Đang tải... (xem toàn văn)
Các chuyên đề Vật lý 12 trình bày về những kiến thức lý thuyết và các bài tập củng cố về chương trình Vật lý lớp 12 như con lắc đơn, con lắc vật lý, động lực học vật rắn, chiều dài của lò xo, độ lớn lực đàn hồi,...Mời các em cùng tham khảo!
Các chuyên đề Vật Lý 12 + THỜI GIAN LÒ XO BỊ NÉN VÀ GIÃN + + ĐỘ LỚN CỦA LỰC ĐÀN HỒI + + LỰC PHỤC HỒI + Bài tốn 1: Một lị xo có độ cứng k treo thẳng đứng, đầu lò xo gắn với vật nặng có khối lượng m Kích thích cho lắc dao động với biên độ A Xác định thời gian lò xo bị nén bị giãn chu kì Phương pháp: - Độ biến dạng lị xo vật nặng vị trí cân bằng: kl mg l mg k Chúng ta rút kết luận đơn giản sau dựa vào mối liên hệ biên độ A độ biến dạng lò xo vị trí cân l0 + Nếu A l0 : q trình dao động lị xo ln ln bị giãn không bị nén + Nếu A l0 : q trình dao động vật lị xo có khoảng thời gian bị nén có khoảng thời gian bị giãn Cụ thể sau: + Lò xo bị nén li độ x thõa mãn: x l0 Lò xo bị giãn li độ x thõa mãn: x l0 Để dễ dàng cho việc tính tốn ta biễn diễn đường trịn Trên hình trịn ta có: + + Góc qt α ứng với thời gian lò xo bị nén chu kì: l cos A Trang Các chuyên đề Vật Lý 12 + Góc quét ứng với thời gian lò xo bị giãn chu kì là: + Tỉ số thời gian lò xo giãn nén chu kì: 2 1 CON LẮC LÒ XO TREO THẲNG ĐỨNG (A > l0) Tỉ số thời gian lị xo bị Góc qt giãn bị nén tương ứng đường trịn chu kì: Thời gian lị xo bị nén cos l 2 2 1 A 2 Thời gian lò xo bị giãn Chú ý: Các kết ngược lại chi trường hợp lắc lò xo thẳng đứng, vật nặng m nằm Bài toán 2: Một lắc gồm lị xo có độ cứng k treo thẳng đứng Đầu cố định, đầu gắn với vật có khối lượng m Xác định lực đàn hồi cực đại cực tiểu trình dao động lắc, chiều dài cực đại cực tiểu lò xo Phương pháp: a Độ lớn lực đàn hồi: Độ lớn lực đàn hồi xác định biểu thức: F dh k l Từ biểu thức ta thấy rằng, lực đàn hồi lị xo có độ lớn cực đại lị bị biến dạng nhiều Vị trí lị xo biến dạng nhiều ứng với x A hình vẽ Fdh max k A l0 - Lực đàn hồi có độ lớn cực tiểu: + Nếu A l0 q trình dao động vật có thời điểm vật qua vị trí có li độ x l0 (đây vị trí lị xo khơng bị biến dạng) Khi đó: F dh Trang Các chuyên đề Vật Lý 12 + Nếu A l0 thì: Fdh k l A b Chiều dài lò xo: + Lò xo có chiều dài cực đại vật vị trí biên dương x A l max l l A + Lị xo có chiều dài cực tiểu vật vị trí biên âm x A l l l A Độ lớn lực đàn hồi Cực đại + Tại vị trí x A Fdh max k A l0 Cực tiểu + Nếu A l0 : 0 F dh + Nếu A l0 : F Chiều dài lị xo + Tại vị trí x A l max l l A k l A + Tại vị trí x A l max l l A dh Bài tốn 3: Một lắc gồm lị xo có độ cứng k treo thẳng đứng Đầu cố định, đầu gắn với vật có khối lượng m Trong trình dao động vật, xác định khoảng thời gian lực phục hồi ngược chiều với lực đàn hồi Phương pháp: Khái niệm lực phục hồi: + Lực phục hồi (lực kéo về) hiều hợp lực lực tác dụng lên vật có xu hướng kéo vật trở vị trí cân + Về mặt độ lớn F ph k x Trang Các chuyên đề Vật Lý 12 Sự khác chiều lực phục hồi lực đàn hồi Lực đàn hồi: + Khi lò xo bị nén lực đàn hồi tác dụng lên vật nặng lực đẩy + Khi lị xo bị giãn lực đàn hồi tác dụng lên vật nặng lực kéo Lực phục hồi: + Luôn kéo vật vị trí cân Từ khác biệt chiều ta thấy rằng, lực đàn hồi lực phục hồi ngược chiều vật di chuyển khoảng l x , cụ thể khoảng lực phục hồi hướng vị trí cân bằng, lị xo trạng thái dãn lực đàn hồi lực kéo Khoảng thời gian chu kì lực đàn hồi ngược chiều lực phục hồi ứng với góc quét γ thỏa mãn: l sin A BÀI TẬP VẬN DỤNG Câu 1: Một lắc đơn thẳng đứng gồm lò xo có độ cứng 100 N/m mật nặng có khối lượng 500g Trong chu kì dao đơng khoảng thời gian lò xo bị giãn là: A T B T C T D T Câu 2: Con lắc lò xo nằm ngang dao động điều hòa với biên độ dao động A Trong chu kì tỉ số thời gian lị xo bị giãn nén là: A B C D Câu 3: Treo lị xo có độ cứng 100 N/m theo phương thằng đứng Đầu lò xo gắn với nặng có khối lượng 200 g Kích thích cho lắc dao động với biên độ cm Thời gian lò xo bị nén chu kì là: A s B s C s D s Câu 4: Một lắc lò xo treo thẳng đứng Biết chu kì tỉ số thời gian lị xo bị giãn thời gian lò xo bị nén Tại vị trí cần người ta đo độ giãn lò xo cm Biên độ dao động lắc là: A cm B cm C cm D cm Câu 5: Một lắc lò xo treo thẳng đứng sau 0,3 s động lại (gốc vị trí cân bằng) Vật dao động với biên độ cm, vị trí cân độ giãn lò xo cm Thời gian lị xo giãn chu kì là: A 0,8 s B s C 1,2 s D 1,4 s Câu 6: Treo vật nặng có khối lượng 100 g vào lị xo thẳng đứng có độ cứng 100 N/m Kích cho vật dao động điều hịa biết vật qua vị trí câng vật có vận tốc 20π 2 cm/s, gia tốc cực đại vật 200π cm/s Thời gian lò xo giãn chu kì gần giá trị sau nhất: A s B s C s D s Câu 7: Kết luận sau Trong chu kì dao động lắc lị xo thì: A Thời gian lị xo bị giãn thời gian lò xo bị nén ln B Thời gian lị xo bị giãn lớn bị nén lò xo treo thẳng đứng C Lị xo ln bị giãn lị xo treo thẳng đứng D Thời gian bị nén thời gian bị giãn lò xo lắc nằm ngang Câu 8: Một lắc lò xo treo thẳng đứng Trong trình dao động người ta quan sát đo đạc thấy lị xo khơng bị biến dạng vị trí gia tốc lị xo có giá trị nửa giá trị cực đại Tỉ số thời gian xo nén giãn là: Trang Các chuyên đề Vật Lý 12 A B C D Câu 9: Một lắc lị xo có vật nặng có khối lượng 500 g dao động điều hòa với 0,1 J Biết lò xo có độ cứng N/m Thời gian lị xo bị nén chu kì gần giá trị sau nhất: A s B s C s D s Câu 10: Một lắc đơn gồm lị xo có độ cứng 100 N/m vật nặng khối lượng 100 g Kích thích cho vật dao động điều hòa, biết chất điểm qua vị trí có li độ cm đạt vận tốc 40π cm/ Thời gian lị xo bị nén chu kì gần giá trị sau nhất: A s B s C s D s Câu 11: Một lắc lị xo treo thắng đứng gồm lị xo có độ cứng 200 N/m vật nặng có khối lượng 500 g Khi vật qua vị trí có li độ 1,25 cm động vật lần Thời gian lò xo bị giãn chu kì là: A s B s C s D s 10 20 30 40 Câu 12: Một lắc lò xo dao động điều hòa với lò xo treo thẳng đứng Người ta xác định quãng đường lớn mà vật khoảng thời gian T cm Xác định thời gian lò xo bị nén chu kì lị xo có độ cứng 100 N/m vật nặng có khối lượng 200 g, A 0,3 s B 0,4 s C 0,5 s D 0,5 s Câu 13: Một lắc lò xo dao động điều hịa chu kì tỉ số thời gian lò xo bị giãn thời gian lò xo bị nén Quãng đường lớn mà vật khoảng thời gian T cm Độ biến dạng lị xo vị trí cân là: A cm B cm C cm D cm Câu 14: Một lắc đơn treo thẳng đứng dao động điều hòa với chu kì s Vận tốc lắc lúc qua vị trí cân 10π cm/s Thời gian lò xo bị nén chu kì là: A s B s C s D s Câu 15: Một lắc lò xo dao động theo phương thẳng đứng, đầu lò xo cố định, đầu lại gắn với vật nặng có khối lượngT m Biết độ cứng lị xo 100 N/m Trong chu kì thời gian để lò xo bị giãn , Lực đàn hồi cực đại tác dụng vật 7,5 N A cm B cm C cm D cm Câu 16: Một lắc lò xo treo thẳng đứng gồm vật nặng có khối lượng m lị có độ cứng k Qng đường mà vật chu kì 20 cm Tỉ số thời gian lò xo bị giãn lò xo bị nén Độ cứng lò xo? Lấy g 10 m/s A 2,5 cm B 2, cm C cm D cm Câu 17: Con lắc lị xo có độ cứng 200 N/m kích thích dao động điều hịa với biên độ A cm Tỉ số thời gian lò xo bị nén giãn chu kì Lực đàn hồi cực đại lị xo tác dụng lên vật là: A N B N C N D N Câu 18: Mơt lắc gồm lị xo có độ cứng 100 N/m treo thẳng đứng, đầu lò xo gắn với vật nặng có khối lượng 100 g Kích thích cho lắc dao động điều hịa với biên độ cm Lực đàn hồi có độ lớn cực tiểu là: A N B N C N D N Trang Các chuyên đề Vật Lý 12 Câu 19: Một lắc lo xo dao động điều hòa theo phương ngang với biên độ A cm Biết lị xo có độ cứng 50 N/m, vật nặng có khối lượng 200 g Khoảng thời gian chu kì để lị xo giãn lượng 2 cm là: A s B s C s D s 15 15 10 Câu 20: Một lắc lị xo treo thẳng đứng gồm vật nặng có khối lượng 200 g lị xo có độ cứng 50 N/m Kích thích cho lắc dao động với biên độ cm Trong trình dao động độ dài cực đại cực tiểu lò xo bao nhiêu? Cho lị xo có chiều dài tự nhiên 20 cm A l 22 cm, l max 26 cm B l 18 cm, l max 22 cm C l 20 cm, l max 24 cm D l 24 cm, l max 28 cm Câu 21: Trong trình dao động điều hịa lắc lị xo treo thẳng đứng, người ta quan sát thấy lắc lò xo co chiều dài cực đại l max 26 cm chiều dài cực tiểu l 20 cm Biên độ dao động lắc là: A cm B cm C cm D cm Câu 22: Con lắc lò xo treo thẳng đứng gồm lị xo có độ cứng k 100 N/m vật nặng có khối lượng 100 g Làm cho lò xo giãn theo phương thẳng đứng đoạn cm truyền 2 cho vận tốc ban đầu 20 cm/s hướng lên vật dao động điều hịa Lấy g m/s Biên độ dao động là: A 5,46 cm B 4,00 cm C 4,58 cm D 2,54 cm Câu 23: Một lắc lị xo có độ cứng 100 N/m, đầu treo vật nặng khối lượng kg Giữ cho vật vị trí lị xo giãn cm truyền cho vận tốc ban đầu 0,4 m/s theo phương thẳng đứng Ở vị trí thấp nhất, độ giãn lò xo là: A cm B 10 cm C 15 cm D 20 cm Câu 24: Một lắc gồm lị xo có độ cứng k treo thẳng đứng, đầu lò xo gắn với vật nặng có khối lượng m Tại vị trí cân người ta truyền cho vật tốc ban đầu s vật đổi chiều chuyển động 20 lị xo giãn 20 cm Lấy g 10 m/s Biên độ dao động là: A cm B 10 cm C 15 cm D 20 cm Câu 25: Trong trình khảo sát dao động điều hòa lắc lò xo treo thẳng đứng, người ta quan sát thấy lò xo cách vị trí cân khoảng cm lị xo không giãn vận tốc vận nặng Lấy g 10 m/s Tốc độ vật qua vị trí cân là: A 0,7 m/s B m/s C m/s D 0, m/s Câu 26: Một lắc lò xo thẳng đứng cố định đầu Lị xo có độ cứng 100 N/m, gắn nhẹ nhàng vào đầu lị xo vật nặng có khối lượng 100 g Hệ dao động điều hòa với biên độ: A cm B cm C cm D cm Câu 27: Một lắc lò xo treo thẳng đứng gồm lị xo có độ cứng 20 N/m, vật nặng có khối lượng 200 g dao động điều hòa với biên độ 15 cm Lấy g 10 m/s , thời gian lò xo bị nén chu kì là: A 0,460 s B 0,084 s C 0,168 s D 0,230 s Câu 28: Một lắc lị xo treo thẳng đứng, từ vị trí cân kéo vật xuống đến vị trí lị xo giãn 7,5 cm thả nhẹ cho vật dao động điều hòa, sau khoảng thời gian ngắn π/60 s gia tốc vật có độ lớn nửa gia tốc ban đầu Lấy g 10 m/s , thời gian lò xo bị nén chu kì là: v theo phương thẳng đứng xuống thấy sau Trang Các chuyên đề Vật Lý 12 A s B s C s D s 15 20 30 60 Câu 29: Một lắc gồm lị xo có độ cứng 100 N/m vât nặng 100 g Từ vị trí cân kéo vật xuống đoạn cm truyền cho vật vận tốc đầu 10 cm/s thẳng đứng vật dao động điều hịa Thời gian lị xo bị nén chu kì bao nhiêu? Lấy g 10 m/s A s B s C s D s 15 30 Câu 30: Một lắc lò xo treo thẳng đứng Kích thích cho lắc dao động theo phương thẳng đứng Chu kì biên độ lắc 0,4 s cm Chọn trục Ox thẳng đứng, chiều dương hướng xuống, gốc tọa độ vị trí cân gốc thời gian lúc vật qua vị trí cân theo chiều dương Lấy g 10 m/s , thời gian ngắn kể từ t = lực đàn hồi lị xo có độ lớn cực tiểu là: A s B s C s D s 15 30 10 30 Câu 31: Một lắc lò xo gồm vật nhỏ có khối lượng 100 g treo vào lị xo nhẹ có độ cứng 25 N/m Kéo vật theo phương thẳng đứng xuống vị trí cân đoạn cm truyền cho vật vận tốc đầu 10 cm/s theo phương thẳng đứng, chiều dương hướng lên Biết vật dao động điều hịa theo phương thẳng đứng trùng vơí trục lò xo Lấy g 2 m/s Xác định khoảng thời gian từ lúc bắt đầu dao động đến lúc vật qua vị trí lị xo bị giãn cm lần A s B s C s D s 15 20 30 60 Câu 32: Treo vật nặng vào lị xo thấy lị xo giãn cm Từ vị trí cân bằng, nâng vật theo phương thẳng đứng đến vị trí lò xo bị nén cm thả nhẹ Tại thời điểm t = vật dao động điều hòa theo phương thẳng đứng trùng với trục lò xo Lấy g 2 m/s2 Thời điểm vật có chiều dài tự nhiên lần thứ 2016 gần giá trị sau A 403 s B 404 s C 405 s D 406 s Câu 33: Một lắc gồm lị xo có độ cứng 100 N/m treo thẳng đứng, đầu tự lò xo gắn với vật nặng có khối lượng 200 g Kéo vật đến vị trí lị xo bị nén cm thả nhẹ Trong trình dao động độ giãn cực đại lò xo là: A cm B cm C cm D 10 cm Câu 34: Con lắc lò xo thẳng đứng cố định dưới, lò xo có độ cứng 50 N/m đầu tự gắn với vật nặng có khối lượng 200 g Kích thích cho lị xo dao động với biên độ cm Cho vật dao động theo phương thẳng đứng thời điểm t = vật qua vị trí cân theo chiều dương Thời gian ngắn từ lúc t = đến thời điểm lực đàn hồi có độ lớn cực tiểu 2 Lấy g m/s A 1/15 s B 1/30 s C 1/45 s D 1/60 s Câu 35: Một lắc treo thẳng đứng gồm lị xo có độ cứng 100 N/m, đầu tự lò xo gắn với vật nặng có khối lượng 200 Biết chu kì tỉ số thời gian lò xo giãn lò xo nén Lấy g 10 m/s , cho lò xo có chiều dài tự nhiên 20 cm Trong trình dao động lắc, độ dài nhỏ lò xo là: A 18 cm B 20 cm C 22 cm D 24 cm Câu 36: Chọn câu nhất: Trong dao động điều hòa, đại lượng phụ thuộc vào kích thích ban đầu là: A tần số, chu kì B biên độ, pha ban đầu C Biên độ, chu kì D pha ban đầu, tần số Câu 37: Lực kéo tác dụng lên chất điểm dao động điều hịa có độ lớn: Trang Các chuyên đề Vật Lý 12 A tỉ lệ với độ lớn li độ hướng vị trí cân B tỉ lệ với bình phương biên độ C không đổi hướng thay đổi D không đổi hướng thay đổi Câu 38: Khi nói vật dao động điều hịa phát biểu sau sai? A lực kéo tác dụng lên vật biến thiên theo thời gian B động vật biến thiên tuần hoàn theo thời gian C vận tốc vật biến thiên điều hòa theo thời gian D vật biến thiên tuần hoàn theo thời gian Câu 39: Một vật nhỏ có khối lượng 500 g dao động điều hòa tác dụng lực kéo F 0,8cos 4t N (t tính s) Dao động vật có biên độ: A cm B cm C 12 cm D 10 cm Câu 40: Một lắc lò xo dao động điều hịa với tần số góc 2π rad/s, vật nhỏ có khối lượng 200 g Biết trình dao động lực kéo có độ lớn cực đaị 0,32 N Biên độ dao động: A cm B cm C cm D cm Câu 41: Một lắc gồm lị xo có độ cứng 100 N/m treo thẳng đứng, đầu tự gắn với vật nặng có khối lượng 200 g Biết trình vật dao động chiều dài lớn nhỏ lò xo 28 cm 20 cm Trong chu kì tỉ số thời gian lị xo bị nén thời gian lò xo bị giãn là: A B C D Câu 42: Một lắc lò xo treo thẳng đứng Trong trình dao động người ta đo thời T gian mà lò xo bị nén chu kì Độ giãn lị xo vị trí cân là: A A B A C A D 2A 2 Câu 43: Một lắc gồm lị xo treo thẳng đứng có độ cứng 100 N/m, đầu tự lò xo gắn với vật nặng có khối lượng 100 g Kích thích cho lắc dao động điều hịa theo phương thẳng đứng với biên độ cm Gọi δ tỉ số lực đàn hồi cực đại lực phục hồi cực đại Giá trị δ: A B C D Câu 44: Trong dao động điều hòa lực phục hồi tác dụng vào vật lớn nhất: A vật qua vị trí cân theo chiều dương B vật qua vị trí cân theo chiều âm C vật vị trí biên âm D vật vị trí biên dương Câu 45: Trong dao động điều hòa lắc lò xo Biểu thức xác định độ lớn lực phục hồi là: A F k l B F k x C F kA D F k l A Câu 46: Với lắc lò xo nằm ngang, phát biểu sau đúng: A độ lớn lực đàn hồi khác độ lớn lực phục hồi B có lực đàn hồi tác dụng vào vật C lực phục hồi có giá trị cực tiểu D lực phục hồi có độ lớn cực đại vật hai vị trí biên Câu 47: Một lắc lị xo có vật nặng khối lượng 100 g xo có độ cứng 100 N/m Kích thích cho vật dao động điều hòa mặt phẳng nằm ngang cách kéo vật lệch Trang Các chuyên đề Vật Lý 12 khỏi vị trí cân đoạn cm truyền cho vận tốc ban đầu 30 cm/s (theo phương ngang hướng xa vị trí cân bằng) Khoảng thời gian ngắn kể từ vật bắt đầu dao động đến lò xo bị nén cực đại Lấy g 2 m/s A s B s C s D s 10 15 15 15 Câu 48: Một lắc lò xo với vật nặng có khối lượng 400 g, dao động điều hịa theo phương thẳng đứng với chu kì 0,5 s Giá trị lớn lực phục hồi tác dụng vào vật 6,56 N Biên độ dao động vật Lấy Lấy g 2 m/s A cm B 2,5 cm C cm D cm Câu 49: Một lắc lò xo dao động điều hòa với biên độ cm tần số góc π rad/s Biết chu kì thời gian lị xo giãn thời gian lò xo nén Tốc độ lắc qua vị trí lị xo không bị biến dạng là: C cm/s D 10π cm/s Câu 50: Một lị xo có khối lượng khơng đáng kể có độ cứng k, đầu cố định đầu lại gắn với vật nặng khối lượng m cho vật dao động điều hịa theo phương ngang Trong trình dao động chiều dài cực đại cực tiểu lò xo 40 cm 30 cm chọn phát biểu sai A Chiều dài tự nhiên lò xo 35 cm B Biên độ dao động cm C Lực mà lò xo tác dụng lên điểm cố định ln lực kéo D Độ biến dạng lị xo luôn độ lớn li độ A π cm/s B 5π cm/s Trang ... ngang cách kéo vật lệch Trang Các chuyên đề Vật Lý 12 khỏi vị trí cân đoạn cm truyền cho vận tốc ban đầu 30 cm/s (theo phương ngang hướng xa vị trí cân bằng) Khoảng thời gian ngắn kể từ vật bắt... phục hồi (lực kéo về) hiều hợp lực lực tác dụng lên vật có xu hướng kéo vật trở vị trí cân + Về mặt độ lớn F ph k x Trang Các chuyên đề Vật Lý 12 Sự khác chiều lực phục hồi lực đàn hồi Lực đàn... thấy sau Trang Các chuyên đề Vật Lý 12 A s B s C s D s 15 20 30 60 Câu 29: Một lắc gồm lị xo có độ cứng 100 N/m vât nặng 100 g Từ vị trí cân kéo vật xuống đoạn cm truyền cho vật vận tốc