Thay tuan anh tuan 3 dang 11

DẠNG 11 NĂNG LƯỢNG TRONG DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA  Động năng 2 d 1 W mv 2   Thế năng 2 2 t 1 W m x 2    Cơ năng 2 2 d t dmax t max 1 W W W m A W W 2        Khi d t W A n x W n 1      Động n[.]

DẠNG 11: NĂNG LƯỢNG TRONG DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA

 Động năng: 2

d

1

2



 Thế năng: 2 2

t

1

2

 

1

2

 Khi d

t

W     n 1

 Động năng và thế năng biến thiên tuần hoàn với chu kỳ T ' T

2

 và tần số f '2f

(Trong công thức trên, m có đơn vị kg và v có đơn vị m/s)

Câu 1: Vật dao động điều hoà có động năng bằng 3 lần thế năng khi vật có li độ:

A x 0,5A B x A 2

2

  C x A 3

2

3

 

Hướng dẫn giải

Vật dao động điều hoà có động năng bằng 3 lần thế năng:

→Đáp án A

Câu 2: Con lắc lò xo dao động với biên độ 6cm Xác định li độ của vật để thế năng của lò xo bằng 1 3 động năng

A 3 2cm B 3cm C 2 2cm D  2cm

Hướng dẫn giải

Thế năng của lò xo bằng 1 3 động năng tức là động năng gấp 3 lần thế năng:

→Đáp án B

Câu 3: Một vật khối lượng m 1kg dao động điều hoà trên phương ngang Khi vật có vận tốc

v 10cm s thì thế năng bằng 3 lần động năng Năng lượng dao động của vật là:

A 0, 03J B 0, 00125J C 0, 04J D 0, 02J

Hướng dẫn giải

v 10cm s 0,1m s

Thế năng bằng 3 lần động năng:

→Đáp án D

Câu 4: Một chất điểm dao động dọc theo trục Ox Phương trình dao động là x2sin10t(cm).

Li độ của chất điểm khi động năng bằng ba lần thế năng có độ lớn bằng:

A 2cm B 2cm C 1cm D 0, 707cm

Hướng dẫn giải

Biên độ dao động A 2cm

Vậy độ lớn li độ là 1cm

→Đáp án C

Câu 5: Chọn câu sai ?

A Khi vật chuyển về VTCB thì động năng tăng và thế năng giảm

B Khi vật ở VTCB thì động năng đạt giá trị cực đại

C Động năng bằng thế năng khi x A 2

2

 

D Khi gia tốc bằng 0 thì thế năng bằng cơ năng

Hướng dẫn giải

Vật dao động điều hòa có:

+ Động năng cực đại tại vị trí cân bằng, cực tiểu tại biên

+ Thế năng cực đại tại biên, cực tiểu tại vị trí cân bằng

+ Gia tốc bằng 0 tại vị trí cân bằng, khi đó động năng cực đại và thế năng bằng 0

→Đáp án D

Câu 6: Một con lắc lò xo dao động với phương trình x4cos(10 t   3)cm Thế năng và động năng con lắc bằng nhau khi li độ bằng:

A 4cm B 2 3cm C 2 2cm D 2cm

Hướng dẫn giải

Biên độ dao động A 4cm

Khi thế năng bằng động năng: Wd Wt Wt 1W x2 1A2 x A 2 2cm

→Đáp án C

Câu 7: Con lắc lò xo dao động điều hòa với biên độ A và tần số góc  Khi thế năng gấp 3 lần động năng thì vận tốc có độ lớn:

A v 2 A B v A C v0,5 A D v A

Hướng dẫn giải

Khi thế năng gấp 3 lần động năng:

2 2 2

→Đáp án C

Câu 8: Một chất điểm dao động điều hoà có phương trình x2cos(10 t)cm. Khi động năng bằng ba lần thế năng thì chất điểm ở vị trí:

A x2cm B x1, 4cm C x 1cm D x0, 67cm

Hướng dẫn giải

Biên độ dao động A 2cm

Khi động năng bằng ba lần thế năng:

→Đáp án C

Câu 9: Cơ năng của một vật dao động điều hòa là E Khi vật có li độ bằng một nửa biên độ thì

động năng của vật là

A E 3

E

3E

E

4

Hướng dẫn giải

→Đáp án C

Câu 10: Ở một thời điểm, vận tốc của vật dao động điều hoà bằng 20% vận tốc cực đại, tỷ số giữa động năng và thế năng của vật là:

Hướng dẫn giải

t

W

→Đáp án D

Câu 6: Vật dao động điều hoà có động năng bằng 3 thế năng khi vật có li độ:

A x = ± 0,5A B x =  A 2

2 C x =

 A 3

2 D x =

 A

3

Hướng dẫn giải

Vật dao động điều hoà có động năng bằng 3 thế năng:

→Đáp án A

Câu 7: Con lắc lò xo dao động với biên độ 6 cm Xác định li độ của vật để thế năng của lò xo

bằng 1/3 động năng

A ±3 2 cm B ±3 cm C ±2 2 cm D  2 cm

Hướng dẫn giải

Thế năng của lò xo bằng 1/3 động năng tức là động năng gấp 3 lần thế năng:

→Đáp án B

Câu 8: Một con lắc lò xo (m = 1 kg) dao động điều hoà trên phương ngang Khi vật có vận tốc

v = 10 cm/s thì thế năng bằng 3 động năng Năng lượng dao động của vật là:

A 0,03 J B 0,00125 J C 0,04 J D 0,02 J

Hướng dẫn giải

Thế năng bằng 3 lần động năng:       

2 t

→Đáp án D

Câu 9: Một chất điểm dao động dọc theo trục Ox Phương trình dao động là x = 2sin10t (cm)

Li độ x của chất điểm khi động năng bằng ba lần thế năng có độ lớn bằng:

A 2 (cm) B 2 (cm) C 1 (cm) D 0,707 (cm)

Hướng dẫn giải

Từ phương trình dao động ta có A=2 cm

→Đáp án C

Câu 10: Chọn câu SAI:

A Khi vật chuyển về VTCB thì động năng tăng và thế năng giảm

B Khi vật ở VTCB thì động năng đạt giá trị cực đại

C Động năng bằng thế năng khi x = ± A√2/2

D Khi gia tốc bằng 0 thì thế năng bằng cơ năng

Hướng dẫn giải

Vật dao động điều hòa có:

Động năng cực đại tại VTCB, cực tiểu tại Biên

Thế năng cực đại tại Biên, cực tiểu tại VTCB

Gia tốc bằng 0 tại VTCB

→Đáp án D

Câu 11: Một con lắc lò xo dao động với phương trình x = 4cos(10πt+π/3) (cm) Thế năng và

động năng con lắc bằng nhau khi li độ bằng:

A 4 cm B 2 3 cm C 2 2 cm D 2 cm

Hướng dẫn giải

Thế năng Et bằng động năng Eđ khi và chỉ khi Et = 1

2E với E là cơ năng

Mà thế năng  2

t

E kx và cơ năng E kA  2

 Et 1E

1

2E khi và chỉ khi x = 1

→Đáp án C

Câu 12: Con lắc lò xo dao động điều hòa với biên độ A và tần số góc ω Khi thế năng gấp 3 lần

động năng thì vận tốc có độ lớn:

A V = 2ωA B V = ωA C V = 0,5ωA D V = ωA

2

.

2

Hướng dẫn giải

đ

1

2

→Đáp án C

Câu 13: Một chất điểm dao động điều hoà có phương trình x = 2cos10πt (cm) Khi động năng bằng ba lần thế năng thì chất điểm ở vị trí:

A x = 2 cm B x = 1,4 cm C x = 1 cm D x = 0,67 cm

Hướng dẫn giải

→Đáp án C

Câu 14: Cơ năng của một vật dao động điều hòa là E Khi vật có li độ bằng một nửa biên độ thì

động năng của vật là

A.E 3

E

3E

E

4

Hướng dẫn giải

t

→Đáp án D

Câu 15: Ở 1 thời điểm, vận tốc của vật dao động điều hoà bằng 20% vận tốc cực đại, tỷ số giữa

động năng và thế năng của vật là:

A 24 B 5 C 1/5 D 1/24

Hướng dẫn giải

max

→Đáp án D

Câu 16: Một dao động điều hòa có biên độ A Xác định tỷ số giữa động năng và thế năng vào

lúc li độ dao động bằng 1/6 biên độ:

A 35 B. 1

1

5

6

Hướng dẫn giải

đ

→Đáp án D

Câu 17: Vật dao động điều hòa theo một trục cố định (mốc thế năng ở vị trí cân bằng) thì

A động năng của vật cực đại khi gia tốc của vật có độ lớn cực đại

B thế năng cực tiểu tại biên âm

C khi ở vị trí cân bằng, thế năng của vật bằng cơ năng

D thế năng của vật cực đại khi vật ở vị trí biên

Hướng dẫn giải

Vật dao động điều hòa có :

Động năng cực đại tại VTCB, cực tiểu tại Biên

Thế năng cực đại tại Biên, cực tiểu tại VTCB

Gia tốc bằng 0 tại VTCB, cực đại tại biên âm, cực tiểu tại biên dương

→Đáp án D

Câu 18: Một vật dao động điều hoà theo phương trình x = 2cos(3πt + π/2) cm Tỉ số động năng

và thế năng của vật tại li độ x = 1,5 cm là

A 1,28 B 0,78 C 1,66 D 0,56

Hướng dẫn giải

 3A  2  9A2 1 2  9 1 2

→Đáp án B

Câu 19: Câu nào sau đây là sai?

A Khi vật ở vị trí biên thì thế năng của hệ lớn nhất

B Khi vật đi qua vị trí cân bằng thì động năng của hệ lớn nhất

C Khi vật chuyển động về vị trí cân bằng thì thế năng của hệ giảm còn động năng của hệ tăng

lên

D Khi động năng của hệ tăng lên bao nhiêu lần thì thế năng của hệ giảm đi bấy nhiêu lần và ngược lại

Hướng dẫn giải Vật dao động điều hòa có:

Động năng cực đại tại VTCB, cực tiểu tại biên

Thế năng cực đại tại biên, cực tiểu tại VTCB

Tổng động năng và thế năng bằng cơ năng Cơ năng là đại lượng không đổi

→Đáp án B

Câu 20 Một vật dao động điều hòa với biên độ 6 cm Mốc thế năng ở vị trí cân bằng Khi vật

có động năng bằng 3/4 lần cơ năng thì vật cách vị trí cân bằng một đoạn:

A 6 cm B 4,5 cm C 4 cm D 3 cm

Hướng dẫn giải

→Đáp án D

Câu 21: Một vật dao động điều hoà, chọn mốc thế năng ở vị trí cân bằng Gọi Wt1 là thế năng khi vật ở vị trí có li độ x = A/2; gọi Wt2 là thế năng khi vật có vận tốc là v = ωA/2 Liên hệ giữa

Wt1 và Wt2 là:

A Wt1 = Wt2. B Wt1 = 3Wt2. C Wt2 = 3Wt1. D Wt2 = 4Wt1.

Hướng dẫn giải

max

→Đáp án C

Câu 22: Một vật dao động động điều hoà Tại vị trí động năng bằng hai lần thế năng, gia tốc của vật có độ lớn nhỏ hơn gia tốc cực đại là:

A 3 lần B 2 lần C 2 lần D 3 lần

Hướng dẫn giải





t t

đ

→Đáp án D

Câu 23: Hai vật cùng khối lượng gắn vào hai lò xo dao động cùng tần số và ngược pha nhau

Có biên độ lần lượt là A1 và A2 biết A1 = 2A2, khi dao động 1 có động năng Wđ1 = 0,6J thì dao

động 2 có thế năng Wt2 = 0,1 J Hỏi khi dao động 1 có động năng W’đ1 = 0,4J thì dao động 2 có thế năng là bao nhiêu?

A 0,1 J B 0,15 J C 0,2 J D 0,25 J

Hướng dẫn giải

Hai dao động ngược pha, có nghĩa cosPha1 = - cosPha2 hay x1 = -2x2 (Do A1 = 2 A2)

Suy ra Wt1 = 4 Wt2

Khi Wđ1 = 0,6 J, ta có:

Wt2 = 0,1 J suy ra Wt1 = 0,4 J

Cơ năng dao động 1: W1 = 1 J

Khi 

đ1

'

W 0,4 J thì Wt1 = 0,6 J và Wt2 = 0,15 J

→Đáp án B