Chuyên đề dao động cơ học lớp 12

PHẦN I: DAO ĐỘNG CƠ HỌC A CHUYÊN ĐỀ 1: DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA KIẾN THỨC CƠ BẢN Phương trình dao động: x = Acos (ωt + ϕ) Trong đó: + x = li độ = độ dời vật khỏi vị trí cân Đơn vị SI: m (mét); thường để cm + A = biên độ cực đại = x max = số dương + ω = tần số gốc = số dương Đơn vị SI: rad/s + ϕ = pha ban đầu, nằm khoảng [ − 2π ,2π ] phụ thuộc vào cách chọn gốc thời gian (t = 0) Đơn vị SI: rad Vận tốcv = x’ = - ω Asin (ωt + ϕ) Vmax = ωA Đơn vị SI: m/s Gia tốc a = - ω Acos (ωt + ϕ) = = - ω 2x amax = ω2 A Đơn vị SI: m/s2 Công thức độc lập v2 A =x + ϖ 2 + Ở vị trí cân bằng: x = ⇒ VVTCB = Vmax = ωA + Ở vị trí biên x = ± A ⇒ v = Tần số gốc – Chu kì – tần số ϖ= T= Đơn vị SI: s (giây) ϖ k = = Đơn vị SI: Hz (Héc) 2π 2π m T Với: k = mω2 Đơn vị SI: N/m Năng lượng dao động (cơ năng) Cơ = Động + Trong đó: 1 E đ = mv = mϖ A sin (ϖt + ϕ ) + Động 2 = kA sin (ϖt + ϕ ) 1 Et = kx = kA2 cos (ϖt + ϕ ) + Thế 2 f = 2π m = 2π ϖ k k m + Định luật bảo toàn E = Ed + Et = kA = mϖ A2 = Eđ max = Et max = const 2 Đơn vị SI: J (Jun) Lực tác dụng = lực hồi phục: lực đưa vật vị trí cân F = −k x hay F = k x Tại vị trí cân bằng: F = o Lực tác động cực đại: Fmax = kA = mϖ A Đơn vị SI: N (Niutơn) B CÁC DẠNG CÂU TRẮC NGHIỆM CƠ BẢN * Định nghĩa – Tính chất dao động điều hòa Bài 1: chọn câu trả lời Dao động điều hòa là: A Những chuyển động có trạng thái chuyển động lặp lại cũ sau khoảng thời gian B Những chuyển động có giới hạn không gian, lặp lặp lại nhiều lần quanh vị trí cân C Một dao động mô tả định luật dạng sin (hay cosin) thời gian D Một giao động có biên độ phụ thuộc vào tần số riêng hệ dao động Trả lời Dao động điều hòa dao động mô tả định luật dạng sin hay (cosin) thời gian Đáp án: C * Xác định chu kì T, tần số F, biên độ A pha ban đầu ϕ Bài 2: Chọn phương án Phương trình vật dao động điều hòa có dạng: Dao động có: Chu kì dao động s, biên độ cm pha ban đầu Chu kì dao động s, biên độ cm pha ban đầu Chu kì dao động 0,5s, biên độ - cm pha ban đầu Chu kì dao động s, biên độ - cm pha ban đầu Giải Từ phương trình dao động ta có:   π π  x = −6 cos πt +  (cm) = cos πt + − π (cm)  6    ⇒ A = cm; ϖ = 2π rad / s; ϕ = − 5π rad Đáp án: B * Xác định thời điểm vật qua li độ biết Bài 3: Chọn phương án Một chất điểm có khối lượng m = 100g dao động điều hòa theo phương trình: x = 5cos 10 πt (cm) Thời điểm chất điểm qua điểm M1 có li độ x1 = - 2,5 cm lần thứ là: 1 11 B s A s C s D s 15 60 60 Giải Thế li độ x1 = - 2,5 cm vào phương trình dao động ta có: − 2,5 = cos10πt n ⇒ cos10πt n = − 2π  10πt1 = + k 2π  10πt = 2π + k 2π  ⇒ t1 = Với k ∈ Z Với k ∈ Z 1 s; t = s ⇒ t = t1min = s 30 30 Thời điểm mà chất điểm qua điểm M1 có li độ x1 = -2,5 cm lần đầu là: s 30 Đáp án: B * Phương trình dao động điều hòa Bài 4: Chọn phương án Một chất điểm dao động điều hòa đoạn thẳng MN dài 20 cm Biết vận tốc qua trung điểm MN 9,42 m/s Chọn t = lúc vật qua vị cân theo chiều âm quĩ đạo Phương trình dao động điều hòa là: A x = 10cos30 πt (cm) B x = 10cos(3 πt + π (cm) π C x = 10 cos(30πt + π ) (cm) D x = 10 cos(30πt + ) (cm) Giải MN = 10cm Ta có: A = Vận tốc qua trung điểm MN vận tốc qua vị trí cân vận tốc cực đại Do đó: Vmax = ϖA = 9,42m / s = 3π m / s = 300π cm / s v max 300π = = 30π rad / s A 10 Phương trình dao động điều hòa: x = A cos(ϖt + ϕ ) t = 0; x = 0; v < 0: π ⇒ cos ϕ = 0; sin ϕ > ⇒ ϕ = rad π x = 10 cos(30πt + ) (cm) ⇒ϖ = Đáp án: D * Lực tác dụng gây dao động điều hòa Bài 5: Chọn câu trả lời Một chất điểm có khối lương m=100g dao động điều hòa với phương trình: x = cos10πt (cm) Lực gây nên chuyển động chất điểm thời điểm t = s là: A 0,2 N B 0,2 N C 2 N D 200 N Giải Lực gây nên chuyển động chất điểm: F = k x = mϖ x 1 5π  = −2 2cm Khi t = s : x = cos10π  = cos 8  ⇒ F = 0,1.(10π ) − 2 10 −2 = 2 N Đáp án: C * Xác định vận tốc gia tốc vật dao động điều hoà Bài 6: Chọn câu trả lời Một chất điểm dao động điều hòa với phương trình: π  x = cos 20t −  (cm) 2  π Ở thời điểm t = s vật có: 15 A Vận tốc 60 cm / s , gia tốc 12 m / s chuyển động theo chiều dương quĩ đạo B Vận tốc − 60 cm / s , gia tốc − 12 m / s chuyển động theo chiều âm quĩ đạo C Vận tốc 60 cm / s , gia tốc 12 m / s chuyển động theo chiều dương quĩ đạo D Vận tốc − 60 cm / s , gia tốc − 12 m / s chuyển động theo chiều âm quĩ đạo Giải π  Biểu thức vận tốc: v = x' = −120 sin  20t −  (cm / s ) 2  π π 5π π  = −60(cm / s ) s : v = −120 sin  20 −  = −120 sin 15  15  v < ⇒ chuyển động theo chiều âm quĩ đạo π  Biểu thức gia tốc: a = v' = −2400 cos 20t −  (cm / s ) 2  Khi t = π  = −24 cos 20t −  m / s ) 2  Khi t = π π 5π π  = 12 m / s s : a = −24 cos 20 −  = −24 cos 15  15  Đáp án: D * Công thức độc lập với thời gian Bài 7: Chọn câu trả lời π  Một vật dao động điều hòa theo phương trình: x = cos πt +  (cm) 2  Vận tốc vật qua li độ x = 2cm là: A 2π cm / s B − 2π cm / s C Cả A, B D Một kết khác Giải Công thức độc lập với thời gian: A = x + v2 ϖ2 ⇒Vận tốc vật là: v = ±ϖ A − x = ±2π cm / s Đáp án: C * Xác định quãng đường di chuyển vật dao động điều hòa Bài 8: Chọn câu trả lời Một chất điểm dao động điều hòa với phương trình: π  x = cos 2πt +  (cm) 2  Quãng đường chất điểm từ thời điểm t=0 đến thời điểm t = A 2cm B 3cm C 8cm Giải Với T chu kỳ dao động vật 5T là: 12 D 9cm Chu kỳ: T = Gọi ST = 2π =1 s ϖ Quãng đường vật thời gian T Gọi x0 = li độ vật thời điểm t=0 x T = li độ vật thời điểm t = T = s 3 7π π 7π  >0 x T = cos 4π +  = cos = −3 cm v T = −24π sin 6   3 ⇒ S T = A + A − AT − x0 = 2.6 − − 3 − = cm 3 Đáp án: D * Vận tốc trung bình Bài 9: Chọn câu trả lời Một vật dao động điều hòa đoạn thẳng MN với phương trình: π  x = cos 4πt −  cm 3  Gọi O trung điểm MN; P, Q trung điểm đoạn OM ON Vận tốc trung bình vật quãng đường từ P đến Q là: A 16 cm/s B 32 cm/s C 64 cm/s D 96 cm/s Giải s Vận tốc trung bình vật quãng đường s là: vTB = t MN = A = 8cm Trong quãng đường vật từ P đến Q là: s = PQ = Để tính thời gian t vật từ P đến Q ta dựa vào tính chất: Dao động điều hòa hình chiếu chất điểm chuyển động trồn xuống đường thẳng (trực) nằm mặt phẳng quĩ đạo Khi vật dao động điều hòa từ P đến Qu thời gian t tương đương với thời gian chất điểm chuyển động tròn quay cung P’Q’, ứng với góc quay α = ϕ '−ϕ1 ' với vận tốc góc ω hình 1.1 Trong đó: OQ π sin ϕ ' = = = ⇒ ϕ2 '= OQ' sin ϕ1 ' = OP − π = = − ⇒ ϕ1 ' = − OP' π ϖ = 4π rad / s α = ϕ '−ϕ1 ' =  π π − −  =  6 Do thời gian vật dao động điều hòa từ P đến Q là: π α t= = = s ϖ 4π 12 s vTB = = = 96 cm / s = 0,96 m / s t 12 Đáp án: D * Năng lượng dao động điều hòa Bài 19: Chọn câu trả lời Một vật khối lượng m = 200g dao động điều hòa với phương trình 5π   x = cos 20t +  cm   Thế vật vị trí động lần là: A 9mJ B 90mJ C J D 90 kJ Giải Theo định luật bảo toàn năng, ta có: mϖ A E = E đ + Et = kA = = const 2 Mà theo đề bài: E đ = 3Et ⇒ E = Et E mϖ A 0,2.20 0,03 Et = = = = 9.10 −3 J= mJ 4 Đáp án: a C CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM LUYỆN TẬP 1.1 Chọn câu sai Trong dao động điều hòa có phương trình: x = A cos(ϖt + ϕ ) A Tần số góc ω đại lượng trung gian cho ta xác định chu kỳ tần số dao động B Tần số dao động f xác định số dao động toàn phần vật thực đơn vị thời gian C Pha dao động (ωt + ϕ) phải góc thực đại lượng trung gian giúp ta xác định vị trí vật thời điểm t D Chu kỳ T khoảng thời gian ngắn để trạng thái dao động vật lập lại 1.2 Chọn câu trả lời sai A Dao động tuần hoàn trường hợp đặc biệt dao động điều hòa B Năng lượng hệ dao động điều hòa phụ thuộc vào đặc tính hệ dao động kích thích dao động C Chu kỳ hệ dao động điều hòa phụ thuộc vào đặc tính hệ dao động D Những chuyển động có trạng thái chuyển động lặp lại cũ sau khoảng thời gian gọi dao động tuần hoàn 1.3 Chọn câu sai Trong dao động điều hòa có phương trình: x = A cos(ϖt + ϕ ) A Pha dao động (ϖt + ϕ ) góc thực mà đại lượng trung gian giúp ta xác định trạng thái dao động vật thời điểm t B Chu kỳ T khoảng thời gian nhau, sau trạng thái dao động lập lại cũ C Tần số góc ω đại lượng trung gian cho ta xác định chu kỳ tần số dao động D Tần số dao động f xác định số dao động toàn phần vật thực đơn vị thời gian 1.4 Chọn câu trả lời Trong phương trình dao động điều hòa: x = A cos(ϖt + ϕ ) A Biên độ A, tần số góc ω, pha ban đầu ϕ số dương B Biên độ A số dương, tần số góc ω, pha ban đầu ϕ số dương hay âm C Biên độ A, tần số góc ω, pha ban đầu ϕ số phụ thuộc cách chọn gốc thời gian t=0 D Biên độ A, tần số góc ω số dương, pha ban đầu ϕ số phụ thuộc cách chọn gốc thời gian t=0 1.5 Chọn câu trả lời đúng: Một vật dao động điều hòa có li độ x biến thiên theo thời gian đồ thị hình 1.2 Phương trình dao động vật có dạng: π  A x = cos 5πt −  (cm; s ) 2  B x = cos 4πt (cm; s ) π  C x = cos 4πt +  (cm; s ) 2  π  D x = cos 5πt +  (cm; s ) 2  1.6 Chọn câu trả lời Trong dao động điều hòa: A Vận tốc vật dao động hướng theo chiều chuyển động có độ lớn tỉ lệ với li độ vật B Gia tốc vật dao động hướng vị trí cân có độ lớn tỉ lệ nghịch với li độ vật C Lực tác dụng gây chuyển động vật dao động hướng vị trí cân có độ lớn tỉ lệ với li độ vật D Cả A, B, C 1.7 Chọn câu trả lời Một vật dao động điều hòa qua vị trí cân bằng: A Vận tốc có độ lớn cực đại, gia tốc có độ lớn không B Vận tốc gia tốc có độ lớn cực đại C Vận tốc có độ lớn không, gia tốc có độ lớn cực đại D Vận tốc gia tốc có độ lớn không 1.8 Chọn câu trả lời Khi vật dao động điều hoà thì: A Véc tơ vận tốc gia tốc hướng chiều chuyển động B Véc tơ vận tốc hướng chiều chuyển động, véc tơ gia tốc hướng vị trí cân C Véc tơ vận tốc gia tốc đổi chiều qua vị trí cân D Véc tơ vận tốc gia tốc véc tơ số 1.9 Chọn câu trả lời Trong dao động điều hòa lắc lò xo chung quanh vị trí cân lực hồi phục tác dụng lên vật sẽ: A Tỉ lệ thuận với tổng độ dãn lò xo hướng vị trí cân B Tỉ lệ nghịch với tổng độ dãn lò xo hướng vị trí cân C Tỉ lệ nghịch với khoảng cách từ vật đến vị trí cân hướng xa vị trí D Tỉ lệ thuận với khoảng cách từ vật đến vị trí cân hướng phía vị trí 1.10 Chọn câu trả lời Một vật dao động điều hòa theo trục Ox với biên độ a, tần số f Chọn gốc tạo độ vị trí cân vật, góc thời gian t0=0 lúc vật vị trí li độ x = Li độ vật tính theo biểu thức: π  A x = A cos 2πft +  2  B x = A cos ft π  C x = A cos ft +  D x = A cos 2πft 2  1.11 Chọn cụm từ thích hợp để điền vào chỗ trống sau cho hợp nghĩa: “Một dao động coi hình chiếu chuyển động xuống ………….nằm mặt phẳng quĩ đạo” A điều hòa, thẳng đều, đường thẳng B động, tròn đều, đường thẳng C điều hoà, tròn đều, đường thẳng D tuần hoàn, thẳng đều, đường tròn 1.12 Chọn câu trả lời Chu kỳ dao động là: A Khoảng thời gian ngắn để vật trở lại trạng thái đầu B Khoảng thời gian ngắn để vật trở lại vị trí đầu C Khoảng thời gian để vật từ biên đến biên quĩ đạo chuyển động D Khoảng thời gian để vật từ vị trí cân tới vị trí cân 1.13 Chọn câu trả lời sai Lực tác dụng gây dao động điều hòa vật: A Có biểu thức F = − k x B Biến thiên điều hòa theo thời gian C Luôn hướng vị trí cân D Có giá trị cực đại vật qua vị trí cân 1.14 Chọn câu trả lời π  Một vật dao động điều hòa có phương trình x = cos 4πt +  (cm; s ) Tần số dao 6  động vật là: A 0,5 Hz B Hz C Hz D Một giá trị khác Chọn câu trả lời π  1.15 Một dao động điều hòa với phương trình: x = cos 3πt +  (cm; s ) 2  Chu kì dao động vật là: A s B s C 1,5 s D Một giá trị khác 3 1.16 Chọn câu trả lời Một vật dao động điều hòa theo phương trình: x = sin 2πt + cos 2πt (cm) Biên độ, tần số góc pha ban đầu dao động là: π A A = cm; ϖ = 2π rad / s; ϕ = − rad π B A = cm; ϖ = 2π rad / s; ϕ = rad 3π rad C A = cm; ϖ = 2π rad / s; ϕ = 3π rad D A = cm; ϖ = 2π rad / s; ϕ = − 1.17 Chọn câu trả lời π  Một vật dao động điều hòa có phương trình x = A cosϖt +  Gốc thời gian t=0 6  chọn A Khi vật qua vị trí li độ x = A theo chiều dương quĩ đạo B Khi vật qua vị trí li độ x = A theo chiều âm quĩ đạo 5.2 5.3 D Cả A, B, C sai Chọn câu trả lời A Dao động tổng hợp hai dao động điều hòa phương, tần số, biên độ dao động điều hòa phương, tần số biên độ B Dao động tổng hợp hai dao động điều hòa phương, tần số dao động điều hòa phương, tần số C Dao động tổng hợp hai dao động điều hòa phương, biên độ, tần số pha ban đầu dao động điều hòa phương, biên độ, tần số pha ban đầu D Cả A, B, C Chọn câu trả lời sai A Độ lệch pha dao động thành phần đóng vai trò định tới biên độ dao động tổng hợp B Nếu hai dao động thành phần pha ∆ϕ = 2kπ thì: A = A1 + A2 C Nếu hai dao động thành phần ngược pha ∆ϕ = ( 2k + 1)π thì:A = A1 – A2; D Nếu hai dao động thành phần lệch pha bất kì: A1 − A2 ≤ A ≤ A1 + A2 5.4 Trong đó: A1, A2 = biên độ dao động thành phần; A = biên độ dao động tổng hợp Một vật thực đồng thời hai dao động thành phần sau: π π   x1 = 10 cos πt +  (cm) x = cos πt +  (cm) 6 6   Phương trình dao động tổng hợp là: π  A x = 15 cos πt +  (cm) 6  5.5 5.6 5.7 π  B x = cos πt +  (cm) 6  π  C x = 10 cos πt +  (cm) D x = 15 cos πt (cm) 6  Chọn câu trả lời Một vật thực đồng thời hai dao động điều hòa có phương trình: x1 = 7,5 sin 5πt (cm) x = 10 sin 5πt (cm) Biên độ dao động tổng hợp là: A cm B 7,5 cm C 17,5 cm D 25 cm Chọn câu trả lời Một vật thực đồng thời hai dao động điều hòa phương tần số có phương trình dao động thành phần là: π 3π    x1 = 20 cos 20t +  (cm) x = 15 cos 20t −  (cm) 4    Vận tốc cực đại dao động tổng hợp vật là: A m/s B m/s C m/s D Một giá trị khác Chọn câu trả lời Một vật thực đồng thời hai dao động có phương trình dao động là: π  x1 = cos 2πt (cm) x = sin  2πt +  (cm) 2  Phương trình dao động tổng hợp vật là: 5.8 A B C D 5.9 π  A x = 10 cos 2πt +  (cm) 2  C x = 10 cos 2πt (cm) Chọn câu trả lời Chọn dao động điều hòa có phương trình: π  B x = cos 2πt +  (cm) 2  D x = cos 2πt (cm) π π   x1 = sin  2πt +  (cm) x = cos 2πt +  (cm) 6 3   π Dao động thứ sớm pha dao động thứ hai 2π Dao động thứ trễ pha dao động thứ hai π Dao động thứ trễ pha dao động thứ hai 5π Dao động thứ sớm pha dao động thứ hai Chọn câu trả lời Một vật thực đồng thời hai dao động điều hòa phương, tần số có phương trình: π  x1 = cos 10πt (cm) x = cos10πt +  (cm) 3  Dao động tổng hợp vật có phương trình: π  A x = cos10πt +  (cm) 4  π  B x = cos10πt +  (cm) 6  π π   C x = cos10πt +  (cm) D x = cos10πt +  (cm) 2 6   5.10 Một vật thực đồng thời hai dao động điều hòa phương, tần số x 1, x2 π  Biết phương trình dao động thứ x1 = cos πt +  (cm) phương trình 3  4π    (cm) dao động tổng hợp: x = cos πt +   Phương trình x2 là: π  A x = cos πt +  (cm) 3  π  B x = 11 cos πt +  (cm) 3  4π   C x = cos πt +  (cm)   4π   D x = 11 cos πt +  (cm)   5.11 Chọn câu trả lời Một vật có khối lượng m = 200g, thực đồng thời hai dao động điều hòa phương, tần số có phương trình: π  x1 = cos 5πt −  (cm) x = cos 5πt (cm) 2  Lấy π = 10 Li độ vật thời điểm t = s là: A cm B cm C - cm D cm 5.12 Chọn câu trả lời Một vật thực đồng thời hai dao động điều hòa phương, tần số có phương trình: π π   x1 = 10 cos 2πt −  (cm) x = 10 cos 2πt −  (cm) 2 6   Phương trình dao động tổng hợp vật là: π  A x = 10 cos 2πt +  (cm) 3  π  B x = 10 cos 2πt −  (cm) 3  2π  2π    C x = 10 cos 2πt −  (cm) D x = 10 cos 2πt +  (cm)     5.13 Chọn câu trả lời Một vật thực đồng thời hai dao động có phương trình dao động là: π  x1 = cos 2πt (cm) x = sin  2πt +  (cm) 2  Biểu thức vận tốc dao động vật là: π  A v = −20π cos 2πt +  (cm/s) 2  B v = −20π sin 2πt (cm/s) π π   C v = 20π cos 2πt −  (cm/s) D v = 20π sin  2πt +  (cm/s) 2 2   5.14 Chọn câu trả lời đúng: Một vật thực đồng thời hai dao động điều hòa phương, tần số có π  phương trình: x1 = 10 cos πt +  (cm) x = 10 cos πt (cm) 2  Vận tốc vật thời điểm t = 0,5 s là: A π cm/s B - π cm/s C 10π cm/s D -10π cm/s 5.15 Chọn câu trả lời Một vật thực đồng thời hai dao động điều hòa phương, tần số có phương trình dao động thành phần là: π 3π    x1 = 20 cos 20t +  (cm) ; x = 20 cos 20t −  (cm) 2    Vận tốc vật qua li độ x = A ± 25 cm/s B ± 50 cm/s x max là: C ± 25 cm/s D ± 50 cm/s 5.16 Chọn câu trả lời Một vật khối lượng m = 200g thực đồng thời hai dao động thành phần sau: π 3π    x1 = cos 2πt −  (cm) ; x = cos 2πt −  (cm) 3    Gia tốc vật thời điểm t = s là: A a = −1,4 m/s2 B a = 1,4 m/s2 C a = −1,4 m/s2 D a = 1,4 m/s2 Lấy π = 10 5.17 Chọn câu trả lời Một vật thực đồng thời hai dao động điều hòa có phương trình: π  x1 = 4,5 cos10t +  (cm) x = cos 10t (cm) 2  Gia tốc cực đại vật là: A a max = 7,5 m/s2 C a max = 1,5 m/s2 B a max = 10,5 m/s2 D a max = 0,75 m/s2 5.18 Chọn câu trả lời Một vật có khối lượng m, thực đồng thời hai dao động điều hòa phương, tần số có phương trình: π 5π    x1 = cosϖt +  (cm) x = cosϖt −  (cm) 6    Khi vật qua li độ x = 4cm vận tốc vật v = 30 cm/s Tần số góc dao động tổng hợp vật là: A rad/s B 10 rad/s C 20 rad/s D 100 rad/s 5.19 Chọn câu trả lời Một vật thực đồng thời hai dao động điều hòa phương, chu kì T= π có biên độ cm cm Biết hiệu số pha hai dao động 10 thành phần π rad Vận tốc vật qua li độ x = cm là: A ± cm/s B ±10 cm/s C ± m/s D ±10 m/s 5.20 Chọn câu trả lời Một vật có khối lượng m = 500g, thực đồng thời hai dao động điều hòa phương, tần số có phương trình: π π   x1 = 10 cos 2πt +  (cm) x = 10 cos 2πt −  (cm) 4 4   Lấy π = 10 Năng lượng dao động vật là: A 20 mJ B 0,2 J C 0,4 J D 2000 J 5.21 Chọn câu trả lời Một vật có khối lượng m = 100g thực đồng thời hai dao động điều hòa phương, tần số f = 10 Hz, biên độ A = cm pha ban đầu ϕ1 = A2 = cm , ϕ = − π ; π Lấy π = 10 Biểu thức vật theo thời gian là: A E t = 1,28 cos 20πt (J) B E t = 2,56 cos 20πt (J) C E t = 1,28 cos 20πt (J) D E t = 1280 cos 20πt (J) 5.22 Chọn câu trả lời Một vật có khối lượng m = 200g, thực đồng thời hai dao động điều hòa phương, tần số có phương trình π  x1 = cos 5πt −  (cm) x = cos 5πt (cm) 2  Lấy π = 10 Thế vật thời điểm t = 1s là: A 90 mJ B 180 mJ C 900 J D 180 J 5.23 Chọn câu trả lời Một vật có khối lượng m = 500g, thực đồng thời hai dao động điều hòa phương, tần số có phương trình: π  x1 = cos 2πt +  (cm) x = cos 2πt (cm) 2  A Lấy π = 10 Động vật vật qua li độ x = là: A 32 mJ B 64mJ C 96 mJ D 960 mJ Trong đó: x A li độ biên độ dao động tổng hợp 5.24 Chọn câu trả lời Một vật có khối lượng m = 200g thực đồng thời hai dao động điều hòa có phương trình: x1 = 4cos10t (cm) x2 = 6cos10t (cm) Lực tác dụng cực đại gây dao động tổng hợp vật là: A Fmax = 0,02N B.Fmax = 0,2N C Fmax = N D Fmax = 20 N 5.25 Chọn câu trả lời Một vật thực đồng thời ba dao động điều hòa phương, tần số có phương trình: π  x1 = 1cos5πt (cm); x = cos 5πt +  (cm); x = 10 cos( 5πt + π ) (cm) 2  Phương trình dao động tổng hợp là: π  A x = cos 5πt +  (cm) 4  π  B x = cos 5πt −  (cm) 4  3π   C x = cos 5πt +  (cm)   3π   D x = cos 5πt −  (cm)   CHUYÊN ĐỀ DAO ĐỘNG TỰ DO – DAO ĐỘNG TẮT DẦN DAO ĐỘNG CƯỠNG BỨC – CỘNG HƯỞNG DAO ĐỘNG A * * * * * * KIẾN THỨC CƠ BẢN Dao động tự Định nghĩa Dao động tự dao động có chu kì hay tần số phụ thuộc vào đặc tính hệ dao động, không phụ thuộc vào yếu tố bên Ví dụ: Con lắc lò xo dao động điều kiện giới hạn đàn hồi Con lắc đơn dao động với biên độ góc nhỏ địa điểm xác định Dao động tắt dần Định nghĩa Dao động tắt dần dao động có biên độ giảm dần theo thời gian Nguyên nhân Nguyên nhân dao động tắt dần lực ma sát hay lực cản môi trường Các lực ngược chiều với chiều chuyển động, nên sinh công âm làm giảm vật dao động Các lực lớn tắt dần nhanh Dao động cưỡng Định nghĩa Dao động cưỡng dao động hệ tác dụng ngoại lực biến thiên tuần hoàn, có dạng: Fn = H cos(ϖt + ϕ ) Đặc điểm: - Trong thời gian đầu ∆t hệ thực dao động phức tạp tổng hợp dao động riêng (có tần số f0) dao động ngoại lực gây (có tần số f) - Sau thời gian ∆t, dao động riêng tắt hẳn, hệ dao động có tần số tần số f ngoại lực, có biên độ phụ thuộc vào quan hệ tần số ngoại lực với tần số riêng hệ - Nếu ngoại lực trì lâu dài dao động cưỡng trì lâu dài với tần số f Sự cộng hưởng Cộng hưởng dao động tượng biên độ dao động cưỡng tăng nhanh đạt giá trị cực đại tần số lực cưỡng tần số riêng hệ dao động f = f0 ⇒ A = Amax Trong đó: f = tần số ngoại lực cưỡng f0 = tần số riêng hệ dao động A = biên độ dao động cưỡng B CÁC DẠNG CÂU TRẮC NGHIỆM CƠ BẢN * Dao động tự Bài 1: Chọn câu trả lời Dao động tự do: A Có chu kì biên độ phụ thuộc vào đặc tính hệ dao động, không phụ thuộc vào điều kiện B Có chu kì lượng phụ thuộc vào đặc tính hệ dao động, không phụ thuộc vào điều kiện C Có chu kì số số phụ thuộc vào đặc tính hệ dao động, không phụ thuộc vào điều kiện D Có biên độ pha ban đầu phụ thuộc vào đặc tính hệ dao động, không phụ thuộc vào điều kiện Trả lời Dao động tự có chu kì tần số phụ thuộc vào đặc tính hệ dao động, không phụ thuộc vào điều kiện Đáp án: C * Dao động tắt dần Bài 2: Chọn từ thích hợp điền vào chỗ trống cho hợp nghĩa: “Dao động dao động có biên độ giảm dần theo thời gian Nguyên nhân .là ma sát Ma sát lớn nhanh” A điều hòa B tự C tắt dần Trả lời D cưỡng “Dao động tắt dần dao động có biên độ giảm dần theo thời gian Nguyên nhân tắt dần ma sát Ma sát lớn tắt dần nhanh” Đáp án: C * Dao động cưỡng Bài 3: Chọn câu trả lời Dao động cưỡng bức: A dao động hệ tác dụng lực đàn hồi B dao động hệ tác dụng ngoại lực biến thiên tuần hoàn theo thời gian C Là dao động hệ điều kiện lực ma sát D Là dao động hệ tác dụng lực quán tính Trả lời Dao động cưỡng dao động hệ tác dụng ngoại lực biến thiên tuần hoàn theo thời gian Đáp án: B * Cộng hưởng dao động Bài 4: Một lắc đơn chiều dài l treo trần toa xe lửa, phía trục bánh xe Chiều dài ray 12,5m Khi xe lửa chuyển động với vận tốc 20,5 km/h lắc dao động mạnh Coi dao động lắc điều hòa chuyển động xe lửa thẳng Lấy g=9,8 m/s2 Chu kì dao động riêng lắc A 0,6s B 1,64s C 2,2s D Một giá trị khác Giải Điều kiện để lắc dao động mạnh điều kiện cộng hưởng dao động Khi đó: T = T0 Trong đó: v = 12,5 km/h = 5,7m/s T = chu kì ngoại lực = thời gian xe lửa chạy chiều dài ray T0 = chu kì dao động lắc: T0 = T = L 12,5 = = 2,2 s v 5,7 Đáp án: C C CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM LUYỆN TẬP 6.1 Chọn câu trả lời Dao động tự là: A Dao động tác dụng ngoại lực biến thiên tuần hoàn B Dao động có chu kì không phụ thuộc vào yếu tố bên ngoài, phụ thuộc vào đặc tính hệ dao động C Dao động có chu kì phụ thuộc vào cách kích thích hệ dao động D Dao động lắc đơn ứng với trường hợp biên độ góc α m ≤ 10 o , đưa tới vị trí trái đất 6.2 Chọn cụm từ thích hợp để điền vào chỗ trống sau cho hợp nghĩa: Dao động dao động vật trì với biên độ không đổi nhờ tác dụng của… A Điều hòa, ngoại lực tuần hoàn B Tuần hoàn, lực đàn hồi C Cưỡng bức, ngoại lực tuần hoàn D Tự do, lực hồi phục 6.3 Chọn từ thích hợp điền vào chỗ trống cho hợp nghĩa: “Dao động .là dao động có tần số phụ thuộc vào đặc tính hệ dao động, không phụ thuộc vào điều kiện ngoài” A điều hòa 6.4 B tự C tắt dần D cưỡng Chọn câu trả lời Dao động lắc đơn: A dao động điều hòa B Luôn dao động tự C Trong điều kiện biên độ góc α m ≤ 10 o bỏ qua ma sát coi dao động điều hòa D Có tần số góc tính công thức: ϖ = 6.5 l g Chọn câu trả lời Dao động tự dao động có: A Biên độ không đổi B Chu kì không đổi C Chu kì biên độ không đổi D Chu kì hay tần số phụ thuộc vào đặc tính hệ, không phụ thuộc vào điều kiện 6.6 Chọn câu trả lời Dao động hệ kể sau coi dao động tự do: A Con lắc đơn dao động với biên độ nhỏ chân không nơi xác định mặt đất B Con lắc lò xo dao động điều kiện không ma sát tác dụng lực kích thích làm cho lò xo biến dạng không tuân theo định luật Huc C Chuyển động pit-tông xi-lanh động đốt hoạt động D Cả A, B, C 6.7 Trong dao động lắc lò xo, nhận xét sau sai? A Biên độ dao động cưỡng phụ thuộc vào biên độ ngoại lực tuần hoàn B Tần số dao động riêng phụ thuộc vào đặc tính hệ dao động C Tần số dao động cưỡng tần số ngoại lực tuần hoàn D Lực cản môi trường nguyên nhân làm cho dao động tắt dần 6.8 Chọn từ thích hợp điền vào chỗ trống cho hợp nghĩa: “Dao động dao động có biên độ giảm dần theo thời gian Nguyên nhân ma sát Ma sát lớn .càng nhanh” A điều hòa 6.9 B tắt dần C tự D cưỡng Chọn câu trả lời sai A Dao động tắt dần dao động có biên độ giảm dần theo thời gian B Nguyên tắt dần ma sát C Năng lượng dao động tắt dân không bảo toàn D Dao động tắt dần lắc lo xo dầu nhớt có tần số tần số riêng hệ dao động 6.10 Nhận định sau sai nói dao động học tắt dần A Trong dao động tắt dần giảm dần theo thời gian B Lực ma sát lớn dao động tắt dần nhanh C Dao động tắt dần dao động có biên độ giảm dần theo thời gian D Dao động tắt dần có động giảm dần biến thiên điều hòa 6.11 Chọn câu trả lời sai A Dao động tắt dần dao động có biên độ giảm dần theo thời gian B Dao động cưỡng dao động tác dụng ngoại lực biến thiên tuần hoàn C Khi cộng hưởng dao động: tần số dao động hệ tần số riêng hệ dao động D Tần số dao động cưỡng tần số riêng hệ dao động 6.12 Chọn câu trả lời sai A Dao động tác dần dao động điều hòa B Dao động tắt dần trường hợp đặc biệt dao động tuần hoàn C Cơ hệ dao động điều hòa bảo toàn trường hợp lực ma sát Fms ≈ D Những chuyển động có trạng thái chuyển động lặp lại cũ sau khoảng thời gian gọi dao động tuần hoàn 6.13 Chọn câu trả lời A Trong phận giảm xóc ôtô, xe máy dao động tắt dần có lợi B Trong đồng hồ lắc, dao động tắt dần lắc đồng hồ có hại C Cả A, B D Cả A, B sai 6.14 Chọn câu trả lời Bộ phận đóng, khép cửa vào tự động ứng dụng của: A dao động cưỡng B tự dao động C cộng hưởng dao động D dao động tắt dần 6.15 Chọn câu trả lời Một người đưa võng Sau lần kích thích cách đạp chân xuống đất người nằm yên võng tự chuyển động Chuyển động võng trường hợp là: A dao động cưỡng B tự dao động C cộng hưởng dao động D dao động tắt dần 6.16 Chọn câu trả lời Trong dao động tắt dần, lực ma sát gây tắt dần có chất là: A Lực quán tính B Lực đàn hồi C Trọng lực D Cả A, B, C sai 6.17 Chọn câu trả lời Một vật dao động tắt dần có ban đầu E = 0,25J Cứ sau chu kì dao động biên độ giảm 1% Phần lại sau chu kì đầu là: A 24,5 mJ B 245 mJ C 24,8 mJ D 248 mJ 6.18 Chọn câu trả lời Dao động cưỡng bức: A dao động hệ tác dụng lực đàn hồi B dao động hệ tác dụng ngoại lực biến thiên tuần hoàn theo thời gian C dao động hệ điều kiện lực ma sát D dao động hệ tác dụng lực quán tính 6.19 Chọn câu trả lời sai Trong dao động cưỡng bức: A lực tác dụng ngoại lực biến thiên tuần hoàn có chu kì T B Chu kì dao động chu kì ngoại lực cưỡng T C Biên độ dao động phụ thuộc vào biên độ ngoại lực cưỡng D Biên độ dao động cưỡng phụ thuộc vào biên độ ngoại lực, ma sát môi trường độ chênh lệch tần số ngoại lực f tần số riêng hệ f0 6.20 Chọn câu trả lời Trong dao động cưỡng bức, biên độ dao động cưỡng A Không phụ thuộc vào biên độ ngoại lực B Tăng tần số ngoại lực tăng C Giảm tần số ngoại lực giảm D Đạt cực đại tần số ngoại lực tần số dao động riêng hệ dao động cưỡng 6.21 Chọn câu trả lời Hai em bé chơi bập bênh Mỗi đầu phía bên em bé ngồi xuống thấp em bé đạp chân xuống đất cho đầu đên Dao động bập bênh trường hợp là: A Dao động tác dụng nội lực biến thiên tuần hoàn B Dao động tác dụng ngoại lực biến thiên tuần hoàn C Tự dao động D Do động tự 6.22 Chọn câu trả lời A Dao động lắc lò xo môi trường nước dao động cưỡng B Con lắc lò xo dao động dầu nhớt dao động tắt dần C Dao động lắc đơn địa điểm xác định tự dao động D Cả A, B, C 6.23 Chọn câu phát biểu sai Đồng hồ lắc: A hệ tự dao động B dao động lắc lúc đồng hồ hoạt động dao động cưỡng C dao động lắc lúc đồng hồ hoạt động dao động có tần số tần số riêng hệ D dao động lắc lúc đồng hồ hoạt động dao động tự 6.24 Chọn câu trả lời Khi xảy tượng cộng hưởng vật tiếp tục dao động: A với tần số tần số dao động riêng B với tần số nhỏ tần số dao động riêng C với tần số lớn tần số dao động riêng D mà không chịu tác dụng ngoại lực 6.25 Chọn câu trả lời sai Trong cộng hưởng dao động: A Toàn lượng mà ngoại lực cung cấp cho hệ biến hết thành công có ích B Biên độ dao động đạt cực đại C Tần số dao động hệ tần số ngoại lực D Tần số dao động hệ tần số riêng hệ 6.26 Chọn câu trả lời sai Khi cộng hưởng dao động: A Biên độ dao động đạt cực đại B Biên độ cộng hưởng không phụ thuộc vào ma sát C Hệ dao động với tần số tần số ngoại lực D Hệ dao động với tần số tần số riêng hệ 6.27 Chọn câu trả lời sai A Hiện tượng đặc biệt xảy dao động cưỡng tượng cộng hưởng B Điều kiện cộng hưởng hệ phải dao động cưỡng tác dụng ngoại lực biến thiên tuần hoàn có tần số ngoại lực f ≈ tần số riêng hệ f0 C Biên độ cộng hưởng dao động không phụ thuộc vào lực ma sát môi trường phụ thuộc vào biên độ ngoại lực cưỡng D Khi cộng hưởng dao động biên độ dao động cưỡng tăng đột ngột đạt giá trị cực đại 6.28 Chọn câu trả lời sai Đặc diểm dao động cưỡng bức: A Hệ dao động có tần số tần số ngoại lực B Hệ dao động có tần số tần số riêng f0 C Có biên độ lớn độ khác biệt tần số ngoại lực với tần số riêng hệ nhỏ D Cả A, C 6.29 Chọn câu trả lời Trong tự dao động: A Lực tác dụng nội lực, có tần số tần số riêng f0 hệ B Tần số dao động không đổi tần số riêng f0 hệ C Biên độ số, phụ thuộc vào cách kích thích dao động D Cả A, B, C 6.30 Chọn câu trả lời sai A Sự dao động tác dụng nội lực có tần số nội lực tần số riêng f hệ gọi tự dao động B Một hệ (tự) dao động hệ thực dao động tự C Cấu tạo hệ tự dao động gồm: vật dao động nguồn cung cấp lượng D Trong tự dao động biên độ dao động số, phụ thuộc vào cách kích thích dao động 6.31 Chọn câu trả lời Điều kiện cần cộng hưởng dao động là: A Hệ phải dao động tự B Hệ phải dao động cưỡng C Hệ phải dao động tắt dần D Hệ phải dao động điều hòa 6.32 Chọn câu trả lời Một vật dao động tắt dần có ban đầu E = 0,5 J Cứ sau chu kì dao động biên độ giảm 2% Phần lượng chu kì đầu là: A 480,2 J B 19,8 mJ C 480,2 J D 19,8 J 6.33 Chọn câu trả lời Một xe đẩy có khối lượng m đặt hai bánh xe, bánh gắn lò xo có độ cứng k = 200 N/m Xe chạy đường lát bê tông cách 6m gặp rãnh nhỏ Với vận tốc v=14,4 km/h xe bị rung mạnh Khối lượng xe bằng: A 2,25 kg B 22,5 kg C 225 kg D Một giá trị khác 6.34 Chọn câu trả lời Một người xe đạp chở thùng nước vỉa hè lát bê tông cách 4,5m có rãnh nhỏ Khi người chạy với vận tốc 10,8 km/h nước thùng bị văn tung tóe mạnh Tần số dao động riêng nước thùng là: A 1,5 Hz B Hz C 2,4 Hz D Một giá trị khác 6.35 Chọn câu trả lời Một người xách xô nước đường, bước dài 40 cm nước xô bị sóng sánh mạnh Chu kì dao động riêng nước xô 0,25 s Vận tốc người là: A 3,6 m/s B 4,2 km/h C 4,8 km/h D 5,76 km/h 6.36 Chọn câu trả lời Một xe đẩy hàng siêu thị có khối lượng m = 12kg đặt bánh xe, bánh gắn lò xo có độ cứng k = 100 N/m Xe chạy đường lát bê tông cách 4m gặp rãnh nhỏ Hỏi với vận tốc xe bị rung mạnh nhất? A 0,92 m/s B 1,8 m/s 6.37 Chọn câu trả lời C 3,64 m/s D Một giá trị khác Hai lò xo có độ cứng k1, k2 mắc nối tiếp, đầu mắc vào toa xe lửa, đầu duới mang vật m=1Kg Khi xe lửa chuyển động với vận tốc 90 km/h v6ạt nặng dao động mạnh Biết chiều dài ray 12,5 m , k 1= 200N/m, π = 10 Coi chuyển động xe lửa thẳng điều Tính k2 A 160N/m B 40N/m C 800N/m D Một giá trị khác [...]... đúng Một vật dao động điều hòa với biên độ A = 10cm li độ của vật tại nơi động năng bằng lần thế năng là: A 5cm B -5cm C Câu A và B đều đúng D Một giá trị khác 1.64 Chọn câu trả lời sai A Một vật dao động điều hòa Ở vị trí li độ x = thì: 2 1 A Động năng bằng thế năng B Thế năng bằng động năng 3 3 C Động năng bằng cơ năng D Cơ năng bằng bốn lần thế năng 4 1.65 Chọn câu trả lời đúng Một vật dao động điều... vật dao động điều hòa trên một đoạn thẳng dài 12 cm Biết rằng trong thời gian 1 phút vật thực hiện được 20 dao động Chọn t = 0 khi vật qua li động x = −3 3 6 cm theo chiều quĩ đạo Phương trình dao động của vật là: π   A x = 12 cos 4πt + (cm) 6   5π   B x = 6 cos 4πt − (cm) 6   π  5π   C x = 12 cos 4πt − (cm) D x = 6 cos 4πt + 3  6   1.29 Chọn câu trả lời đúng Một chất điểm dao động. .. vật dao động điều hòa: A tăng 81 lần khi biên độ tăng 3 lần và tần số tăng 3 lần B giảm 16 lần khi biên độ giảm 4 lần và tần số giảm 4 lần C tăng 3 lần khi tần số giảm 3 lần và biên độ tăng 9 lần D giảm 15 lần khi tần số dao động giảm 5 lần và biên độ dao động giảm 3 lần Biết trong khoảng thời gian 1.55 Chọn câu trả lời đúng Cơ năng của một vật dao động điều hòa tỉ lệ thuận với: A Biên độ dao động. .. phương biên độ dao động C li độ dao động của vật D Chu kỳ dao động 1.56 Chọn câu trả lời đúng Động năng của một vật dao động điều hòa: A Biến thiên điều hòa theo thời gian với chu kỳ T B Khi vật qua vị trí cân bằng có giá trị bằng thế năng của nó ở cùng vị trí đó C Tăng 4 lần khi biên độ tăng gấp 2 lần T D Biến thiên tuần hoàn theo thời gian với chu kỳ 2 Trong đó: T = chu kỳ của dao động 1.57 Chọn... 1,6kg dao động trong xilanh trên một đoạn đường dài 16cm và làm trục khuỷu của động cơ quay với vận tốc 120 0 vòng/phút A Pittông có vận tốc cực đại bằng 10 m/s khi đi tới hai đầu của xi lanh B Pittông có gia tốc cực đại bằng 126 3 m/s2 khi qua trung điểm của xi lanh C Giá trị cực đại của lực tác dụng gây ra dao động của pittông là 2021 N D Cả A, B, C đều đúng 1.41 Chọn câu trả lời đúng π  Một vật dao động. .. góc ddao động điều hòa ω của vật là: A 4 rad/s B 8 rad/s C 16 rad/s D 32 rad/s 1.67 Chọn câu trả lời đúng Một vật dao động điều hòa: A A Ở vị trí li độ x = thì 75% của cơ năng của vật là thế năng 2 A B Ở vị trí li độ x = thì 25% của cơ năng của vật là động năng 2 A C Ở vị trí li độ x = thì động năng của vật bằng thế năng nó 2 A D Ở vị trí li độ x = thì động năng của vật bằng thế năng nó 2 CHUYÊN ĐỀ 2:... rad/s B Một dao động điều hòa với biên độ 25 cm và tần số góc 2 rad/s C Một dao động tuần hoàn có li độ lớn nhất 25 cm và tần số góc 0,5 rad/s D Một dao động tuần hoàn có li độ lớn nhất 50 cm và tần số góc 0,5 rad/s 1.22 Chọn câu trả lời đúng Hình chiếu của một chất điểm M chuyển động tròn đều trên đường tròn tâm O, bán kính R, với vận tốc góc ω, lên một đường kính của đường tròn là một dao động điều... 1.48 Chọn câu trả lời đúng Một chất điểm dao động điều hòa trên một đoạn thẳng MN dài 10 cm Biết vận tốc của nó khi qua trung điểm của MN là 40π cm/s Tần số dao động của chất điểm là: A 0,25 Hz B 4 Hz C 8 Hz D 16 Hz 1.49 Chọn câu trả lời đúng Một vật dao động điều hòa với tần số f= 2 Hz Khi pha dao động bằng của vật là a = −8m / s 2 Lấy π2 = 10 Biên độ dao động của vật là: A 10 2 cm B 5 2 m/s C 2... Chọn câu trả lời đúng 2π Ứng với pha dao động là , gia tốc của một vật dao động điều hòa có giá trị 3 a = 10 m/s 2 , tần số dao động là 2,5 Hz Lấy π2 = 10 Vận tốc của vật khi đó là: A 20π cm/s B − 20π cm/s C 20π 3 cm/s D − 20π 3 cm/s C Khi vật qua vị trí li độ x = 1.19 Chọn câu trả lời đúng Một chất điểm dao động điều hòa trên một quĩ đạo thẳng dài 20cm Biên độ dao động của vật là: A 5 cm B 10 cm C 20... cho dao động điều hòa Trong cùng một khoảng thời gian nếu con lắc lò xo có m 1 thực hiện được 8 dao động thì con lắc lò xo có m 2 thực hiện 4 dao động Gắn đồng thời m1, m2 vào lò xo trên thì chu kì dao động là π Khối lượng m1 bằng: 3 A 200g B 400g C 600g D 800g Chọn câu trả lời đúng Một vật khối lượng m = 1 kg được gắn vào hai lò xo có độ cứng k 1 mắc song song với k2 và k1 = 4 k2 Cho hệ dao động ... vật dao động điều hòa có dạng: Dao động có: Chu kì dao động s, biên độ cm pha ban đầu Chu kì dao động s, biên độ cm pha ban đầu Chu kì dao động 0,5s, biên độ - cm pha ban đầu Chu kì dao động. .. thái dao động vật lập lại 1.2 Chọn câu trả lời sai A Dao động tuần hoàn trường hợp đặc biệt dao động điều hòa B Năng lượng hệ dao động điều hòa phụ thuộc vào đặc tính hệ dao động kích thích dao động. .. số dao động giảm lần biên độ dao động giảm lần Biết khoảng thời gian 1.55 Chọn câu trả lời Cơ vật dao động điều hòa tỉ lệ thuận với: A Biên độ dao động B Bình phương biên độ dao động C li độ dao