Bộ giáo trình luyện thi của GD Hồng Phúc môn vật lý lớp 12

GIÁO TRÌNH VẬT LÝ GV: NGUYỄN HỒNG KHÁNH GIẢI ĐÁP: 09166.01248 GIÁO DỤC HỒNG PHÚC - NƠI KHỞI ĐẦU ƯỚC MƠ! Trang 1 CHƯƠNG I: DAO ĐỘNG CƠ BÀI 1: ĐẠI CƯƠNG DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA I: PHƯƠNG PHÁP 1. KHÁI NIỆM Dao động là chuyển động có giới hạn trong không gian lặp đi lặp lại quanh vị trí cân bằng. Dao động điều hòa là dao động trong đó li độ của vật là một hàm cosin( hay sin) của thời gian. 2. PHƯƠNG TRÌNH DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA. Là nghiệm của phương trình vi phân: x’’ +  2 x = 0 Có dạng như sau: x= Acos(t+) Trong đó: x: Li độ, li độ là khoảng cách từ vật đến vị trí cân bằng A: Biên độ ( li độ cực đại)  : vận tốc góc( rad/s) t + : Pha dao động ( rad/s ) : Pha ban đầu ( rad). , A là những hằng số dương;  phụ thuộc vào cách chọn gốc thời gian, gốc tọa độ. 3. PHƯƠNG TRÌNH GIA TỐC, VẬN TỐC. a. Phuơng trình vận tốc v ( m/s) v = x’ = v = - A sin( t + ) = Acos( t +  +  2 )  v max =  A. Nhận xét: Trong dao động điều hoà vận tốc sớm pha hơn li độ góc  2 . b. Phuơng trình gia tốc a ( m/s 2 ) a = v’ = x’’ = a = -  2 Acos( t + ) = -  2 x =  2 Acos( t +  + ) a max =  2 A Nhận xét: Trong dao động điều hoà gia tốc sớm pha hơn vận tốc góc  2 và nguợc pha với li độ c. Những suy luận thú vị từ các giá trị cực đại    v max = A. a max = A.  2   = a max v max ; A = v 2 max a max . v = s t = 4A T = 4A.  2 = 2 v max  Trong đó: ( v gọi là tốc độ trung bình trong một chu kỳ) 4. CHU KỲ, TẦN SỐ. A. Chu kỳ: T = 2  = t N ( s) Trong đó:    t: là thời gian N: là số dao động thực hiện được trong khoảng thời gian t “Thời gian để vật thực hiện được một dao động hoặc thời gian ngắn nhất để trạng thái dao động lặp lại như cũ.” B. Tần số: f =  2 = N t ( Hz) Trong đó:    t: là thời gian N: là số dao động thực hiện được trong khoảng thời gian t “Tần số là số dao động vật thực hiện được trong một giây( số chu lỳ vật thực hiện trong một giây).” 5. CÔNG THỨC ĐỘC LẬP THỜI GIAN: + x = Acos( t + )  cos( t+ ) = x A (1) + v = -A.  sin ( t + )  sin ( t + ) = - v A.  (2) + a = -  2 .Acos( t + )  cos ( t + ) = - a  2 A (3) Từ (1) và (2)  cos 2 ( t + ) + sin 2 ( t + ) = ( x A ) 2 + ( v v max ) 2 = 1 ( Công thức số 1)  A 2 = x 2 + ( v  ) 2 ( Công thức số 2) Từ (2) và (3) ta có: sin 2 ( t + ) + cos 2 ( t + ) = 1  A 2 = a 2  4 + ( v  ) 2 ( Công thức số 3) GIÁO TRÌNH VẬT LÝ GV: NGUYỄN HỒNG KHÁNH GIẢI ĐÁP: 09166.01248 GIÁO DỤC HỒNG PHÚC - NƠI KHỞI ĐẦU ƯỚC MƠ! Trang 2 Từ (2) và (3) tương tự ta có: ( v V max ) 2 + ( a a max ) 2 = 1. ( Công thức số 4) 6. TỔNG KẾT a. Mô hình dao động V < 0 x > 0 V > 0 (+) A - A a < 0 a > 0 V T CB Xét x Xét V Xét a x < 0 V max a = 0 V min Nhận xét: - Một chu kỳ dao động vật đi được quãng đuờng là S = 4A - Chiều dài quĩ đạo chuyển động của vật là L = 2A - Vận tốc đổi chiều tại vị trí biên - Gia tốc đổi chiều tại vị trí cân bằng và luôn hướng về vị trí cân bằng. b. Một số đồ thị cơ bản. x t A -A Đồ thị của li độ theo thời gian đồ thị x - t Đồ thị của vận tốc theo thời gian đồ thị v - t v t A  -A  Đồ thị của gia tốc thời gian đồ thị a - t a x A -A A .  2 - A .  2 x v A.  - A.  A - A v a A.  2 - A.  2 - A.  - A.  Đồ thị của gia tốc theo li độ đồ thị a -x Đồ thị của vận tốc theo li độ đồ thị x -v Đồ thị của gia tốc theo vận tốc đồ thị v -a t  2 A  2 A a II: BÀI TẬP MẪU Ví dụ 1: Một vật dao động với phương trình x = 5cos( 4t +  6 ) cm. Tại thời điểm t = 1s hãy xác định li độ của dao động A. 2,5cm B. 5cm C. 2,5 3 cm D. 2,5 2 cm Hướng dẫn: GIÁO TRÌNH VẬT LÝ GV: NGUYỄN HỒNG KHÁNH GIẢI ĐÁP: 09166.01248 GIÁO DỤC HỒNG PHÚC - NƠI KHỞI ĐẦU ƯỚC MƠ! Trang 3 [ ] Đáp án C Tại t = 1s ta có t +  = 4 +  6 rad  x = 5cos( 4 +  6 ) = 5cos(  6 ) = 5. 3 2 = 2,5. 3 cm Ví dụ 2: Chuyển các phương trình sau về dạng cos. x = - 5cos( 3t +  3 ) cm  x = 5cos( 3t +  3 + ) = 5cos( 3t + 4 3 ) cm B. x = - 5sin( 4t +  6 ) cm.  x = - 5cos( 4t +  6 -  2 ) cm = 5cos( 4t +  6 -  2 + ) = 5cos( 4t + 2 3 ) cm. Ví dụ 3: Một vật dao động điều hòa với tần số góc  = 10 rad/s, khi vật có li độ là 3 cm thì tốc độ là 40 cm/s. Hãy xác định biên độ của dao động? A. 4 cm B. 5cm C. 6 cm D. 3cm Hướng dẫn [ ] Đáp án B Ta có: A = x 2 + v 2  2 = 3 2 + 40 2 10 2 = 5 cm. Ví dụ 4: Một vật dao động điều hòa với biên độ A = 5 cm, khi vật có li độ 2,5cm thì tốc độ của vật là 5 3 cm/s. Hãy xác định vận tốc cực đại của dao động? A. 10 m/s B. 8 m/s C. 10 cm/s D. 8 cm/s Hướng dẫn: [ ] Đáp án C Ta có: ( x A ) 2 + ( v v max ) 2 = 1  v max = 10 cm/s III: BÀI TẬP THỰC HÀNH Câu 1: Cho các dao động điều hoà sau x = 10cos( 3πt + 0,25π) cm. Tại thời điểm t = 1s thì li độ của vật là bao nhiêu? A: 5 2 cm B: - 5 2 cm C: 5 cm D: 10 cm Câu 2: Cho dao động điều hòa sau x = 3cos( 4πt - π 6 ) +3 cm. Hãy xác định vận tốc cực đại của dao động? A: 12 cm/s B: 12 cm/s C: 12 + 3 cm/s D: Đáp án khác Câu 3: Cho dao động điều hòa sau x = 2sin 2 ( 4t + /2) cm. Xác định tốc độ của vật khi vật qua vị trí cân bằng. A: 8 cm/s B: 16 cm/s C: 4 cm/s D: 20 cm/s Câu 4: Tìm phát biểu đúng về dao động điều hòa? A: Trong quá trình dao động của vật gia tốc luôn cùng pha với li độ B: Trong quá trình dao động của vật gia tốc luôn ngược pha với vận tốc C: Trong quá trình dao động của vật gia tốc luôn cùng pha với vận tốc D: không có phát biểu đúng Câu 5: Gia tốc của chất điểm dao động điều hòa bằng không khi A: li độ cực đại B: li độ cực tiểu C: vận tốc cực đại hoặc cực tiểu D: vận tốc bằng 0 Câu 6: Một vật dao động điều hòa, khi vật đi từ vị trí cân bằng ra điểm giới hạn thì A: Chuyển động của vật là chậm dần đều. B: thế năng của vật giảm dần. C: Vận tốc của vật giảm dần. D: lực tác dụng lên vật có độ lớn tăng dần. Câu 7: Trong dao động điều hoà , vận tốc biến đổi điều hoà A: Cùng pha so với li độ. B: Ngược pha so với li độ. C: Sớm pha /2 so với li độ. D: Trễ pha /2 so với li độ. GIÁO TRÌNH VẬT LÝ GV: NGUYỄN HỒNG KHÁNH GIẢI ĐÁP: 09166.01248 GIÁO DỤC HỒNG PHÚC - NƠI KHỞI ĐẦU ƯỚC MƠ! Trang 4 Câu 8: Một chất điểm dao động điều hoà theo phương trình: cmtx ) 2 cos(3    , pha dao động của chất điểm tại thời điểm t = 1s là A: 0(cm). B: 1,5(s). C: 1,5 (rad). D: 0,5(Hz). Câu 9: Biết pha ban đầu của một vật dao động điều hòa ,ta xác định được: A: Quỹ đạo dao động B: Cách kích thích dao động C. Chu kỳ và trạng thái dao động D: Chiều chuyển động của vật lúc ban đầu Câu 10: Dao động điều hoà là A: Chuyển động có giới hạn được lặp đi lặp lại nhiều lần quanh một vị trí cân bằng. B: Dao động mà trạng thái chuyển động của vật được lặp lại như cũ sau những khoảng thời gian bằng nhau. C: Dao động điều hoà là dao động được mô tả bằng định luật hình sin hoặc cosin. D: Dao động tuân theo định luật hình tan hoặc cotan. Câu 11: Trong dao động điều hoà, gia tốc biến đổi A: Trễ pha π/2 so với li độ. B: Cùng pha với so với li độ. C: Ngược pha với vận tốc. D: Sớm pha π/2 so với vận tốc Câu 12: Đồ thị vận tốc - thời gian của một vật dao động cơ điều hoà được cho nh ư hình vẽ. Ta thấy: A: Tại thời điểm t 1 , gia tốc của vật có giá trị dương B: Tại thời điểm t 4 , li độ của vật có giá trị dương C: Tại thời điểm t 3 , li độ của vật có giá trị âm D: Tại thời điểm t 2 , gia tốc của vật có giá trị âm v t 0 t 1 t 2 t 4 Câu 13: Đồ thị nào sau đây thể hiện đúng sự thay đổi của gia tốc a theo li độ x của một vật dao động điều hoà với biên độ A? Câu 14: Vận tốc của vật dao động điều hoà có độ lớn cực đại khi A: Vật ở vị trí có pha dao động cực đại. B: Vật ở vị trí có li độ cực đại. C: Gia tốc của vật đạt cực đại. D: Vật ở vị trí có li độ bằng không. Câu 15: 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 C: Vận tốc và gia tốc có độ lớn bằng 0 B: Vận tốc có độ lớn bằng 0, gia tốc có độ lớn cực đại D: Vận tốc và gia tốc có độ lớn cực đại Câu 16: Một vật dao động trên trục Ox với phương trình động lực học có dạng 8x + 5x” = 0. Kết luận đúng là A: Dao động của vật là điều hòa với tần số góc ω = 2,19 rad/s. B: Dao động của vật là điều hòa với tần số góc ω = 1,265 rad/s. C: Dao động của vật là tuần hoàn với tần số góc ω = 1,265 rad/s. D: Dao động của vật là điều hòa với tần số góc ω = 22 rad/s. Câu 17: Trong các phương trình sau, phương trình nào không biểu thị cho dao động điều hòa? A: x = 3tsin (100t + /6) B: x = 3sin5t + 3cos5t C: x = 5cost + 1 D: x = 2sin 2 (2t +  /6) Câu 18: Vật dao động điều hòa với phương trình os( ) x Ac t     . Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của vận tốc dao động v vào li độ x có dạng nào A: Đường tròn. B: Đường thẳng. C: Elip D: Parabol. Câu 19: Một vật dao động điều hoà, li độ x, gia tốc a. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của li độ x và gia tốc a có dạng nào? A: Đoạn thẳng đi qua gốc toạ độ B: Đuờng thẳng không qua gốc toạ độ C: Đuờng tròn D: Đường hipepol Câu 20: Một vật dao động nằm ngang trên quỹ đạo dài 10 cm, tìm biên độ dao động. A: 10 cm B: 5 cm C: 8 cm D: 4cm Câu 21: Trong một chu kỳ vật đi được 20 cm, tìm biên độ dao động của vật. A: 10 cm B: 4cm C: 5cm D: 20 cm Câu 22: Một vật dao động điều hòa với chu kỳ T = 2s, A = 5cm. Tìm tốc độ trung bình của vật trong một chu kỳ? A: 20 cm/s B: 10 cm/s C: 5 cm/s D: 8cm /s Câu 23: Một vật dao động điều hòa với chu kỳ T = 4s, A = 10cm. Tìm vận tốc trung bình của vật trong một chu kỳ? A: 0 cm B: 10 cm C: 5 cm D: 8cm A B C D a -A 0 +A x a 0 x -A +A a -A 0 +A x a +A - A 0 x GIÁO TRÌNH VẬT LÝ GV: NGUYỄN HỒNG KHÁNH GIẢI ĐÁP: 09166.01248 GIÁO DỤC HỒNG PHÚC - NƠI KHỞI ĐẦU ƯỚC MƠ! Trang 5 Câu 24: Vật dao động với vận tốc cực đại là 31,4cm/s. Tìm tốc độ trung bình của vật trong một chu kỳ? A: 5cm/s B: 10/s C: 20 cm/s D: 30 cm/s Câu 25: Một vật dao động theo phương trình x = 0,04cos(10πt - π 4 ) ( m ). Tính tốc độ cực đại và gia tốc cực đại của vật. A: 4m/s; 40 m/s 2 B: 0,4 m/s; 40 m/s 2 C: 40 m/s; 4 m/s 2 D: 0,4 m/s; 4m/s 2 Câu 26: Một vật dao động điều hòa có phương trình dao động x = 5cos(2πt + π 3 ) cm. Xác định gia tốc của vật khi x = 3 cm. A: - 12m/ s 2 B: - 120 cm/ s 2 C: 1,2 m/ s 2 D: - 60 m/ s 2 Câu 27: Vật dao động điều hòa trên trục Ox quanh vị trí cân bằng là gốc tọa độ. Gia tốc của vật có phương trình: a = - 400  2 x. số dao động toàn phần vật thực hiện được trong mỗi giây là A: 20. B: 10 C: 40. D: 5. Câu 28: Một vật dao động điều hòa với biên độ bằng 0,05m, tần số 2,5 Hz . Gia tốc cực đại của vật bằng A: 12,3 m/s 2 B: 6,1 m/s 2 C: 3,1 m/s 2 D: 1,2 m/s 2 Câu 29: Vật dao động điều hòa với phương trình: x = 20cos(2t - /2) (cm) . Gia tốc của vật tại thời điểm t = 1/12 s là A: - 4 m/s 2 B: 2 m/s 2 C: 9,8 m/s 2 D: 10 m/s 2 Câu 30: Một vật dao động điều hoà, khi vật có li độ x 1 =4cm thì vận tốc 1 40 3 / v cm s    ; khi vật có li độ 2 4 2 x cm  thì vận tốc 2 40 2 / v cm s   . Chu kỳ dao động của vật là? A: 0,1 s B: 0,8 s C: 0,2 s D: 0,4 s Câu 31: Một vật dao động điều hoà, khi vật có li độ x 1 =4cm thì vận tốc 1 40 3 / v cm s    ; khi vật có li độ x 2 = 4 3 thì vận tốc v 2 = 40 cm/s . Độ lớn tốc độ góc? A: 5 rad/s B: 20 rad/s C: 10 rad/s D: 4 rad/s Câu 32: Một vật dao động điều hoà, tại thời điểm t 1 thì vật có li độ x 1 = 2,5 cm, tốc độ v 1 = 50 3 cm/s. Tại thời điểm t 2 thì vật có độ lớn li độ là x 2 = 2,5 3 cm thì tốc độ là v 2 = 50 cm/s. Hãy xác định độ lớn biên độ A A: 10 cm B: 5cm C: 4 cm D: 5 2 cm Câu 33: Một vật dao động điều hoà có phương trính của li độ: x = A sin(  t+ )  . Biểu thức gia tốc của vật là A: a = - 2  x B: a = - 2  v D: a = - 2  C: a = -  2 xsin( t + ) Câu 34: Một vật dao động điều hòa với chu kì T = 3,14s. Xác định pha dao động của vật khi nó qua vị trí x = 2cm với vận tốc v = 0,04m/s. A: 3  rad B: 4  rad C: 6  rad D: -  4 rad Câu 35: Một chất điểm dao động điều hòa. Khi đi qua vị trí cân bằng, tốc độ của chất điểm là 40cm/s, tại vị trí biên gia tốc có độ lớn 200cm/s 2 . Biên độ dao động của chất điểm là A: 0,1m. B: 8cm. C: 5cm. D: 0,8m. Câu 36: Một vật dao động điều hoà, khi vật có li độ 4cm thì tốc độ là 30 (cm/s), còn khi vật có li độ 3cm thì vận tốc là 40 (cm/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 37: Một vật dao động điều hòa với phương trình x = 4 cos(4t + /6),x tính bằng cm,t tính bằng s.Chu kỳ dao động của vật là A: 1/8 s B: 4 s C: 1/4 s D: 1/2 s Câu 38: Một vật dao động điều hoà trên đoạn thẳng dài 10cm. Khi pha dao động bằng  /3 thì vật có vận tốc v = - 5  3 cm/s. Khi qua vị trí cân bằng vật có vận tốc là: A: 5  cm/s B: 10  cm/s C: 20  cm/s D: 15  cm/s Câu 39: Li độ, vận tốc, gia tốc của dao động điều hòa phụ thuộc thời gian theo quy luật của một hàm sin có A: cùng pha. B: cùng biên độ. C: cùng pha ban đầu. D: cùng tần số. Câu 40: Một vật thực hiện dao động điều hòa theo phương trình x = 5 cos( 4πt + π 6 ). Biên độ , tần số, và li độ tại thời điểm t = 0,25s của dao động. A: A = 5 cm, f = 1Hz, x = 4,33cm B: A = 5 2 cm, f = 2Hz, x = 2,33 cm B: 5 2 cm, f = 1 Hz, x = 6,35 cm D: A = 5cm, f = 2 Hz, x = -4,33 cm Câu 41: Một vật dao động điều hòa với biên độ 8 cm, tìm pha dao động ứng với x = 4 3 cm. A:  π 6 B: π 2 C: π 4 D: 2π 4 Câu 42: Môt vật dao động điều hòa với biên độ A = 8 cm, tìm pha dao động ứng với li độ x = 4 cm A: 2π 3 B:  π 3 C: π 6 D: 5π 6 GIÁO TRÌNH VẬT LÝ GV: NGUYỄN HỒNG KHÁNH GIẢI ĐÁP: 09166.01248 GIÁO DỤC HỒNG PHÚC - NƠI KHỞI ĐẦU ƯỚC MƠ! Trang 6 Câu 43: Một vật dao dộng điều hòa có chu kỳ T = 3,14s và biên độ là 1m. tại thời điểm vật đi qua vị trí cân bằng , tốc độ của vật lúc đó là bao nhiêu? A: 0,5m/s B: 1m/s C: 2m/s D: 3m/s Câu 44: Một vật dao động điều hoà với biên độ dao động là A. Tại thời điểm vật có vận tốc bằng 1 2 vận tốc cực đại thì vật có li độ là A: ± A 3 2 B: ± A 2 C: A 3 D: A 2 Câu 45: Một vật dao động điều hoà với gia tốc cực đại là a max ; hỏi khi có li độ là x = - A 2 thì gia tốc dao động của vật là? A: a = a max B: a = - a max 2 C: a = a max 2 D: a = 0 Câu 46: Một vật dao động điều hoà với gia tốc cực đại là 200 cm/s 2 và tốc độ cực đại là 20 cm/s. Hỏi khi vật có tốc độ là v = 10 cm/s thì độ lớn gia tốc của vật là? A: 100 cm/s 2 B: 100 2 cm/s 2 C: 50 3| cm/s 2 D: 100 3 cm/s 2 Câu 47: Một vật dao động điều hoà với gia tốc cực đại là 200 cm/s 2 và tốc độ cực đại là 20 cm/s. Hỏi khi vật có tốc độ là v = 10 3 cm/s thì độ lớn gia tốc của vật là? A: 100 cm/s 2 B: 100 2 cm/s 2 C: 50 3| cm/s 2 D: 100 3 cm/s 2 Câu 48: Một vật dao động điều hoà với gia tốc cực đại là 200 cm/s 2 và tốc độ cực đại là 20 cm/s. Hỏi khi vật có gia tốc là 100 cm/s 2 thì tốc độ dao động của vật lúc đó là: A: 10 cm/s B: 10 2 cm/s C: 5 3| cm/s D: 10 3 cm/s Câu 49: Một chất điểm dao động điều hòa có phương trình vận tốc là v = 4cos2t (cm/s). Gốc tọa độ ở vị trí cân bằng. Mốc thời gian được chọn vào lúc chất điểm có li độ và vận tốc là: A: x = 2 cm, v = 0. B: x = 0, v = 4 cm/s C: x = -2 cm, v = 0 D: x = 0, v = -4 cm/s. Câu 50: Một chất điểm dao động điều hòa trên trục Ox có phương trình x 8cos( t ) 4     (x tính bằng cm, t tính bằng s) thì A: lúc t = 0 chất điểm chuyển động theo chiều (-) của trục Ox.B: chất điểm chuyển động trên đoạn thẳng dài 8 cm. C: chu kì dao động là 4s. D: vận tốc của chất điểm tại vị trí cân bằng là 8 cm/s. Câu 51: Một vật dao động điều hòa có độ lớn vận tốc cực đại là 31,4 cm/s. Lấy 3,14   . Tốc độ trung bình của vật trong một chu kì dao động là A: 20 cm/s B: 10 cm/s C: 0. D: 15 cm/s. Câu 52: (ĐH - 2009): Một vật dao động điều hòa có phương trình x = Acos(t + ). Gọi v và a lần lượt là vận tốc và gia tốc của vật. Hệ thức đúng là : A: 2 2 2 4 2 v a A     . B: 2 2 2 2 2 v a A     C: 2 2 2 2 4 v a A     . D: 2 2 2 2 4 a A v     . Câu 53: (ĐH - 2011) Một chất điểm dao động điều hoà trên trục Ox. Khi chất điểm đi qua vị trí cân bằng thì tốc độ của nó là 20 cm/s. Khi chất điểm có tốc độ là 10 cm/s thì gia tốc của nó có độ lớn là 40 3 cm/s 2 . Biên độ dao động của chất điểm là A: 4 cm. B: 5 cm. C: 8 cm. D: 10 cm. GIÁO TRÌNH VẬT LÝ GV: NGUYỄN HỒNG KHÁNH GIẢI ĐÁP: 09166.01248 GIÁO DỤC HỒNG PHÚC - NƠI KHỞI ĐẦU ƯỚC MƠ! Trang 7 BÀI 2: BÀI TOÁN VIẾT PHƯƠNG TRÌNH DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA I. PHƯƠNG PHÁP Bước 1: Phương trình dao động có dạng x = Acos(t + ) Bước 2: Giải A, , . - Tìm A: A = x 2 + v 2  2 = a 2  4 + v 2  2 = v max  = a max  2 = L 2 = S 4 = v 2 max a max Trong đó: o L là chiều dài quỹ đạo của dao động o S là quãng đường vật đi được trong một chu kỳ - Tìm :  = 2 T = 2f = a max A = v max A = a max v max = v 2 A 2 - x 2 - Tìm : Cách 1: Căn cứ vào t = 0 ta có hệ sau:      x = Acos = x o v = - Asin    v > 0 nếu chuyển động theo chiều dương v < 0 nếu chuyển động theo chiều âm.     cos  = x o A sin     > 0 nếu v <0 < 0 nếu v >0   Cách 2: Vòng luợng giác (VLG) - A A v < 0 v > 0  = 0 - A A VTB( +)   = 0 rad A/2( -) - A A  = /3 A/2 ( -)   = /3 rad - A A A/2 (+)  = - /3 A/2 ( +)   = - /3 rad - A A - A/2 (+)  = - 2/3 - A/2 (+)   = - 2/3 rad - A A A 3 /2 (+)  = - /6 A. 3 /2 ( +)   = -  6 rad Buớc 3: Thay kết quả vào phuơng trình. II: BÀI TẬP MẪU Ví dụ 1: Một vật dao động điều hòa với biên độ A = 5cm, Trong 10 giây vật thực hiện được 20 dao động. Xác định phương trình dao động của vật biết rằng tại thời điểm ban đầu vật tại ví trí cân bằng theo chiều dương. A. x = 5cos( 4t +  2 ) cm B. x = 5cos( 4t -  2 ) cm C. x = 5cos( 2t +  2 ) cm D. x = 5cos( 2t +  2 ) cm Hướng dẫn: [ ] Đáp án B GIÁO TRÌNH VẬT LÝ GV: NGUYỄN HỒNG KHÁNH GIẢI ĐÁP: 09166.01248 GIÁO DỤC HỒNG PHÚC - NƠI KHỞI ĐẦU ƯỚC MƠ! Trang 8 Ta có: Phương trình dao động của vật có dạng: x = A.cos( t + ) cm Trong đó: - A = 5 cm - f = N t = 20 10 = 2 Hz   = 2f = 4 ( rad/s). - Tại t = 0 s vật đang ở vị trí cân bằng theo chiều dương     x = 5cos  = 0 v > 0     cos  = 0 sin  <0   = -  2 rad.  Phương trình dao động của vật là: x = 5cos(4t -  2 )cm Ví dụ 2: Một vật dao động điều hòa trên quỹ đạo dài 6cm, Biết cứ 2s vật thực hiện được một dao động, tại thời điểm ban đầu vật đang ở vị trí biên dương. Xác định phương trình dao động của vật. A. x = 3cos( t + ) cm B. x = 3cos t cm C. x = 6cos( t + ) cm D. x = 6cos( t ) cm Hướng dẫn: [ ] Đáp án B Phương trình dao động của vật có dạng: x = A cos( t + )cm Trong đó: - A = L 2 = 6 2 = 3cm. - T = 2 - s   = 2 T = 2 2 =  (rad/s). - Tại t = 0s vật đang ở vị trí biên dương     Acos  = A v = 0     cos  = 1 sin  = 0   = 0 rad  Phương trình dao động của vật là: x = 3.cos( t) cm Ví dụ 3: Một vật dao động điều hòa với vận tốc khi đi qua vị trí cân bằng là v = 20cm/s. Khi vật đến vị trí biên thì có giá trị của gia tốc là a = 200 cm/s 2 . Chọn gốc thời gian là lúc vận tốc của vật đạt giá trị cực đại theo chiều dương A. x = 2cos(10t +  2 ) cm B. x = 4cos(5t -  2 ) cm C. x = 2cos( 10t -  2 ) cm D. x = 4cos( 5t +  2 ) cm Hướng dẫn: [ ] Đáp án C Phương trình dao động có dạng: x = A cos( t + ) cm. Trong đó: - v max = A.  = 20 cm/s - a max = A.  2 = 200 cm/s 2   = a max v max = 200 20 = 10 rad/s  A = v max  = 20 10 = 2 cm. - Tại t = 0 s vật có vận tốc cực đại theo chiều dương.     Sin  = 1 sin  >0   = -  2  Phương trình dao động là: x = 2cos( 10t -  2 ) cm. Ví dụ 4: Một vật dao động điều hòa với tần số góc 10 rad/s, tại thời điểm t = 0 vật đi qua vị trí có li độ x = 2 2 cm thì vận tốc của vật là 20 2  cm/s. Xác định phương trình dao động của vật? A: x = 4cos( 10t -  4 ) cm B: x = 4 2 cos( 10t +  4 ) cm C: x = 4cos( 10t +  4 ) cm D: x = 4 2 cos( 10t -  4 ) cm | | Đáp án A: Hướng dẫn: GIÁO TRÌNH VẬT LÝ GV: NGUYỄN HỒNG KHÁNH GIẢI ĐÁP: 09166.01248 GIÁO DỤC HỒNG PHÚC - NƠI KHỞI ĐẦU ƯỚC MƠ! Trang 9 Ta có: A = x 2 +       v  2 = ( 2 2 ) 2 +      20 2  10  2 = 4 cm  = -  4  Phương trình: x = 4cos( 10t -  4 ) cm III. BÀI TẬP THỰC HÀNH Câu 1: Một vật dao động điều hoà với biên độ dao động là A. Tại thời điểm vật có vận tốc bằng 1 2 vận tốc cực đại thì vật có li độ là A: ± A 3 2 B: ± A 2 C: A 3 D: A 2 Câu 2: Một vật dao động điều hoà với gia tốc cực đại là a max ; hỏi khi có li độ là x = - A 2 thì gia tốc dao động của vật là? A: a = a max B: a = - a max 2 C: a = a max 2 D: a = 0 Câu 3: Một vật dao động điều hoà với gia tốc cực đại là 200 cm/s 2 và tốc độ cực đại là 20 cm/s. Hỏi khi vật có tốc độ là v = 10 cm/s thì độ lớn gia tốc của vật là? A: 100 cm/s 2 B: 100 2 cm/s 2 C: 50 3| cm/s 2 D: 100 3 cm/s 2 Câu 4: Một vật dao động điều hoà với gia tốc cực đại là 200 cm/s 2 và tốc độ cực đại là 20 cm/s. Hỏi khi vật có tốc độ là v = 10 3 cm/s thì độ lớn gia tốc của vật là? A: 100 cm/s 2 B: 100 2 cm/s 2 C: 50 3| cm/s 2 D: 100 3 cm/s 2 Câu 5: Một vật dao động điều hoà với gia tốc cực đại là 200 cm/s 2 và tốc độ cực đại là 20 cm/s. Hỏi khi vật có gia tốc là 100 cm/s 2 thì tốc độ dao động của vật lúc đó là: A: 10 cm/s B: 10 2 cm/s C: 5 3|cm/s D: 10 3 cm/s Câu 6: Một vật dao động điều hoà trên đoạn thẳng dài 10cm. Khi pha dao động bằng  /3 thì vật có vận tốc v = - 5  3 cm/s. Khi qua vị trí cân bằng vật có vận tốc là: A: 5  cm/s B: 10  cm/s C: 20  cm/s D: 15  cm/s Câu 7: Một vật dao động điều hoà có biên độ A = 5cm. Chọn gốc tọa độ tại vị trí cân bằng, gốc thời gian là lúc vật qua vị trí cân bằng theo chiều dương. Tìm pha ban đầu của dao động? A: /2 rad B: - /2 rad C: 0 rad D: /6 rad Câu 8: Vật dao động trên quỹ đạo dài 10 cm, chu kỳ T = 1 4 s. Viết phương trình dao động của vật biết tại t = 0. vật đi qua vị trí cân bằng theo chiều dương? A: x = 10cos( 4t + /2) cm. B. x = 5cos( 8t - /2) cm. C: x = 10cos( 8t + /2) cm. D: x = 20cos( 8t - /2) cm. Câu 9: Vật dao động trên quỹ đạo dài 8 cm, tần số dao động của vật là f = 10 Hz. Xác định phương trình dao động của vật biết rằng tại t = 0 vật đi qua vị trí x = - 2cm theo chiều âm. A: x = 8cos( 20t + 3/4) cm. B: x = 4cos( 20t - 3/4) cm. C: x = 8cos( 10t + 3/4) cm. D: x = 4cos( 20t + 2/3) cm. Câu 10: Trong một chu kỳ vật đi được 20 cm, T = 2s, Viết phương trình dao động của vật biết tại t = 0 vật đang ở vị trí biên dương. A: x = 5cos( t + ) cm B: x = 10cos( t ) cm C: x = 10cos( t + ) cm D: x = 5cos( t ) cm Câu 11: Một vật thực hiện dao động điều hòa, trong một phút vật thực hiện 30 dao động, Tần số góc của vật là? A:  rad/s B: 2 rad/s C: 3 rad/s D: 4 rad/s Câu 12: Một vật dao động điều hòa khi vật đi qua vị trí x = 3 cm vật đạt vận tốc 40 cm/s, biết rằng tần số góc của dao động là 10 rad/s. Viết phương trình dao động của vật? Biết gốc thời gian là lúc vật đi qua vị trí cân bằng theo chiều âm, gốc tọa độ tại vị trí cân bằng? A: 3cos( 10t + /2) cm B: 5cos( 10t - /2) cm C: 5cos( 10t + /2) cm D: 3cos( 10t + /2) cm Câu 13: Một vật dao động điều hòa, khi vật đi qua vị trí x = 1, vật đạt vận tốc 10 3 cm/s, biết tần số góc của vật là 10 rad/s. Tìm biên độ dao động của vật? A: 2 cm B: 3cm C: 4cm D: 5cm Câu 14: Vật dao động điều hòa biết trong một phút vật thực hiện được 120 dao động, trong một chu kỳ vật đi đươc 16 cm, viết phương trình dao động của vật biết t = 0 vật đi qua li độ x = -2 theo chiều dương. A: x = 8cos( 4t - 2/3) cm B: x = 4cos( 4t - 2/3) cm C: x = 4cos( 4t + 2/3) cm D: x = 16cos( 4t - 2/3) cm Câu 15: Vật dao động điều hòa trên quỹ đạo AB = 10cm, thời gian để vật đi từ A đến B là 1s. Viết phương trình đao động của vật biết t = 0 vật đang tại vị trí biên dương? A: x = 5cos( t + ) cm B: x = 5cos( t + /2) cm C: .x = 5cos( t + /3) cm D: x = 5cos( t)cm GIÁO TRÌNH VẬT LÝ GV: NGUYỄN HỒNG KHÁNH GIẢI ĐÁP: 09166.01248 GIÁO DỤC HỒNG PHÚC - NƠI KHỞI ĐẦU ƯỚC MƠ! Trang 10 Câu 16: Vật dao động điều hòa khi vật qua vị trí cân bằng có vận tốc là 40cm/s. gia tốc cực đại của vật là 1,6m/s 2 . Viết phương trình dao động của vật, lấy gốc thời gian là lúc vật qua vị trí cân bằng theo chiều âm. A: x = 5cos( 4t + /2) cm B: x = 5cos( 4t + /2) cm C: x = 10cos( 4t + /2) cm D: x = 10cos( 4t + /2) cm Câu 17: Vật dao động điều hòa với tần tần số 2,5 Hz, vận tốc khi vật qua vị trí cân bằng là 20 cm/s. Viết phương trình dao động lấy gốc thời gian là lúc vật qua vị trí cân bằng theo chiều dương. A: x = 5cos( 5t - /2) cm B: x = 8cos( 5t - /2) cm C: x = 5cos( 5t + /2) cm D: x = 4cos( 5t - /2) cm Câu 18: Một vật dao động điều hoà khi qua vị trí cân bằng vật có vận tốc v = 20 cm/s và gia tốc cực đại của vật là a = 2m/s 2 . Chọn t= 0 là lúc vật qua vị trí cân bằng theo chiều âm của trục toạ độ, phương trình dao động của vật là? A: x = 2cos( 10t + /2) cm B: x = 10cos( 2t - /2) cm C: x = 10cos( 2t + /4) cm D: x = 10cos( 2t ) cm Câu 19: Một vật dao động diều hòa với biên độ A=4 cm và chu kì 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( t + /2) cm B: x = 4cos( 2t - /2) cm C: x = 4cos( t - /2) cm D: x = 4cos( 2t + /2) cm Câu 20: Một vật dao động điều hoà, khoảng thời gian giữa hai lần liên tiếp vật qua vị trí cân bằng là 0,5s; quãng đường vật đi được trong 2s là 32cm. Tại thời điểm t=1,5s vật qua li độ 2 3 x cm  theo chiều dương. Phương trình dao động của vật là? A: 4cos( 2t + /6) cm B: 4cos( 2t - 5/6) cm C: 4cos( 2t - /6) cm D: 4cos( 2t + 5/6) cm Câu 21: Đồ thị li độ của một vật cho ở hình vẽ bên, phương trình nào dưới đây là phương trình dao động của vật A: x = Acos( 2 2   t T ) B: x = Asin( 2 2   t T ) C: x = Acos t T  2 D: x = Asin t T  2 x A t 0 - A Câu 22: Một vật thực hiện dao động điều hòa với biên độ A, tần số góc . Chọn gốc thời gian là lúc vật đi qua vị trí cân bằng theo chiều dương. Phương trình dao động của vật là A: x = Acos(t + π 4 ) B. x = A cos(t - π 2 ) C: x = Acos(t + π 2 ) D: x = A cos( t) Câu 23: Chất điểm thực hiện dao động điều hòa theo phương nằm ngang trên đoạn thẳng AB = 2a với chu kỳ T = 2s. chọn gốc thời gian t = 0 là lúc x = a 2 cm và vận tốc có giá trị dương. Phương trình dao động của chất điểm có dạng A. a cos(πt -  3 ) B: 2a cos(πt - π/6) C: 2a cos(πt+ 5π 6 ) D: a cos(πt + 5π 6 ) Câu 24: Li độ x của một dao động biến thiên theo thời gian với tần số la 60hz. Biên độ là 5 cm. biết vào thời điểm ban đầu x = 2,5 cm và đang giảm. phương trình dao động là: A: 5cos ( 120πt + π 3 ) cm B: 5 cos( 120π - π 2 ) cm C: 5 cos( 120πt + π 2 ) cm D: 5cos( 120πt - π 3 ) cm Câu 25: một chất điểm đang dao động điều hòa với biên độ A = 10 cm và tần số f = 2 hz . Phương trình dao động của vật chọn gốc thời gian là lúc vật đạt li dộ cực đại dương là? A: x= 10 sin 4πt B: x = 10cos4πt C: 10cos2πt D: 10sin 2πt Câu 26: Một con lắc dao động với với A = 5cm, chu kỳ T = 0,5s. Phương trình dao động của vật tại thời điểm t = 0, khi đó vật đi qua vị trí cân bằng theo chiều dương có dạng. A: x = 5sin(π + π 2 ) cm B: x = sin4πt cm C: x = sin2πt cm D: 5cos( 4πt - π 2 ) cm Câu 27: Một vật dao động điều hoà, khoảng thời gian giữa hai lần liên tiếp vật qua vị trí cân bằng là 0,5s; quãng đường vật đi được trong 2s là 32cm. Gốc thời gian được chọn lúc vật qua li độ 2 3 x cm  theo chiều dương. Phương trình dao động của vật là: A: 4 os(2 ) 6 x c t cm     B: 8 os( ) 3 x c t cm     C: 4 os(2 ) 3 x c t cm     D: 8 os( ) 6 x c t cm     Câu 28: Một vật dao động diều hòa với biên độ A=4 cm và chu kì T=2s, chọn gốc thời gian là lúc vật đi qua VTCB theo chiều dương. Phương trình dao động của vật là A: cmtx ) 2 cos(4    B: cmtx ) 2 2sin(4    C: cmtx ) 2 2sin(4    D: cmtx ) 2 cos(4    Câu 29: (ĐH - 2011) Một chất điểm dao động điều hoà trên trục Ox. Trong thời gian 31,4 s chất điểm thực hiện được 100 dao động toàn phần. Gốc thời gian là lúc chất điểm đi qua vị trí có li độ 2 cm theo chiều âm với tốc độ là 40 3 cm/s. Lấy π = 3,14. Phương trình dao động của chất điểm là [...]... chu kỳ dao động của vật khi gắn vật có khối lượng m = m1 + m2 T2 = T12 + T22 b Xác định chu kỳ dao động của vật khi gắn vật có khối lượng m = m1 + m2 + + mn T2 = T12 + T2 2 + + Tn 2 c Xác định chu kỳ dao động của vật khi gắn vật có khối lượng m = a m1 + b.m2 T2 = a.T1 2 + b.T22 GIÁO DỤC HỒNG PHÚC - NƠI KHỞI ĐẦU ƯỚC MƠ! Trang 20 GIÁO TRÌNH VẬT LÝ d GV: NGUYỄN HỒNG KHÁNH GIẢI ĐÁP: 09166. 0124 8 Xác định... tốc của vật lần lượt là bằng x = 3cm và v = 0,4m/s Biên độ dao động của vật là A: 3cm B: 4cm C: 5cm D: 6cm Câu 30: Một phút vật nặng gắn vào đầu một lò xo thực hiện đúng 120 chu kỳ dao động với biên độ 8 cm giá trị lớn nhất của gia tốc là? A: 126 3m/s2 B: 12, 63m/s2 C: 1,28m/s2 D: 0 ,128 m/s2 GIÁO DỤC HỒNG PHÚC - NƠI KHỞI ĐẦU ƯỚC MƠ! Trang 23 GIÁO TRÌNH VẬT LÝ GV: NGUYỄN HỒNG KHÁNH GIẢI ĐÁP: 09166. 0124 8... năng của vật biến thi n tuần 2 C Khơng biến thi n GIÁO DỤC HỒNG PHÚC - NƠI KHỞI ĐẦU ƯỚC MƠ! D 1 s Trang 35 GIÁO TRÌNH VẬT LÝ GV: NGUYỄN HỒNG KHÁNH GIẢI ĐÁP: 09166. 0124 8 [Đáp án C] Cơ năng của dao động điều hòa ln là hằng số vì thế khơng biến thi n  Chọn đáp án C Ví dụ 5: Con lắc lò xo đặt nằm ngang, gồm vật nặng có khối lượng 500 g và một lò xo nhẹ có độ cứng 100 N/m, dao động điều hòa Trong q trình. .. nhất vật đi được trong khoảng thời T gian 3 A: 5 B: 5 2 C: 5 3 D: 10 Bài 41:Một vật dao động điều hòa với phương trình x = A cos( 6t + /4) cm Sau T/4 kể từ thời điểm ban đầu vật đi được qng đường là 10 cm Tìm biên độ dao động của vật? A: 5 cm B: 4 2 cm C: 5 2 cm D: 8 cm GIÁO DỤC HỒNG PHÚC - NƠI KHỞI ĐẦU ƯỚC MƠ! Trang 16 GIÁO TRÌNH VẬT LÝ GV: NGUYỄN HỒNG KHÁNH GIẢI ĐÁP: 09166. 0124 8 7T  ) sau vật. .. Bài 29:Một vật dao động điều hòa với phương trình chuyển động x = 2cos( 2t - ) cm thời điểm để vật đi qua li độ x = 3 cm 2 theo chiều âm lần đầu tiên kể từ thời điểm t = 2s là: GIÁO DỤC HỒNG PHÚC - NƠI KHỞI ĐẦU ƯỚC MƠ! Trang 15 GIÁO TRÌNH VẬT LÝ 27 4 s B: s 12 3 DẠNG 3: BÀI TỐN XÁC ĐỊNH QNG ĐUỜNG A: GV: NGUYỄN HỒNG KHÁNH GIẢI ĐÁP: 09166. 0124 8 C: Bài 30:Một vật dao động điều hòa với phương trình x =... xo có độ cứng là 100N/m Kích thích cho vật dao động điều hòa Trong q trình dao động chiều dài lò xo thay đổi 10cm Hãy xác định phương trình dao động của con lắc lò xo Cho biết gốc tọa độ tại vị trí cân bằng, t = 0 s vật qua vị trí cân bằng theo chiều dương GIÁO DỤC HỒNG PHÚC - NƠI KHỞI ĐẦU ƯỚC MƠ! Trang 21 GIÁO TRÌNH VẬT LÝ GV: NGUYỄN HỒNG KHÁNH GIẢI ĐÁP: 09166. 0124 8  ) cm B x = 5cos( 10t + 2  C x... = - A đến vị trí có li độ x2 = A/2 là 1s Chu kì dao động của con lắc là: GIÁO DỤC HỒNG PHÚC - NƠI KHỞI ĐẦU ƯỚC MƠ! Trang 18 GIÁO TRÌNH VẬT LÝ GV: NGUYỄN HỒNG KHÁNH GIẢI ĐÁP: 09166. 0124 8 A: 6(s) B: 1/3 (s) C: 2 (s) D: 3 (s) Bài 80: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... lò xo là 100N/m Tìm lực nén cực đại của lò xo? A: 0 N B: 1N C: 4N D: 2N GIÁO DỤC HỒNG PHÚC - NƠI KHỞI ĐẦU ƯỚC MƠ! Trang 32 GIÁO TRÌNH VẬT LÝ GV: NGUYỄN HỒNG KHÁNH GIẢI ĐÁP: 09166. 0124 8 Câu 20: Một con lắc lò xo dao động điều hòa theo phương thẳng đứng dọc theo trục xun tâm của lò xo Đưa vật từ vị trí cân bằng đến vị trí của lò xo khơng biến dạng rồi thả nhẹ cho vật dao động điều hòa với chu kỳ T =... TỐC TRUNG BÌNH GIÁO DỤC HỒNG PHÚC - NƠI KHỞI ĐẦU ƯỚC MƠ! Trang 12 GIÁO TRÌNH VẬT LÝ GV: NGUYỄN HỒNG KHÁNH GIẢI ĐÁP: 09166. 0124 8 A Tổng qt: - S: là qng đường đi được trong khoảng thời gian t S v = Trong đó  - t: là thời gian vật đi được qng đường S t B Bài tốn tính tốc độ trung bình cực đại của vật trong khoảng thời gian t: S vmax = max t C Bài tốn tính tốc độ trung bình nhỏ nhất vật trong khoảng... 0,4s Hỏi nếu vật có khối lượng m = 4m1 + 3m2 vào lò xo K thì hệ có chu kỳ dao động là bao nhiêu? GIÁO DỤC HỒNG PHÚC - NƠI KHỞI ĐẦU ƯỚC MƠ! Trang 22 GIÁO TRÌNH VẬT LÝ GV: NGUYỄN HỒNG KHÁNH GIẢI ĐÁP: 09166. 0124 8 A: 0,4s B: 0,916s C: 0,6s D: 0,7s Câu 15: Có ba lò xo giống nhau được đặt trên mặt phẳng ngang, lò xo thứ nhất gắn vật nặng m1 = 0, 1kg; vật nặng m2 = 300 g được gắn vào lò xo thứ 2; vật nặng m3 . [ ] Đáp án B GIÁO TRÌNH VẬT LÝ GV: NGUYỄN HỒNG KHÁNH GIẢI ĐÁP: 09166. 0124 8 GIÁO DỤC HỒNG PHÚC - NƠI KHỞI ĐẦU ƯỚC MƠ! Trang 8 Ta có: Phương trình dao động của vật có dạng: x = A.cos(. thêm 18 cm nữa vật về đến vị trí ban đầu và đủ một chu kỳ. Hãy xác định biên độ dao động của vật? GIÁO TRÌNH VẬT LÝ GV: NGUYỄN HỒNG KHÁNH GIẢI ĐÁP: 09166. 0124 8 GIÁO DỤC HỒNG PHÚC - NƠI KHỞI. độ là 40 3 cm/s. Lấy π = 3,14. Phương trình dao động của chất điểm là GIÁO TRÌNH VẬT LÝ GV: NGUYỄN HỒNG KHÁNH GIẢI ĐÁP: 09166. 0124 8 GIÁO DỤC HỒNG PHÚC - NƠI KHỞI ĐẦU ƯỚC MƠ! Trang 11