì động năng lại bằng thế năng Tần số

dao động của vật là: A 0,1 Hz B 0,05 Hz C 5 Hz D 2 Hz

Câu 6 : Một con lắc lò xo gồm lò xo có khối lượng nhỏ không đáng kể, có độ cứng k 40N

m

 gắn với quả cầu

có khối lượng m Cho quả cầu dao động với biên độ 5cm Động năng của quả cầu ở vị trí ứng với li độ 3cm là

s

 Lấy  2 10.Năng lượng dao động của vật là

Câu 10 : Một con lắc lò xo gồm một lò xo chiều dài tự nhiên 20cm Đầu trên cố định Treo vào đầu dưới một

khối lượng 100g Khi vật cân bằng thì lò xo dài 22,5cm Từ vị trí cân bằng kéo vật thẳng đứng, hướng xuống cho lò xo dài 26,5cm rồi buông không vận tốc đầu Cơ năng và động năng của quả cầu khi nó cách vị trí cân bằng 2cm là

A 32 103J và 24 103J B 32 102J và 24 102J

C 16 10 3J và 12 10 3J D 32 10 2J và 16.10 J 2

Câu 11 : Một lò xo độ cứng k treo thẳng đứng vào điểm cố định, đầu dưới treo một vật m = 100g Vật dao

động điều hoà với tần số f  5 Hz, cơ năng là W  0 , 08 J Lấy g 10(m2)

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

Dạng 4 : Chiều dài lò xo cực đại, cực tiểu khi vật dao động

Phương pháp :

0: là chiều dài tự nhiên của lò xo (chiều dài lò xo chưa biến dạng)

• Khi lò xo nằm ngang:

- Chiều dài cực đại của lò xo: max =  0 + A

- Chiều dài cực tiểu của lò xo: min =  0 – A

• Khi lò xo treo thẳng đứng – trên mặt phẳng nghiêng :

- Chiều dài khi vật ở vị trí cân bằng: cb =  0 + Δ 

- Chiều dài cực đại của lò xo: max =  cb + A =  0 + Δ  + A

- Chiều dài cực tiểu của lò xo: min =  cb + A =  0 + Δ  – A

I Tự luận :

ĐHP 1 : Một con lắc lò xo treo thẳng đứng dao động điều hòa với chu kì 0,4 s, biên độ 6 cm, khi chưa treo vật

lò xo dài 44 cm Lấy g = π2 m/s2 Xác định chiều dài cực đại và cực tiểu của lò xo trong quá trình vật dao động

 max54 cm

 ; min 42 cm 

ĐHP 2 : Một lò xo có độ cứng 25 N/m Một đầu của lò xo gắn vào điểm O cố định Treo vào đầu còn lại của lò

xo hai vật có khối lượng là 100 g và 60 g Tính độ dãn của lò xo khi vật ở vị trí cân bằng và tần số góc của dao động Lấy g = 10 m/s2   6, 4 cm ;  12,5 rad/s 

Câu 6 : Con lắc lò xo treo thẳng đứng Chọn chiều dương hướng thẳng đứng từ dưới lên trên Khi vật dao

động thì lmax = 100cm và lmin = 80cm Chiều dài của lò xo lúc vật ở li độ x = -2cm là

Câu 8 : Khi treo vật m1 = 1kg vào một lò xo treo thẳng đứng thì nó dài 65cm Khi treo vật m2 = 3kg vào lò xo

đó thì nó dài 105cm Lấy g = 10m/s2 Chiều dài ban đầu lò xo là

A 50cm B 45cm C 40cm D 35cm

Câu 9 : Khi treo vật m = 100g vào đầu dưới một lò xo treo thẳng đứng thì khi cân bằng lò xo dài 22cm Nếu

mắc thêm vào m một vật khối lượng m’ = 50g thì lò xo dài 24cm Lấy g = 10m/s2 Độ cứng lò xo là

A 25N/m B 30N/m C 35N/m D 40N/m

Câu 10 : Khi treo vật m = 100g vào lò xo thẳng đứng và kích thích cho m dao động thì nó dao động với tần số

5Hz Trong quá trình dao động, chiều dài lò xo biến thiên trong khoảng 40cm đến 56cm Hỏi khi treo vào lò xo vật nặng m’ = 400g thì khi cân bằng lò xo dài bao nhiêu? Lấy g = 10m/s2;  2 10

A 30,5cm; 34,5cm B 31cm; 36cm C 32cm; 34cm D 29,5cm; 34,5cm

Câu 12 : Một con lắc lò xo thẳng đứng gồm lò xo có độ cứng k, vật có khối lượng m, chiều dài tự nhiên 125cm

Chọn gốc tọa độ ở VTCB, trục Ox thẳng đứng, chiều dương hướng xuống Vật dao động với phương trình

Câu 13 : Con lắc lò xo treo thẳng đứng dao động theo phương trình x Acos( t   )cm Khi con lắc dao động

có lmax = 1m và lmin = 0,8m Tìm chiều dài lò xo khi pha dao động của con lắc là 2

3 Biết chiều dương chọn hướng xuống A 85cm B 90cm C 87,5cm D 92,5cm

Câu 1 : Một con lắc lò xo gồm vật nặng khối lượng m 400g , lò xo có độ cứng k 200N

- Lực hồi phục đạt giá trị cực đại: FmaxkA (khi vật qua các vị trí biên x A)

- Lực hồi phục đạt giá trị cực tiểu: Fmin 0 (khi vật qua VTCB x = 0)

2 Lực tác dụng lên điểm treo lò xo đối với lò xo treo thẳng đứng hoặc trên mp nghiêng :

- Lực tác dụng lên điểm treo lò xo là hợp lực của lực đàn hồi Fđh và trọng lực P

- Lực cực đại tác dụng lên điểm treo là: Fmaxk  A

- Lực cực tiểu tác dụng lên điểm treo là:

+ Nếu   A thì: Fmin k  A

+ Nếu   A thì: Fmin 0

I Tự luận :

ĐHP 1 : Một con lắc lò xo gồm quả nặng có khối lượng 100 g, lò xo có độ cứng là 100 N/m, khối lượng không

đáng kể, treo thẳng đứng Cho con lắc dao động với biên độ 5 cm Lấy g = 10 m/s2 và  2 10 Xác định tần số

và tính lực đàn hồi cực đại và cực tiểu trong quá trình vật dao động f 5 Hz  ; Fmax6 N ; Fmin 0

ĐHP 2 : Một con lắc lò xo treo thẳng đứng, đầu dưới có một vật m dao động với biên độ 10 cm và tần số 1 Hz

Tính tỉ số giữa lực đàn hồi cực tiểu và lực đàn hồi cực đại của lò xo trong quá trình vật dao động Lấy g = 10 m/s2 và  2 10 min

max

ĐHP 3 : Một con lắc lò xo treo thẳng đứng có vật nặng có khối lượng 100 g Kích thích cho con lắc dao động

theo phương thẳng đứng thì thấy con lắc dao động điều hòa với tần số 2,5 Hz và trong quá trình vật dao động, chiều dài của lò xo thay đổi từ 20 cm đến 24 cm Xác định chiều dài tự nhiên của lò xo và tính lực đàn hồi cực đại, lực đàn hồi cực tiểu trong quá trình vật dao động Lấy g = 10 m/s2 và  2 10

 

018 cm

 ; Fmax1, 5 N ; Fmin 0, 5 N 

ĐHP 4 : Một con lắc lò xo treo thẳng đứng gồm lò xo có chiều dài tự nhiên 20 cm và độ cứng 100 N/m, vật

nặng có khối lượng 400 g Kéo vật nặng xuống phía dưới cách vị trí cân bằng 6 cm rồi thả nhẹ cho con lắc dao