Đang tải... (xem toàn văn)
A.. Vật M có thể trượt không ma sát trên mặt ngang. Hệ đang ở trạng thái cân bằng. Sau va chạm vật M dao động điều hòa, chi ều dài cực đại và cực tiểu của lò xo trong qúa trình dao độn[r]
(1)GIÁO VIÊN NGUYỄN MẠNH HẢI TRƯỜNG THPT GIA VIỄN A
Email:haigva@gmail.com.vn ĐT:01633764980 CHUYÊN ĐỀ XXII.HỆ DAO ĐỘNG PHỨC TẠP.
I.LÍ THUYẾT
Một số dạng tập nâng cao: Điều kiện biên độ dao động:
- Vật m1 đặt vật m2 dao động điều hoà theo phương thẳng đứng Để m1 nằm yên m2 trình dao động thì:
1
2
(m m g) g A k
- Vật m1 m2 gắn hai đầu lò xo đặt thẳng đứng , m1 dao động điều hồ Để m2 ln nằm n mặt sàn trình m1 dao động :
1
2
(m m g) g A k
-Vật m1 đặt vật m2 dao động điều hoà theo phương ngang Hệ số ma sát m1 m2 , bỏ qua ma sát m2 với mặt sàn Để m1 không trượt m2 trình dao động
Thì :
2
(m m g) g A k
2.Con lắc lò xo chị thêm lực qn tính.
- Con lắc lị xo treo xe chuyển động theo phương ngang với gia tốc a Góc lệch trục lị xo vật cân bằng:
g a P Fqt tan
Độ dãn lò xo:
2
dh
k l F m a g
- Con lắc lò xo treo xe chuyển động theo phương thẳng đứng với gia tốc a Độ dãn lò xo:
dh ( )
k l F m ga
- Con lắc lò xo đặt nằm ngang xe trục quay chuyển động tròn với tốc độ góc Độ dãn lị xo vật vị trí cân bằng:
) (
l l0 l k
F
Fdh ht II.BÀI TẬP.
Bài 1: Một vật nặng m gắn vào đầu lị xo có độ cứng k Đầu lò xo nối với đầu B sợi dây khơng giãn CB có đầu C gắn chặt với giá treo Lị xo có chiều dài tự nhiên l0 Hỏi biên độ dao động vật thỏa mãn điều kiện để vật dao động điều hòa?
A A
g
B A l C A l D A
g
Bài 2: Một CLLX có vật m dao động điều hịa phương ngang Đặt gia trọng m vật m, hệ số ma sát m m Tìm điều kiện biên độ dao động thỏa mãn để hai vật không rời vật m dao động?
A A’ mg2
'
B A
2
mg
m m
C A
2
mg
m m
D A >
(2)GIÁO VIÊN NGUYỄN MẠNH HẢI TRƯỜNG THPT GIA VIỄN A
Email:haigva@gmail.com.vn ĐT:01633764980 Bài 3: Một lị xo khối lượng khơng đáng kể, treo thẳng đứng, đầu cố định, đầu treo vật m Đặt lên vật m vật nhỏ m’ ( m’ khơng gắn với lị xo) cho hệ dao động điều hịa Tìm điều kiện biên độ thỏa mãn để vật m’ m m dao động?
A A > g.k
mm ' B A < g.k
mm ' C A
g(m m ')
k
D A g(m m ') k
Bài 4:Cho hệ gồm vật M = 200g gắn với lị xo có độ cứng k, khối lượng khơng đáng kể Vật M trượt khơng ma sát mặt ngang Hệ trạng thái cân Người ta bắn một vật m = 50g theo phương nằm ngang với vận tốc vo = 2m/s đến va chạm đàn hồi với vật M Sau va chạm vật M dao động điều hòa, chiều dài cực đại cực tiểu lị xo qúa trình dao động 28cm 20cm Xác định chu kì dao động vật độ cứng lò xo?
A 0,314s; 80N/m B 0,14s; 52N/m C 31,4s; 50N/m D 3,14s; 100N/m Bài 5:Một CLLX dao động điều hòa mặt phẳng nằm ngang với A = 4cm Vật M = 200g lị xo có k =
50N/m Khi vật đến vị trí mà lị xo có chiều dài cực đại người ta bắn vật m = 50g theo phương ngang dọc theo trục lò xo với vận tốc vo đến va chạm mềm với vật M Sau va chạm hai vật dao động với biên độ A’ = 2cm Xác định vo?
A 200cm/s B 200 2m/s C 2m/s D 22 2cm/s
Bài 6:Một đĩa nằm ngang có M = 200g gắn vào đầu lị xo có k = 20N/m khối lượng không đáng kể Bỏ qua ma sát sức cản khơng khí đĩa dao động Đĩa nằm yên VTCB, người ta thả vật m = 100g từ độ cao h = 7,5cm rơi tự xuống mặt đĩa Va chạm vật đĩa hoàn toàn đàn hồi, sau va chạm đầu tiên, vật nảy lên giữ lại để không rơi xuống đĩa Lấy g = 10m/s2 2= 10 Xác định biên độ đĩa sau va chạm?
A 0,82cm B 8,2cm C 0,0082m D 7,5cm
Bài 4:Treo CLLX gồm vật m = 200g vào lò xo có k = 80n/m chiều dài tự nhiên lo = 24cm vào trần thang máy Cho thang máy lên nhanh dần với gia tốc a = 2m/s2 Lấy g = 10m/s2
= 10 Tính độ biến dạng lị xo vật VTCB?
A 2,25cm B 5cm C 4,2cm D 3cm
Bài 5:Treo CLLX trần thang máy lên nhanh dần với gia tốc a, thấy lò xo có chiều dài 33cm Vật nặng có m = 250g, lị xo có k = 100N/m, lo = 30cm khối lượng khơng đáng kể Lấy g = 10m/s2 Tính gia tốc thang:
A 1,5m/s2 B 2,25m/s2 C 2m/s2 D 2,5m/s2
Bài 6: Treo CLLX trần toa xe chuyển động theo phương ngang với gia tốc a = 1,5m/s2 Vật có khối lượng m = 100g, lị xo có độ cứng k = 100N/m chiều dài tự nhiên lo = 25cm Khi vật cân lị xo có chiều dài l = 30cm Xác định góc lệch tạo trục lị xo với phương thẳng đứng vật cân Lấy g = 10m/s2
A 30o B 45o C 27o D đ/a khác:
Bài 7: Một CLLX treo thẳng đứng dao động điều hòa với biên độ A = 2cm Khi vật có vận tốc v = 996 cm/s gia tốc a = 10 cm/s2 Lấy g = 10m/s2 2= 10 Ở vị trí cân độ biến dạng lị xo bằng:
A 5cm B 6cm C 4cm D 4,25cm
Bài 8: Một CLLX nằm ngang có m = 400g dao động điều hịa Khi vật có gia tốc cực đại 5m/s2 độ lớn lực kéo bao nhiêu? A 1,25N B 2N C 3N D 4,5N
Bài 9: Một CLLX treo thẳng đứng có m = 200g dao động điều hịa với A = 5cm = 10 5rad/s nơi có g = 10m/s2 Khi lị xo bị nén 1,5cm lực kéo có độ lớn bao nhiêu?
A 3,5N B 3,25N C 5N D 2,75N
Bài 10: Một vật m gắn vào đầu lò xo khối lượng không đáng kể độ cứng k treo thửang đứng làm lị xo dãn 10cm Trong q trình dao động lực đàn hồi cực đại lò xo 6N lực đàn hồi cực tiểu 4N Chiều dài tự nhiên lò xo lo = 40cm Lấy g = 10m/s2 Chiều dài cực đại cực tiểu lò xo vật dao động là:
(3)GIÁO VIÊN NGUYỄN MẠNH HẢI TRƯỜNG THPT GIA VIỄN A
Email:haigva@gmail.com.vn ĐT:01633764980 Bài 11: Một CLLX thẳng đứng dao động điều hòa với biên độ dao động A = 4cm Biết tỉ số lực đàn hồi cực đại lực kéo cực đại 1,5 Biết k = 20N/m Lực đàn hồi cực tiểu tác dụng vào vật vật dao động bằng: A 1,2N B 1N C D 1,5
Bài 12: Một CLLX thẳng đứng dao động điều hòa với biên độ 2cm VTCB lò xo dãn 10cm., chiều dài tự nhiên lò xo lo = 50cm Chiều dài lò xo tỉ số lực đàn hồi cực đại lực kéo 12? A 60cm B 59cm C 52cm D 55cm
Bài 13: Một lò xo đầu gắn chặt vào giá, có k = 20N/m lo = 30cm Gắn vật m vào đầu tự lò xo cho hệ dao động điều hòa phương ngang với biên độ dao động 5cm Khi lị xo có chiều dài 33cm lực đàn hồi tác dụng vào vật bao nhiêu? Lực đàn hồi cực đại tác dụng vào vật bao nhiêu?
A F = 0,6N; Fmax = 1N B F = 0,5N; Fmax = 1,2N C F = 0,7N; Fmax = 1,5N D F = 1,6N; Fmax = 1,2N
Bài 14: Treo vào điểm O cố định lị xo khối lượng khơng đáng kể, chìều dài lo = 30cm Đầu treo vật m, VTCB lò xo dãn 10cm Bỏ qua ma sát lấy g = 10m/s2 Nâng vật lên cách điểm treo O đoạn 37cm rồig truyền cho vật vận tốc ban đầu 40cm/s hướng xuống để vật dao động điều hòa Khi vật dao động lực kéo cực đại tác dụng lên vật 5N Khi lị xo có chiều dài 42cm lực đàn hồi có độ lớn có chiều nào?
A F = 12N hướng lên B F = 12N hướng xuống C.F = 15N hướng xuống D F = 15N hướng lên
Bài 15 Hai vật M1 M2 có khối lượng tương ứng m1 = 500g m2 = 100g găn vào lị xo L có độ cứng K = 40N/m, trục lị xo ln giữ thẳng đứng (hình vẽ) Bỏ qua khối lượng lị xo, lấy gia tốc trọng trường g = 10m/s2
1) Tính độ biến dạng lò xo L hệ cân
2) Từ vị trí cân nhấn vật M2 xuống 2cm theo phương thẳng đứng buông khơng vận tốc đầu thấy M2 dao động điều hòa M1 nằm yên so với mặt đất Chọn trục tọa độ Ox hướng theo phương thẳng đứng từ xuống, gốc tọa độ O vị
trí cân M2, gốc thời gian lúc bng M2 Hãy viết phương trình chuyển động M2 3) Tìm điều kiện đối biên độ dao động M2 để M1 luôn nằm yên M2 dao động 4)
Bài 16: Cho hai hệ bố trí hình vẽ a,b lị xo có độ cứng k = 20N/m Vật nặng có khối lượng m, m = 100g; bỏ qua ma sát khối lượng r2 lò xo dây treo k dãn Khối lượng k đáng kể
1 Tính độ dãn lị xo hình vật VTCB Nâng vật lên cho lị xo khơng biến dạng
rồi thả nhẹ, chứng tỏ vật dđđh Tính chu kì biên độ dao động vật
Bài 17 Một vật có khối lượng m = 400g gắn lị xo dựng thẳng đứng có độ cứng k = 50 (N/m) đặt m1 có khối lượng 50 g lên m Kích thích cho m dao động theo phương thẳng đứng biên độ nhỏ, bỏ qua lực ma sát lực cản Tìm biên độ dao động lớn m, để m1 khô m trình dao động (g = 10m/s2)
a
b
m1
(4)GIÁO VIÊN NGUYỄN MẠNH HẢI TRƯỜNG THPT GIA VIỄN A
Email:haigva@gmail.com.vn ĐT:01633764980
III.BÀI TẬP VỀ NHÀ
Bài 1:Năng lượng CLLX biến đổi lần khối lượng tăng lần biên độ tăng lần? A.giảm lần B tăng lần C tăng lần D giảm lần
Bài 2: CLLX thẳng đứng có m = 100g; k = 50N/m dao động với A = 6cm Lấy g = 10m/s2 , động vật lò xo dãn 5cm bằng: A 0,0675J B 0,675J C 0,589J D.đ/a khác: Bài 3: Một CLLX nằm ngang có m = 200g k = 80N/m Để lắc dao động điều hòa cần cung cấp lượng 0,4J Nếu thay vật m vật m’ = 300g để lắc dao động với biên độ dao động khơng đổi cần cung cấp lượng bằng: A.1,2J B 0,8J C 0,4J D đ/a
khác:
Bài 4: Một CLLX nằm ngang có m = 200g; k = 100N/m, lo = 40cm Đưa vật đến vị trí để lị xo có chiều dài 32cm cho vật vận tốc ban đầu 1,2m/s để vật dao động điều hòa Năng lượng dao động lắc bằng:
A 0,25J B 0,75J C 1,5J D 0,5J
Bài 5:Một CLLX thẳng đứng dao động điều hòa với A = 4cm Vật m = 100g, lị xo có k = 10N/m , lo = 30cm Lấy g = 10m/s2 Chiều dài lò xo động năng?
A 32cm ; 48cm B 42cm ; 38cm C 30cm ; 38cm D.28cm ; 38cm Bài 6: Một CLLX thẳng đứng có m = 100g, k = 40N/m, lo = 30cm dao động điều hịa nơi có g = 10m/s2 Khi vật vị trí thấp nhất, lị xo có chiều dài 36,5cm Động vật lò xo có chiều dài 34,5cm bao nhiêu? A 0,275J B 0,075J C 0,024J D 0,05J
Bài 7: Một CLLX thẳng đứng dao động điều hòa với tần số = 2rad/s A = 2cm Chọn t = lúc x = - 1cm vật chuyển động VTCB Xác định thời điểm vật có động cực đại chu kì đầu?
A t1 = 0,083s; t2 = 0,58s; t3 = 1,08s; t4 = 1,58s B.t1 = 0,073s; t2 = 0,68s; t3 = 1,18s; t4 = 2,58s C.t1 = 0,83s; t2 = 0,8s; t3 = 1,8s; t4 = 1,8s D.t1 = 0,063s; t2 = 0,48s; t3 = 1,08s; t4 = 2,58s
Bài 8:Một CLLX có vật m = 2kg dao động điều hòa theo phương ngang Chọn t = lúc vật qua vị trí có li độ x = 2cm theo chiều âm động Vận tốc cực đại cuae vật 0,6m/s Tại thời điểm t =
20
s lực đàn hồi có độ lớn bằng: A 5N B 6,2N C 7N D 6N Bài 8: Hai lò xo nhẹ có độ cứng k = 200N/m ghép nối tiếp treo thẳng đứng Đầu A cố định, đầu treo vật m = 1kg Lấy g = 10m/s2 Vật m dao động điều hòa với biên độ tổng độ dãn lò xo vật VTCB Cơ vật dao động bằng: A 0,15J B 0,25J C 0,5J D 0,75J
Bài 18 : Một vật nặng hình trụ có khối lượng m = 0,4kg, chiều cao h = 10cm tiết diện s = 50cm2 treo vào lò xo có độ cứng k = 150N/m Khi cân một nửa vật bị nhúng chìm chất lỏng có khối lượng riêng D = 103 (kg/m3) Kéo vật khỏi VTCB theo phương thẳng đứng xuống đoạn 4cm thả nhẹ cho vật dao động, bỏ qua ma sát lực cản
1 XĐ độ biến dạng lò xo vật cân CM vật dđđh, tính T