Tài liệu ôn thi môn vật lý THPT quốc gia 2019 ( có đáp án) 2

Đối với các bạn khối 12 năm học 2018 2019, thì đây là thời gian quan trọng để gấp rút chuẩn bị cho kì thi THPT Quốc Gia. Nhằm giúp các bạn có thêm kinh nghiệm khi làm bài, bởi vậy chúng tôi đã tổng hợp một cách khoa học và kỹ lượng hệ thống toán bộ kiến thức của các môn học sau: Toán,Hóa,Lí,Sinh,Anh,Văn.tiếng anh, lịch sử, địa lý

CHUYÊN ĐỀ DAO ĐỘNG CƠ – Vật lí 12 Tiết 1,2,3 CHỦ ĐỀ 1: ĐẠI CƯƠNG VỀ DAO ĐỘNG ĐIỀU HỊA A KIẾN THỨC CƠ BẢN Chu kì, tần số, tần số góc: với * T = (t thời gian để vật thực n dđ) Dao động a Thế dao động cơ: Chuyển động qua lại quanh vị trí đặc biệt, gọi vị trí cân b Dao động tuần hồn: Sau khoảng thời gian gọi chu kỳ, vật trở lại vị trí cũ theo hướng cũ c Dao động điều hịa: dao động li độ vật hàm cosin (hay sin) thời gian Phương trình dao động điều hịa (li độ): x = Acos(t + ) + x: Li độ, đo đơn vị độ dài cm m + A = xmax: Biên độ (ln có giá trị dương) + 2A: Chiều dài quỹ đạo + : tần số góc (ln có giá trị dương) + : pha dđ (đo rad) ( 2 � �2 ) + : pha ban đầu (tại t = 0, đo rad) (  � � ) + Gốc thời gian (t = 0) vị trí biên dương: + Gốc thời gian (t = 0) vị trí biên âm: + Gốc thời gian (t = 0) vị trí cân theo chiều âm: + Gốc thời gian (t = 0) vị trí cân theo chiều dương: * Chú ý: + Quỹ đạo đoạn thẳng dài L = 2A + Mỗi chu kì vật qua vị trí biên lần, qua vị trí khác lần (1 lần theo chiều dương lần theo chiều âm) - sina = cos(a + ) sina = cos(a - ) Phương trình vận tốc: v = - Asin(t + ) r + v chiều với chiều cđ + v sớm pha so với x + Vật cđ theo chiều dương v > 0, theo chiều âm v < + Vật VTCB: x = 0; v max = A; + Vật biên: x = ±A; vmin = 0; Phương trình gia tốc: a = - 2Acos(t + ) = -2x r + a hướng vị trí cân bằng; + a ln sớm pha so với v + a x ngược pha + Vật VTCB: x = 0; v max = A; a = + Vật biên: x = ±A; vmin = 0; amax = 2A Hợp lực tác dụng lên vật (lực hồi phục): F = ma = - m=-kx + Fhpmax = kA = m: vị trí biên + Fhpmin = 0: vị trí cân + Dao động đổi chiều lực đạt giá trị cực đại + Lực hồi phục ln hướng vị trí cân -A x=0 O xmax = A v=0 amax = 2A Fhpmax A v=0 a=0 Fhpmin = amax = 2A Fhpmax = kA = m Công thức độc lập: + Kéo vật lệch khỏi VTCB đoạn buông (thả) + Kéo vật lệch khỏi VTCB đoạn truyền v Phương trình đặc biệt: x = a ± Acos(t + φ) với a = const � Biên độ: A � � � Tọa độ VTCB: x  A � A x =a ± Acos (t+φ) với a = const  Biên độ: ; ’= 2; φ’= 2φ 10 Thời gian đường dao động điều hòa: a Thời gian ngắn nhất: Biên âm VTCB Biên dương - A - O A + Từ x = A đến x = - A ngược lại: + Từ x = đến x = ngược lại: t  + Từ x = đến x = ngược lại: + Từ x = đến x = ngược lại: + Từ x = đến x = ngược lại: + Từ x = đến x = A ngược lại: t  T T t  T 12 t  T t  T t  T b Đường đi: + Đường chu kỳ 4A; chu kỳ 2A + Đường chu kỳ A vật từ VTCB đến vị trí biên ngược lại (cịn vị trí khác phải tính) c Qng đường thời gian dđđh 11 Tính khoảng thời gian: t  1    T ( 1  2 )     2 - Thời gian ngắn để vật từ vị trí x1 đến x2: cos 1  x1 x ;cos 2  A A - Thời gian để vật tăng tốc từ v1(m/s) đến v2(m/s) thì: cos 1  v1 v ; cos 2  A. A. - Thời gian để vật thay đổi gia tốc từ a1(m/s2) đến a2(m/s2) thì: cos 1  a1 a ;cos 2  2 A. A. 12 Vận tốc khoảng thời gian t : - Vận tốc không vượt giá trị v - Vận tốc không nhỏ giá trị v � x  A cos(t   ) � x  A sin(t   ) T t � t    �x? Xét T t � t    �x? Xét (C) + M’ α M O A x(cos) M’’ -A O A MỞ RỘNG: CHUYỂN ĐỘNG TRÒN ĐỀU VÀ DĐĐH Dđđh xem hình chiếu chất điểm chuyển động trịn lên trục nằm mặt phẳng quỹ đạo Với: B1: Vẽ đường tròn (O, R = A); B2: t = 0: xem vật đâu bắt đầu chuyển động theo chiều âm hay dương + Nếu : vật chuyển động theo chiều âm (về biên âm) + Nếu : vật chuyển động theo chiều dương (về biên dương) B3: Xác định điểm tới để xác định góc quét : Chú ý: Phương pháp tổng quát để tính vận tốc, đường đi, thời gian, hay vật qua vị trí q trình dao động Ta cho t = để xem vật bắt đầu chuyển động từ đâu theo chiều nào, sau dựa vào vị trí đặc biệt để tính B BÀI TẬP LUYỆN TẬP Dạng Viết phương trình dao động điều hịa –Xác định đặc trưng DĐĐH * Kiến thức cần nhớ : – Phương trình chuẩn : x  Acos(t + φ) ; v  –Asin(t + φ) ; a  – 2Acos(t + φ) 2 – Công thức liên hệ chu kỳ tần số :   T  2πf  cos2 sinα  cos(α – π/2); – cosα  cos(α + π); cos α  – Một số công thức lượng giác : ab ab cosa + cosb  2cos cos  cos2 sin α  Phương pháp : a – Xác định A, φ,  -Tìm  : Đề cho : T, f, k, m, g, l0 2 t  = 2πf = T , với T = N , N – Tổng số dao động thời gian Δt - Tìm A :*Đề cho : cho x ứng với v  - Nếu v = (buông nhẹ) x2  ( A=  v )  A=x v max - Nếu v = vmax  x =  a max * Đề cho : amax * Đề cho : lực Fmax = kA * Đề cho : W Wdmax  A= A=  CD * Đề cho : chiều dài quĩ đạo CD  A = Fmax lmax  lmin  A = k * Đề cho : lmax lmin lò xo A = * Đề cho : lCB,lmax lCB, lmim Wt max A = 2W kA k Với W = Wđmax = Wtmax = A = lmax – lCB A = lCB – lmin - Tìm  : (thường lấy – π < φ ≤ π) : Dựa vào điều kiện ban đầu : Nếu t = : x � cos  � � A � �x  A cos  v � � sin    v   A  sin  � A  φ = ?  �0  - x = x , v = v0  - v = v0 ; a = a * Nếu t = t1 : �a   A2 cos  � � �v0   A sin  �x1  A cos(t1  ) � �v1   A sin(t1  ) v0 tanφ =  a φ =? φ=? �a1  A cos(t1  ) � �v1   A sin(t1  ) φ =? v0 (Cách giải tổng quát: x0  0; x0  A ; v0  :tan  = .x )  – Đưa phương trình dạng chuẩn nhờ cơng thức lượng giác – so sánh với phương trình chuẩn để suy : A, φ, ……… b – Suy cách kích thích dao động – Thay t  vào phương trình x  A cos(t  ) � � v   A sin(t  ) �  �x � �v  Cách kích thích dao động *Lưu ý : – Vật theo chiều dương v >  sinφ < 0; theo chiều âm v < 0 sin > Bài tập ví dụ Bài Chọn phương trình biểu thị cho dao động điều hòa A x  A(t)cos(t + b) cm B x  Acos(t + φ(t)).cm C x  Acos(t + φ) + b.(cm) D x  Acos(t + bt) cm Trong A, , b số.Các lượng A(t), φ(t) thay đổi theo thời gian HD : So sánh với phương trình chuẩn phương trình dạng đặc biệt ta có x  Acos(t + φ) + b.(cm) Chọn C Bài Phương trình dao động vật có dạng : x  Asin(t) Pha ban đầu dao động dạng chuẩn x  Acos(t + φ) ? A B -π/2 C π D π HD : Đưa phương pháp x dạng chuẩn : x  Acos(t  π/2) suy φ  π/2 Chọn B Bài Phương trình dao động có dạng : x  Acost Gốc thời gian lúc vật A có li độ x  +A B có li độ x  A C qua VTCB theo chiều dương D qua VTCB theo chiều âm HD : Thay t  vào x ta : x  +A Chọn : A Bài Một vật dao động điều hòa với biên độ A  4cm T  2s Chọn gốc thời gian lúc vật qua VTCB theo chiều dương quỹ đạo Phương trình dao động vật : A x  4cos(2πt  π/2)cm B x  4cos(πt  π/2)cm. C x  4cos(2πt  π/2)cm Giải:   2πf  π A  4cm  t  : x0  0, v0 > : D x  4cos(πt  π/2)cm  loại B D �0  cos  � �v0  A sin    � � � � � sin   � chọn φ  π/2  x  4cos(2πt  π/2)cm Chọn : A Bài tập TNKQ Mức độ 1,2 Câu Một Con lắc lị xo dao động với phương trình x = 6cos(20t) cm Xác định chu kỳ, tần số dao động chất điểm A f =10Hz; T= 0,1s B f =1Hz; T= 1s C f =100Hz; T= 0,01s D f =5Hz; T= 0,2s Câu Phương trình dao động có dạng : x  Acos(t + π/3) Gốc thời gian 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 Trong phương trình sau phương trình khơng biểu thị cho dao động điều hịa ? 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 Phương trình dao động vật có dạng : x  Asin2(t + π/4)cm Chọn kết luận ? 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 Phương trình dao động vật có dạng : x  asin5πt + acos5πt (cm) biên độ dao động vật A a/2 D a C a B a Câu Dưới tác dụng lực có dạng : F  0,8cos(5t  π/2)N Vật có khối lượng m  400g, dao động điều hòa Biên độ dao động vật A 32cm B 20cm C 12cm D 8cm Mức độ 3,4 Câu 7: Một vật dao động điều hoà với tần số 50Hz, biên độ dao động 5cm, vận tốc cực đại vật đạt A 50  cm/s C  m/s B 50cm/s Câu Một vật dao động điều hồ theo phương trình : x = 10 cos ( A 10cm/s2 B 16m/s2 D  cm/s 4t   ) cm Gia tốc cực đại vật C 160 cm/s2 D 100cm/s2 Câu 9: Một chất điểm thực dao động điều hoà với chu kỳ T = 3,14s biên độ A = 1m Khi chất điểm qua vị trí x = -A gia tốc A 3m/s2 B 4m/s2 D 1m/s2 C Câu 10: Một vật dao động điều hoà trục Ox với tần số f = Hz, biết toạ độ ban đầu vật x = cm sau 1/24 s vật lại trở toạ độ ban đầu Phương trình dao động vật A x = 3 cos(8πt – π/6) cm B x = cos(8πt – π/6) cm D x = cos(8πt + π/3) cm C x = 6cos(8πt + π/6) cm Câu 11 : Một vật dao động điều hòa có chu kì T Nếu chọn gốc thời gian t = lúc vật qua vị trí cân bằng, nửa chu kì đầu tiên, vận tốc vật không thời điểm A t T B t T C t T D t T Câu 12: Một chất điểm dao động điều hòa trục Ox Trong thời gian 31,4 s chất điểm thực 100 dao động toàn phần Gốc thời gian lúc chất điểm qua vị trí có li độ cm theo chiều âm với tốc độ cm/s Lấy = 3,14 Phương trình dao động chất điểm A B C D Dạng Xác định trạng thái dao động vật thời điểm t t’  t + Δt * Kiến thức cần nhớ : �x  A cos(t  ) � �v  Asin(t  ) � �a   Acos(t  ) – Trạng thái dao động vật thời điểm t :  Hệ thức độc lập :A2   Công thức : x12 v12 +  a  2x  – Chuyển động nhanh dần v.a > – Chuyển động chậm dần v.a < Phương pháp : * Các bước giải tốn tìm li độ, vận tốc dao động thời điểm t – Cách : Thay t vào phương trình : – Cách : Sử dụng công thức : �x  A cos(t  ) � �v  A sin(t  ) � a  2 Aco s(t  )  x, v, a t � v12 v12 A  2 2 A2  x1 +   x1 ± A2  x12 v12 A  x12 +   v1 ±  *Các bước giải tốn tìm li độ, vận tốc dao động sau (trước) thời điểm t khoảng thời gian t – Biết thời điểm t vật có li độ x  x0 – Từ phương trình dao động điều hoà : x = Acos(t + φ) cho x = x0 – Lấy nghiệm: t + φ =  với � � ứng với x giảm (vật chuyển động theo chiều âm v < 0) t + φ = –  ứng với x tăng (vật chuyển động theo chiều dương) - Li độ vận tốc dao động sau (trước) thời điểm t giây : Bài tập ví dụ: Bài Một chất điểm dđ đh dọc theo trục ox quanh VTCB với biên độ 2cm chu kỳ 2s Hãy lập phương trình dao động chọn mốc thời gian t0=0 lúc a Vật biên dương b Vật biên âm c Vật qua VTCB theo chiều dương d.Vật qua VTCB theo chiều âm Giải: rad/s a t0=0 x0  A  A cos  � � � � v    A sin   �0 b t0=0 x0   A  A cos  � � � � v0   A.sin   � suy cos   1� � � ��   sin �  0 ta có x=2.cos(cm cos   1� � � ��    sin   suy � ta có phương trình x=2cos(cm c t0=0 x0   A cos  � �  � ��    v0   A.sin   � � � cos   � �  �  ��    �  t  ) � � sin   cm ; � => x=2cos( d t0=0 x0   A cos  � �  � ��   v    A sin   �0 � � cos   � �  � ��   � � � sin   � ;   t  ) cm => x=2cos( Bài Một chất điểm dao động điều hoà dọc theo trục ox quanh VTCB O với biên độ cm, tần số f= Hz lập phương trình dao động chọn mốc thời gian t0=0 lúc a chất điểm qua li độ x0=2 cm theo chiều dương b chất điểm qua li độ x0= -2 cm theo chiều âm Giải:a t0=0 => x=4cos(4 cm b t0=0 Bài Một chất điểm d đ đ hdọc theo trục Ox quanh vị trí cân với a Lập phương trình dao động chọn mốc thời gian t 0=0 lúc chất điểm qua li độ x = -4 cm theo chiều âm với vận tốc 40cm/s b Tìm vận tốc cực đại vật Giải: a t0=0 suy cm 10 ... ứng với t2 t2 = 5/6 + T/4 + T/8 + kT /2  20 13T => k < 4 024 ,4 => kmax = 4 024 => t2 = T/4 + T/8 + 4 024 .T /2 = 4 024 5,75 s t1 -vmax T/8 2 t1 t2 2 v   x 6 cos 20 t   (cm) 2? ??  Câu 12: Một chất... điểm t2 = t1+0 .25 s,vận tốc vật có giá trị : A: 4 cm/s B: -2? ?? m/s C :2? ??cm/s D:- 4m/s 2? ?? Giải:Giả sử phương trình dao động vật có dạng x = Acos T t (cm) 2? ?? x1 = Acos T t1 (cm) 2? ?? 2? ?? T 2? ??  2? ?? x2 =...  2? ?? � k phương trình: � � 4? ?2 m k1  � T 12 � � � 4? ?2 m � k2  � T 22 � HD : Chọn A � k1  k  4? ?2 m T 12  T 22 T 12 T 22 k1, k2 ghép song song, độ cứng hệ ghép xác định từ công thức : k  k1 + k2