Hocmai.vn – Website học trực tuyến số Việt Nam Khóa học Luyện thi THPT quốc gia PEN - C: Mơn Vật lí (Thầy Đỗ Ngọc Hà) DAO ĐỘNG CƠ NĂNG LƯỢNG CON LẮC DAO ĐỘNG (P1) (TÀI LIỆU BÀI GIẢNG + BÀI TẬP TỰ LUYỆN) GIÁO VIÊN: ĐỖ NGỌC HÀ Đây tài liệu kèm theo giảng “Năng lượng lắc dao động (P1)” thuộc khóa học PEN-C: Mơn Vật lí (Thầy Đỗ Ngọc Hà ) Để sử dụng tài liệu hiệu quả, Bạn cần kết hợp theo dõi giảng với tài liệu giảng trước làm tập tự luyện so sánh với đáp án I LÍ THUYẾT Giả sử lắc lò xo dao động trục Ox với phương trình li độ: x Acos t Ta có phương trình vận tốc lắc lò xo: v x' Asin t Động lắc lò xo: cos 2t 2 2 1 W® mv m2 A2 sin t kA2 kA kA cos 2t 2 2 2 4 Thế lắc lò xo: cos 2t 2 2 1 Wt kx2 kA2 cos2 t kA2 kA kA cos 2t 2 2 2 4 Wđ Wt biến thiên tuần hoàn với tần số gấp hai lần tần số dao động điều hồ (chu kì nửa chu kì dao động điều hoà) Cơ lắc lò xo: 1 W W® Wt kA2 m2 A2 2 Cơ tỉ lệ với bình phương biên độ A, lắc bảo tồn Cơng thức xác định vị trí vật động gấp n lần năng: A W® nWt x n 1 Quan hệ động năng, vị trí đặc biệt: W® Wt W® Wt W® 3Wt -A -A (+) -A -A O A A A 2 W® W; Wt 2 A x W® 0; Wt W Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | - Hocmai.vn – Website học trực tuyến số Việt Nam Khóa học Luyện thi THPT quốc gia PEN - C: Mơn Vật lí (Thầy Đỗ Ngọc Hà) DAO ĐỘNG CƠ II BÀI TẬP Dạng 1: Những Dạng Bài Cơ Bản Kiến Thức Cần Nhớ Wđ Wt biến thiên tuần hoàn với tần số gấp hai lần tần số dao động điều hoà (chu kì nửa chu kì dao động điều hồ) 1 Cơ lắc lò xo: W W® Wt kA2 m2 A2 Cơ tỉ lệ với bình phương biên độ A, 2 lắc bảo tồn Bài Tập Mẫu (Video Bài Giảng) Ví Dụ (CĐ-2010):: Một lắc lò xo dao động hòa với tần số 2f1 Động lắc biến thiên tuần hoàn theo thời gian với tần số f2 A 2f1 B f1 C f1 D f1 Ví Dụ 2: Con lắc lò xo nằm ngang dao động điều hòa với biên độ cm, chọn gốc tính vị trí cân động vật nặng biến đổi tuần hoàn với tần số Hz, lấy π2 = 10, vật nặng có khối lượng 0,1 kg Cơ dao động A 0,08 J B 0,32 J C 800 J D 3200 J Lời Giải: …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… Chọn đáp án …… Ví Dụ (ĐH-2014): Một vật có khối lượng 50 g, dao động điều hòa với biên độ cm tần số góc rad/s Động cực đại vật A 3,6.10–4 J B 7,2 J C 3,6 J D 7,2.10–4 J Lời Giải: …………………………………………………………………………………………………………………… Chọn đáp án …… Ví Dụ (ĐH-2009): Một vật dao động điều hòa theo trục cố định (mốc vị trí cân bằng) A động vật cực đại gia tốc vật có độ lớn cực đại B vật từ vị trí cân biên, vận tốc gia tốc vật dấu C vị trí cân bằng, vật D vật cực đại vật vị trí biên Ví Dụ (ĐH-2009): Một lắc lò xo gồm lò xo nhẹ có độ cứng 20 N/m dao động điều hồ với tần số Hz Trong chu kì, khoảng thời gian để vật có độ lớn gia tốc không vượt 360 (cm/s2) s Lấy π2 = 10 Năng lượng dao động A mJ B mJ C mJ D mJ Lời Giải: …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | - Hocmai.vn – Website học trực tuyến số Việt Nam Khóa học Luyện thi THPT quốc gia PEN - C: Mơn Vật lí (Thầy Đỗ Ngọc Hà) DAO ĐỘNG CƠ Ví Dụ 6: Con lắc lò xo có khối lượng kg, dao động điều hòa với 125 mJ Tại thời điểm ban đầu vật có vận tốc 25 cm/s gia tốc 6,25 m/s2.Biên độ dao động là: A 5cm B 4cm C 3cm D 2cm Lời Giải: …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… Chọn đáp án …… Ví Dụ 7: Vật nhỏ lắc dao động điều hòa có W = 3.10-5 J Biết lực kéo cực đại tác dụng vào vật 1,5.10-3 N, chu kì dao động T = s Tại thời điểm ban đầu vật chuyển động nhanh dần theo chiều âm, gia tốc có độ lớn 22 cm / s2 Phương trình dao động vật A x cos(t )cm B x 4cos(t )cm 3 C x 4cos(t )cm D x 4cos(t )cm Lời Giải: …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… Chọn đáp án …… Bài Tập Tự Luyện Câu 1: Trong dao động điều hòa vật đại lượng khơng thay đổi theo thời gian A tần số, lực hồi phục biên độ B biên độ, tần số C lực hồi phục, biên độ D năng, tần số lực hồi phục Câu 2: Trong dao động điều hòa đại lượng dao động tần số với li độ A vận tốc, gia tốc B vận tốc, động C vận tốc, gia tốc lực phục hồi D động năng, lực phục hồi Câu 3: Vật dao động điều hòa có A biến thiên tuần hoàn theo thời gian với chu kỳ nửa chu kỳ dao động vật B biến thiên tuần hoàn theo thời gian với tần số gấp hai lần tần số dao động vật C động năng biến thiên tuần hoàn theo thời gian với chu kỳ nửa chu kỳ dao động vật D động năng biến thiên tuần hoàn theo thời gian với tần số nửa tần số dao động vật Câu 4: Một lắc lò xo dao động hòa với tần số 4f1 Động lắc biến thiên tuần hoàn theo thời gian với tần số f2 f1 C f1 D f1 Câu 5: Một vật dao động điều hòa Động vật biến thiên tuần hoàn theo thời gian với tần số f Lực kéo tác dụng vào vật biến thiên điều hòa với tần số f A 2f B C 4f D f Câu (ĐH-2007): Một vật nhỏ thực dao động điều hòa theo phương trình x = 10sin(4πt + π/2)(cm) với t tính giây Động vật biến thiên với chu kì A 1,00 s B 1,50 s C 0,50 s D 0,25 s A 4f1 Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 B - Trang | - Hocmai.vn – Website học trực tuyến số Việt Nam Khóa học Luyện thi THPT quốc gia PEN - C: Mơn Vật lí (Thầy Đỗ Ngọc Hà) DAO ĐỘNG CƠ Câu (QG-2015): Một vật nhỏ khối lượng m dao động điều hòa với phương trình li độ x = Acos(ωt + φ ) Cơ vật dao động 1 A W m2 A B W m2 A C W mA D W m2 A 2 Câu 8: Một vật nhỏ khối lượng 100 g dao động điều hòa quỹ đạo thẳng dài 20 cm với tần số góc rad/s Cơ vật dao động A 0,036 J B 0,018 J C 18 J D 36 J Câu (CĐ-2014): Một lắc lò xo dao động điều hòa theo phương ngang quỹ đạo dài cm, mốc vị trí cân Lò xo lắc có độ cứng 50 N/m Thế cực đại lắc A 0,04 J B 10-3 J C 5.10-3 J D 0,02 J Câu 10 (ĐH-2014): Một vật có khối lượng 50 g, dao động điều hòa với biên độ cm tần số góc rad/s Động cực đại vật A 3,6.10–4 J B 7,2 J C 3,6 J D 7,2.10–4 J Câu 11: Một lắc lò xo gồm vật nhỏ khối lượng 100 g gắn với lò xo nhẹ Con lắc dao động điều hòa theo phương ngang với phương trình x = 10cos10πt (cm) Lấy π2 = 10 Cơ lắc A 0,50 J B 0,10 J C 0,05 J D 1,00 J Câu 12: Một lắc lò xo dao động điều hồ theo phương ngang với biên độ 10 cm Mốc vị trí cân Cơ lắc 200 mJ Lò xo lắc có độ cứng A 40 N/m B 50 N/m C N/m D N/m Câu 13: Trên đường thẳng, chất điểm khối lượng 750 g dao động điều hòa với chu kì s lượng dao động mJ Lấy π2 = 10 Chiều dài quỹ đạo chất điểm A cm B cm C cm D 10 cm Câu 14: Con lắc lò xo nằm ngang dao động điều hòa với biên độ cm, chọn gốc tính vị trí cân động vật nặng biến đổi tuần hoàn với tần số Hz, lấy π2 = 10, vật nặng có khối lượng 0,1 kg Cơ dao động A 0,08 J B 0,32 J C 800 J D 3200 J Câu 15: Một vật nhỏ có khối lượng 100g dao động điều hòa với chu kì s Tại vị trí biên, gia tốc có độ lớn 80 cm/s2 Lấy π2 = 10 Năng lượng dao động A 0,32 J B 0,32 mJ C 3,2 mJ D 3,2 J Câu 16: Một vật dao động điều hòa Lực kéo tác dụng lên vật có độ lớn cực đại N, vật dao động 0,1 J Biên độ dao động A cm B cm C cm D cm Câu 17: Một vật khối lượng 500 g dao động điều hòa với tốc độ cực đại 20 cm/s Cơ vật dao động A 10 mJ B 20 mJ C mJ D 40 mJ Câu 18: Một vật khối lượng 100 g dao động điều hòa Tốc độ trung bình vật dao động chu kì 20 cm/s Cơ vật dao động A 3,62 mJ B 4,93 mJ C 8,72 mJ D 7,24 mJ Câu 19: Một vật có khối lượng 200 g dao động điều hòa trục Ox Trong thời gian 31,4 s chất điểm thực 100 dao động tồn phần Khi vật cách vị trí cân cm tốc độ vật 40 cm/s Lấy = 3,14 Cơ vật dao động A 64 mJ B 32 mJ C 96 mJ D 128 mJ Câu 20: Một vật có khối lượng 300g dao động điều hòa Trong 403 s chất điểm thực 2015 dao động tồn phần Trong chu kì, khoảng thời gian để vật có tốc độ khơng bé 40π (cm/s) s Lấy π2 = 10 Năng 15 lượng dao động A 0,96 mJ B 0,48 J C 0,96 J D 0,48 J Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | - Hocmai.vn – Website học trực tuyến số Việt Nam Khóa học Luyện thi THPT quốc gia PEN - C: Mơn Vật lí (Thầy Đỗ Ngọc Hà) DAO ĐỘNG CƠ Câu 21: Con lắc lò xo có khối lượng kg, dao động điều hòa với 125 mJ Tại thời điểm ban đầu vật có vận tốc 25 cm/s gia tốc 6,25 m/s2 Biên độ dao động là: A cm B cm C cm D cm Câu 22: Con lắc lò xo nằm ngang, vật nặng có m = 0,3 kg, dao động điều hòa Gốc chọn vị trí cân bằng, dao động 24 mJ Tại thời điểm t, vận tốc gia tốc vật 20 cm/s - 400 cm/s2 Biên độ dao động vật A cm B cm C cm D cm Câu 23: Một lắc lò xo gồm cầu nhỏ khối lượng m = 500 g lò xo có độ cứng k = 50 N/m Cho lắc dao động điều hòa phương nằm ngang Tại thời điểm vận tốc cầu 0,1 m/s gia tốc m/s2 Cơ lắc A 0,02 J B 0,05 J C 0,04 J D 0,01 J Câu 24: Một vật có khối lượng kg dao động điều hòa với 125 mJ theo phương trình x = cos(ωt + φ) cm Tại thời điểm ban đầu vật có vận tốc 25 cm/s gia tốc a (a < 0) Pha ban đầu φ có giá trị A − π/3 B − π/6 C π/6 D π/3 Câu 25: Vật nhỏ lắc dao động điều hòa có 3.10-5 J Biết lực kéo cực đại tác dụng vào vật 1,5.10-3 N, chu kì dao động s Tại thời điểm ban đầu vật có: gia tốc âm, tốc độ 2 cm/s, động giảm Phương trình dao động vật A x cos(t ) cm B x 4cos(t ) cm 3 C x 4cos(t ) cm D x 4cos(t ) cm Câu 26: Một lắc lò xo độ cứng k = 20 N/m dao động điều hòa với chu kỳ (s) Khi pha dao động (phương trình dao động theo hàm cosin) 2π rad vật có gia tốc 20 cm/s2 Lấy π2 = 10, lượng dao động vật A 48.103 J B 96.103 J C 12.103 J D 24.103 J Câu 27: Một lắc lò xo dao động điều hòa theo phương ngang với dao động J lực đàn hồi cực đại 10 N Mốc vị trí cân Khoảng thời gian ngắn lần liên tiếp lực kéo tác dụng lên vật có giá trị N 0,1 s Quãng đường lớn mà vật nhỏ lắc 0,4 s A 40 cm B 60 cm C 80 cm D 115 cm Câu 28 (CĐ-2008): Chất điểm có khối lượng m1 = 50 gam dao động điều hồ quanh vị trí cân với phương trình dao động x1 = sin(5πt + ) (cm) Chất điểm có khối lượng m2 = 100 gam dao động điều hoà quanh vị trí cân với phương trình dao động x2 = 5sin(πt – )(cm) Tỉ số q trình dao động điều hồ chất điểm m1 so với chất điểm m2 A 0,5 B C D 0,2 Giáo viên: Đỗ Ngọc Hà Nguồn Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 : Hocmai.vn - Trang | - ... biên độ 10 cm Mốc vị trí cân Cơ lắc 200 mJ Lò xo lắc có độ cứng A 40 N/m B 50 N/m C N/m D N/m Câu 13: Trên đường thẳng, chất điểm khối lượng 750 g dao động điều hòa với chu kì s lượng dao động mJ