11 bai toan ve thoi gian lo xo dan nen va luc phan 1 giai btap

Khóa học PEN–C (Nhóm N3) mơn Vật lí – HOCMAI.VN – Thầy ĐẶNG VIỆT HÙNG Facebook: LyHung95 Bài tập trắc nghiệm (Khóa PEN-C N3) 11 BÀI TỐN VỀ THỜI GIAN LÒ XO DÃN, NÉN VÀ LỰC (P1) Thầy Đặng Việt Hùng – Hocmai.vn HỆ THỐNG BÀI GIẢNG LỜI GIẢI BÀI TẬP có website: www.Hocmai.vn BẢNG ĐÁP ÁN TRẮC NGHIỆM 01 C 11 B 21 B 02 D 12 B 22 A 03 A 13 C 23 A 04 C 14 A 24 B 05 C 15 A 25 B 06 C 16 B 26 B 07 A 17 C 27 A 08 D 18 A 28 A 09 D 19 D 29 B 10 A 20 C LỜI GIẢI CÁC CÂU CHỌN LỌC TRONG TÀI LIỆU Câu 1: Con lắc lò xo treo thẳng đứng, vị trí cân lò xo dãn Δℓo Kích thích để nặng dao động điều hoà theo phương thẳng đứng với chu kỳ T Biên độ dao động vật là:  o A A  B A  2 o C A = 2Δℓo D A = 1,5Δℓo Lời giải: 2T T A Thời gian lò xo bị giãn chu kỳ  Thời gian lò xo nén   o   A  2 o 3 Vậy chọn đáp án C π  Câu 2: Một lắc lò xo dao động thẳng đứng theo phương trình x  8cos  5πt   cm , chiều dương hướng lên 6  Lấy g = 10 m/s Trong khoảng thời gian từ t = đến t = 1/3 s tỉ số thời gian lò nén dãn A 2/5 B 1/2 C 2/3 D 3/7 Lời giải: g Ta có    4(cm)    π  x1  8cos     +) Tại t  ta có   6 v   +) Tại t  s ta có   5π π   x1  8cos      6  v   T T  t Vật di chuyển hình vẽ, ta dễ dàng tính n  12  T T T t d   12 4 Vậy chọn đáp án D π  Câu 5: Một lắc lò xo dao động thẳng đứng theo phương trình x  8cos  5πt   cm , chiều dương hướng lên 6  Lấy g = 10 m/s Tính thời gian lò xo dãn chu kỳ dao động? A 2/15 s B 1/5 s C 4/15 s D 0,2 s Lời giải: Tham gia trọn vẹn khóa Luyện thi PEN-C (Nhóm N3) HOCMAI.VN để sẵn sàng chinh phục kì thi THPTQG 2017 ! Khóa học PEN–C (Nhóm N3) mơn Vật lí – HOCMAI.VN – Thầy ĐẶNG VIỆT HÙNG Facebook: LyHung95 g  4(cm);T  0, 4(s) 2 Khoảng thời gian lò xo dãn biểu diễn hình vẽ T T T Ta dễ dàng tính t d     (s) 12 12 15 Vậy chọn đáp án C Ta có   2π   Câu 6: Một lắc lò xo dao động thẳng đứng theo phương trình x  6,5cos 10 2t   cm , chiều dương hướng   2π đến t  2π thời gian lò xo dãn C 2,65 s D 1,56 s Lời giải: xuống Lấy g = 10 m/s2 Trong khoảng thời gian từ t  A 2,24 s Ta có  B 0,68 s +) Tại t   g 2 2 15 T  5(cm);T  (s)t   T  7T   10 2 2π ta có  2π    x1  6,5cos  5π    3, 25    v    2π    x1  6,5cos  20π    3, 25 +) Tại t  2π ta có    v   T 2arcsin(5 / 6,5)T Xét chu kỳ, thời gian lò xo dãn   0,78T 2 T T Xét khoảng vật từ x  3,25(  ) , thời gian lò xo dãn 2 T  t d  7.0,78T   2,65(s) Vậy chọn đáp án C Câu 7: Một lắc lò xo treo thẳng đứng, đầu có vật m Chọn gốc tọa độ vị trí cân bằng, trục Ox thẳng đứng, chiều dương hướng lên Kích thích cầu dao động với phương trình x = 5cos(20t + π) cm Lấy g = 10 m/s2 Khoảng thời gian vật từ lúc to = đến vị trí lò xo khơng biến dạng lần thứ A t = π/30 (s) B t = π/15 (s) C t = π/10 (s) D t = π/5 (s) Lời giải: g  Ta có    2,5(cm);T  (s) Tại t  ta có x  5cos  π   5  10 Vẽ trục thời gian ta dễ dàng xác định khoảng thời gian vật từ x  5 đến x  2,5 lần thứ T T T     (s) 12 30 Vậy chọn đáp án A t  Câu 8: Một lắc lò xo thẳng đứng, treo vật lò xo giãn cm Kích thích cho vật dao động theo phương thẳng đứng với biên độ cm, chu kỳ dao động T khoảng thời gian lò xo bị nén A t = T/4 B t = T/2 C t = T/6 D t = T/3 Lời giải: A Ta có   4(cm)  Tham gia trọn vẹn khóa Luyện thi PEN-C (Nhóm N3) HOCMAI.VN để sẵn sàng chinh phục kì thi THPTQG 2017 ! Khóa học PEN–C (Nhóm N3) mơn Vật lí – HOCMAI.VN – Thầy ĐẶNG VIỆT HÙNG  Thời gian lò xo nén chu kỳ Facebook: LyHung95 T Vậy chọn đáp án D π  Câu 9: Một lắc lò xo dao động thẳng đứng theo phương trình x  8cos  5πt   cm , chiều dương hướng lên 6  Lấy g = 10 m/s Trong khoảng thời gian từ t = đến t = 1/3 s thời gian mà lò xo nén A 2/15 s B 4/15 s C 7/30 s D 0,1 s Lời giải: g Ta có    4(cm);T  0, 4(s)    π  x1  8cos     +) Tại t  ta có   6 v   +) Tại t  s ta có   5π π   x1  8cos      6  v   Vật di chuyển hình vẽ, ta dễ dàng tính t n  T T   0,1(s) 12 Vậy chọn đáp án D 2π   Câu 12: Một lắc lò xo dao động thẳng đứng theo phương trình x  6,5cos 10 2t   cm , chiều dương hướng   xuống Lấy g = 10 m/s2 Trong khoảng thời gian từ t = 1/6 đến t  A 1,09 s B 0,29 s 2π thời gian lò xo nén C 0,23 s D 1,89 s Lời giải: Ta có   g 2  5(cm);T  (s); t  1,31  2,96T  2T  0,96T  10   2π    x1  6,5cos    1,68 +) Tại t  ta có  3    v    20π 2π   2π  x1  6,5cos    3, 25 +) Tại t  ta có    3 v   2arccos(5 / 6,5)T Xét chu kỳ, thời gian lò xo nén  0, 22T 2 Xét khoảng 0,96T vật từ x  1,68 , thời gian lò xo nén 0, 22T  t n  3.0, 22T  0, 29(s) Vậy chọn đáp án B Câu 13: Một lò xo treo thẳng đứng, đầu cố định, đầu có vật m = 100 (g), độ cứng k = 25 N/m, lấy g = π2 = 10 m/s2 Chọn trục Ox thẳng đứng, chiều dương hướng xuống Vật dao động với phương trình x = 4cos(5πt + π/3) cm Thời điểm lúc vật qua vị trí lò xo bị dãn cm lần A t = 1/30 (s) B t = 1/25 (s) C t = 1/15 (s) D t = 1/5 (s) Lời giải: Tham gia trọn vẹn khóa Luyện thi PEN-C (Nhóm N3) HOCMAI.VN để sẵn sàng chinh phục kì thi THPTQG 2017 ! Khóa học PEN–C (Nhóm N3) mơn Vật lí – HOCMAI.VN – Thầy ĐẶNG VIỆT HÙNG Ta có   g  4(cm);T  0, 4(s) Tại t  ta có 2 Facebook: LyHung95   x  4cos  π / 3    v  Lò xo bị dãn cm  x  2 Vẽ trục thời gian ta dễ dàng xác định khoảng thời gian vật từ x  2 đến x  2 lần thứ t  T  (s) 15 Vậy chọn đáp án C Câu 14: Một lắc lò xo treo thẳng đứng Kích thích cho lắc dao động điều hòa theo phương thẳng đứng Chu kỳ biên độ dao động lắc 0,4 (s) cm Chọn trục xx thẳng đứng chiều dương hướng xuống, gốc toạ độ vị trí cân bằng, gốc thời gian t = vật qua vị trí cân theo chiều dương Lấy gia tốc rơi tự g = 10 m/s2 π2 = 10 Thời gian ngắn kể từ t = đến lực đàn hồi lò xo có độ lớn cực tiểu A tmin = 7/30 (s) B tmin = 3/10 (s) C tmin = /15 (s) D tmin = 1/30 (s) Lời giải: g Ta có    4(cm)  A  Fmin x    4  Vẽ trục thời gian ta dễ dàng xác định khoảng thời gian vật từ x  0 đến x  4 lần thứ T T   (s) 12 30 Vậy chọn đáp án A t  Câu 15: Một lò xo có độ cứng k = 80 N/m, đầu gắn vào giá cố định, đầu lại gắn với cầu nhỏ có khối lượng m = 800 (g) Người ta kích thích bi dao động điều hồ cách kéo cầu xuống vị trí cân theo phương thẳng đứng đến vị trí cách vị trí cân 10 cm thả nhẹ Khoảng thời gian cầu từ vị trí thấp đến vị trí mà lò xo khơng biến dạng (lấy g = 10m/s2) A t = 0,1π (s) B t = 0,2π (s) C t = 0,2 (s) D t = 0,1 (s) Lời giải: mg Ta có    10(cm);A  10(cm);T  0, 2(s) k  Vị trí lò xo khơng biến dạng x    10  A Vẽ trục thời gian ta dễ dàng xác định khoảng thời gian vật từ x  A đến x  A lần thứ t  T  0,1(s) Vậy chọn đáp án A π  Câu 16: Một lắc lò xo dao động thẳng đứng theo phương trình x  8cos  5πt   cm , chiều dương hướng lên 6  Lấy g = 10 m/s Trong khoảng thời gian từ t = 1/6 đến t = 4/3 s tỉ số thời gian lò xo dãn nén A 22/13 B 23/12 C 12/23 D 12/7 Lời giải: Tại thời điểm t = 1/6 s vật vị trí x = –4 cm theo chiều âm Mặt khác : t  Ta có : l0  g   0, 04m  4cm  l0  Chiều dương hướng lên  x  lo  Trong khoảng thời gian t  Trong khoảng thời gian 11T s  2T  12 A A 2T s thời gian lò xo nén : tnen  t' 11T 2T T T kể từ thời điểm ban đầu thời gian lò xo nén t '   tnen   T 12 3 Tham gia trọn vẹn khóa Luyện thi PEN-C (Nhóm N3) HOCMAI.VN để sẵn sàng chinh phục kì thi THPTQG 2017 ! Khóa học PEN–C (Nhóm N3) mơn Vật lí – HOCMAI.VN – Thầy ĐẶNG VIỆT HÙNG Trong khoảng thời gian t  Facebook: LyHung95 4T s thời gian lò xo dãn tdan   t '' 11T T T 7T 23T kể từ thời điểm ban đầu thời gian lò xo dãn t ''     tdan  12 12 12 12 t 23  Tỉ số lò xo dãn lò xo nén : dan  tnen 12 Trong khoảng thời gian Vậy chọn đáp án B Câu 17: Một lò xo treo thẳng đứng, đầu lò xo giữ cố định, đầu treo vật m = 100 g, lò xo có độ cứng k = 25 N/m Kéo vật rời khỏi vị trí cân theo phương thẳng đứng hướng xuống đoạn cm truyền cho vật vận tốc 10π cm/s theo phương thẳng đứng, chiều hướng lên Chọn gốc thời gian lúc truyền vận tốc cho vật, gốc toạ độ vị trí cân bằng, chiều dương hướng xuống Cho g = 10 m/s = π2 Xác định thời điểm vật qua vị trí mà lò xo bị dãn cm lần A t = 10,3 ms B t = 33,3 ms C t = 66,7 ms D t = 76,8 ms Lời giải: Ta có :   k g  5  rad   lo   0, 04m  4cm m  Áp dụng hệ thức độc lập : x  v2 2  A2  22 10    5   A2  A  4cm Chiều dương hướng xuống  Vị trí mà lò xo dãn 2cm x  2cm Tại t = vật vị trí x = cm theo chiều âm Thời điểm vật qua vị trí lò xo bị dãn cm lần : t  T T   0, 06677 s  66, 77ms 12 12 Vậy chọn đáp án C Câu 19: Một lò xo treo thẳng đứng, đầu lò xo giữ cố định, đầu treo vật m = 100 g, lò xo có độ cứng k = 25 N/m Kéo vật rời khỏi vị trí cân theo phương thẳng đứng hướng xuống đoạn cm truyền cho vật vận tốc 10π cm/s theo phương thẳng đứng, chiều hướng lên Chọn gốc thời gian lúc truyền vận tốc cho vật, gốc toạ độ vị trí cân bằng, chiều dương hướng xuống Cho g = 10 m/s = π2 Xác định thời điểm vật qua vị trí mà lò xo bị dãn cm lần A t = 10,3 ms B t = 33,3 ms C t = 66,7 ms D t = 100 ms Lời giải: Ta có :   k g  5  lo   0, 04m  4cm m  v  10  Áp dụng hệ thức độc lập : x     A2  22     A  A  2cm    5  Chiều dương hướng xuống  Vị trí lò xo dãn cm x = –2 cm Tại t = 0, vật vị trí x = cm theo chiều âm T T Thời điểm vật qua vị trí mà lò xo bị dãn 2cm lần t    0,1s  100ms 8 2 Vậy chọn đáp án D Câu 21: Một lắc lò xo treo thẳng đứng Kích thích cho lắc dao động điều hòa theo phương thẳng đứng Chu kì biên độ lắc 0,4 s cm Chọn trục x’x thẳng đứng chiều dương hướng xuống, gốc tọa độ Tham gia trọn vẹn khóa Luyện thi PEN-C (Nhóm N3) HOCMAI.VN để sẵn sàng chinh phục kì thi THPTQG 2017 ! Khóa học PEN–C (Nhóm N3) mơn Vật lí – HOCMAI.VN – Thầy ĐẶNG VIỆT HÙNG Facebook: LyHung95 VTCB, gốc thời gian t  vật qua VTCB theo chiều dương Lấy gia tốc rơi tự g  10 m/s2 π2 = 10 thời gian ngắn kể từ t  đến lực đàn hồi lò xo có độ lớn cực tiểu lần hai A 7/30 s B 11/30 s C 3/10 s D 4/15 s Lời giải: Ta có : lo  g 2  0, 04cm  4m A  lo  Fdh  Tại vị trí x  lo lò xo có độ lớn cực tiểu Thời gian ngắn kể từ t  đến lực đàn hồi lò xo có độ lớn cực tiểu lần hai t  T T T 11    s 30 Vậy chọn đáp án B Câu 22: Một lò xo treo thẳng đứng, đầu lò xo giữ cố định, đầu treo vật m = 100 g, lò xo có độ cứng k = 25 N/m Kéo vật rời khỏi vị trí cân theo phương thẳng đứng hướng xuống đoạn cm truyền cho vật vận tốc 10π cm/s theo phương thẳng đứng, chiều dương hướng xuống Chọn gốc thời gian lúc truyền vận tốc cho vật, gốc toạ độ vị trí cân bằng, chiều dương hướng lên Cho g = 10 m/s = π2 Xác định thời điểm vật qua vị trí mà lò xo bị dãn cm lần thứ hai A t = 0,3 s B t = 0,27 s C t = 66,7 ms D t = 100 ms Lời giải: Ta có :   k g  5  rad / s   lo   0, 04m  4cm m   10  Áp dụng hệ thức độc lập thời gian : x   A      A  A  2cm   5  Chiều dương hướng xuống  Vị trí mà lò xo dãn 2cm x  2cm v2 2 A theo chiều âm T T T 3T Thời điểm vật qua vị trí mà lò xo bị dãn cm lần thứ hai : t      0,3s 8 Vậy chọn đáp án A Tại thời điểm t = 0, vâkt vị trí x  2cm  2π   Câu 23: Một lắc lò xo dao động thẳng đứng theo phương trình x  10cos 10 2t   cm , chiều dương hướng   xuống Lấy g = 10 m/s2 Trong khoảng thời gian từ t = đến t  A 0,185 s B 0,4 s 2π thời gian lò xo dãn 40 C 0,23 s D 1,89 s Lời giải: Tại thời điểm t = vật vị trí x  5cm theo chiều âm 2 3T  ; lo  0, 05m  5cm 40 Chiều dương hướng xuống lo   x  5cm Ta có : t   Thời gian lò xo giãn khoảng thời gian từ t = đến t  5T 2π  0,185s t  40 12 Vậy chọn đáp án A Câu 24: Một lò xo treo thẳng đứng, đầu lò xo giữ cố định, đầu treo vật m = 100 g, lò xo có độ cứng k = 25 N/m Kéo vật rời khỏi vị trí cân theo phương thẳng đứng hướng xuống đoạn cm truyền cho vật vận tốc 10π cm/s theo phương thẳng đứng, chiều hướng lên Chọn gốc thời gian lúc Tham gia trọn vẹn khóa Luyện thi PEN-C (Nhóm N3) HOCMAI.VN để sẵn sàng chinh phục kì thi THPTQG 2017 ! Khóa học PEN–C (Nhóm N3) mơn Vật lí – HOCMAI.VN – Thầy ĐẶNG VIỆT HÙNG Facebook: LyHung95 truyền vận tốc cho vật, gốc toạ độ vị trí cân bằng, chiều dương hướng xuống Cho g = 10 m/s = π2 Xác định thời điểm vật qua vị trí mà lò xo bị dãn cm lần thứ hai A t = 0,3 s B t = 0,2 s C t = 0,15 s D t = 0,4 s Lời giải: Ta có :   k g  5  lo   0, 04m  4cm m   10  Áp dụng hệ thức độc lập : x   A      A  A  4cm     Chiều dương hướng xuống  Vị trí lò xo dãn 2cm : x  2cm Tại thời điểm t = vật vị trí x  2cm theo chiều âm T T T Thời điểm vật qua vị trí lò xo bị giãn 2cm lần thứ : t     0, 2s 12 Vậy chọn đáp án B v2 2 π  Câu 25: Một lắc lò xo dao động thẳng đứng theo phương trình x  8cos  5πt   cm , chiều dương hướng lên 6  Lấy g = 10 m/s Trong khoảng thời gian từ t = 1/6 đến t = 4/3 s thời gian lò xo nén A 23/30 s B 0,4 s C 0,2 s D 0,5 s Lời giải: A T Trong chu kì thời gian lò xo nén  Tại thời điểm t = 1/6 vật vị trí x = –4 cm T 5T 2T Mặt khác : t  s  2T    Thời gian nén lò xo : tnen  t' 12 T 5T T Trong thời gian  thời gian lò xo nén : t '  12 2T T  Thời gian lò xo nén tnen    T  0, 4s 3 Vậy chọn đáp án B Ta có : lo  g  0, 04m  4cm  lo  Câu 26: Một lắc lò xo thẳng đứng gồm vật nặng có khối lượng 100 (g) lò xo nhẹ có độ cứng k = 100 N/m Kéo vật xuống theo phương thẳng đứng đến vị trí lò xo dãn cm truyền cho vận tốc 40π (cm/s) theo phương thẳng đứng từ lên Coi vật dao động điều hoà theo phương thẳng đứng Thời gian ngắn để vật chuyển động từ vị trí thấp đến vị trí lò xo bị nén 1,5 cm A tmin = 0,2 (s) B tmin = 1/15 (s) C tmin = 1/10 (s) D tmin = 1/20 (s) Lời giải: k g  10  rad   lo   0, 01m  1cm m  Khi lò xo bị dãn 4cm  l0  x   x  3cm Ta có :   Áp dụng hệ thức độc lập : x  v2   40   10   A 3 2  A2  A  5cm Chọn chiều dương hướng xuống  Vị trí lò xo nén 1,5 cm x  2,5 Thời gian ngắn để vật chuyển động từ vị trí thấp đến vị trí lò xo bị nén 1,5 cm T T tmin    s Vậy chọn đáp án B 12 15 Tham gia trọn vẹn khóa Luyện thi PEN-C (Nhóm N3) HOCMAI.VN để sẵn sàng chinh phục kì thi THPTQG 2017 ! Khóa học PEN–C (Nhóm N3) mơn Vật lí – HOCMAI.VN – Thầy ĐẶNG VIỆT HÙNG Facebook: LyHung95 Tham gia trọn vẹn khóa Luyện thi PEN-C (Nhóm N3) HOCMAI.VN để sẵn sàng chinh phục kì thi THPTQG 2017 ! ... khoảng thời gian t  Trong khoảng thời gian 11 T s  2T  12 A A 2T s thời gian lò xo nén : tnen  t' 11 T 2T T T kể từ thời điểm ban đầu thời gian lò xo nén t '   tnen   T 12 3 Tham gia... đầu thời gian lò xo dãn t ''     tdan  12 12 12 12 t 23  Tỉ số lò xo dãn lò xo nén : dan  tnen 12 Trong khoảng thời gian Vậy chọn đáp án B Câu 17 : Một lò xo treo thẳng đứng, đầu lò xo giữ... thời gian ngắn kể từ t  đến lực đàn hồi lò xo có độ lớn cực tiểu lần hai A 7/30 s B 11 / 30 s C 3 /10 s D 4 /15 s Lời giải: Ta có : lo  g 2  0, 04cm  4m A  lo  Fdh  Tại vị trí x  lo lò xo