Dao động điều hoà: a Dao động cơ học: Là một chuyển động có giới hạn trong không gian, lặp đi lặp lại nhiều lần quanh một vị trí cân bằng.. Câu 3: Công thức nào sau đây không thể dùng bi
Trang 1Chương 1: DAO ĐỘNG CƠ HỌC Chủ đề 1: ĐẠI CƯƠNG VỀ DAO ĐỘNG ĐIỀU HOÀ
TÓM TẮT LÝ THUYẾT
1 Dao động điều hoà:
a) Dao động (cơ học): Là một chuyển động có giới hạn trong không gian, lặp đi lặp lại nhiều lần quanh một vị trí cân bằng Dao động tuần hoàn mà trạng thái dao động của vật được lặp lại như cũ sau những khoảng thời gian bằng nhau
CHU KỲ: Chu kỳ T là khoảng thời gian ngắn nhất sau đó trạng thái dao động lặp lại như cũ (đơn vị chu
kỳ là giây (s))
TẦN SỐ: Tần số f T1 là số lần dao động trong một đơn vị thời gian (1 giây); đơn vị tần số là hec, kí hiệu: Hz b) Dao động điều hoà: là dao động tuần hoàn được mô tả bằng một hàm sin hoặc cosin
) sin(
x hoặc: xAcos( t )
Trong đó:- li độ x là độ lệch khỏi ví trí cân bằng, biên độ A là li độ cực đại
- Tần số góc là một đại lượng trung gian cho phép tính tần số
2
f và chu kỳ
2
dao động điều hoà; có đơn vị là: ( rad/s)
- Góc ( t )gọi là pha, nó xác định trạng thái dao động ở thời điểm t gọi là pha ban đầu (lúc t=0) Pha có đơn vị là radian
c) Vận tốc và gia tốc của dao động điều hoà:
+ Vận tốc: vx' Acos(t)
+ Gia tốc: ' '' 2 sin( )
a
2 Phương pháp giải toán:
Bài tập trong chủ đề này thường có 3 dạng chính:
+ Biết phương trình dao động suy ra các đại lượng khác: Ta dựa vào phương trình dao động đã cho, so sánh với phương trình cơ bản xAsin( t ) hoặc xAcos( t ) để tìm ra A, và lấy đạo hàm để tìm được v, a hoặc thay t để tìm ra x, v, a…
+ Viết phương trình dao động: Để viết phương trình dao động ta dựa vào phương trình cơ bản xAsin( t ) hoặc
) cos(
x kết hợp với các giả thiết khác cùng các điều kiện ban đầu x0, v0 tại t=0 để tìm ra A, , thay vào phương trình cơ bản ta được kết quả
+ Tìm các đại lượng đặc trưng của dao động: Để giải bài toán dạng này ta dựa vào phương trình dao động
) sin(
x hoặc xAcos( t ), phương trình vận tốc v, gia tốca và các công thức chu kỳ, tần số để tìm ra
A, , , T hoặc f…
TRẮC NGHIỆM LÝ THUYẾT
Câu 1: Dao động điều hoà là gì?
A Là một dao động tuần hoàn
B Là một dao động được mô tả bằng một hàm lượng giác
C Là một dao động được mô tả bằng một phương trình vi phân
D Là một dao động được mô tả bằng một định luật dạng sin(hoặc cosin), trong đó A, , là những hằng số
Câu 2: Đối với một dao động tuần hoàn, khoảng thời gian ngắn nhất sau đó trạng thái dao động lặp lại như cũ gọi là:
A Tần số dao động B Pha của dao động C Chu kỳ dao động D Tần số góc
Câu 3: Công thức nào sau đây không thể dùng biểu diễn toạ độ của một dao động điều hoà phụ thuộc vào thời gian?
A xAsin( t ) B x Acos( t )
C xAtan( t ) D x 1 Asin( t )
Câu 4: Trong dao động điều hoà, gia tốc biến đổi:
A Cùng pha với vận tốc B Ngược pha với vận tốc
C Sớm pha
2
so với vận tốc D Trễ pha
2
so với vận tốc
Câu 5: Hãy chỉ ra thông tin không đúng về dao động điều hoà của chất điểm:
A Biên độ dao động là đại lượng không đổi B Động năng là đại lượng biến đổi
C Giá trị vận tốc tỷ lệ thuận với ly độ D Giá trị của lực tỷ lệ thuận với ly độ
Trang 2Câu 6: Một vật dao động trên đoạn đường thẳng Có những điểm mà tại đó nó lần lượt rời xa và sau đó tiến lại gần một
điểm A nào đó trên đường thẳng ấy Tại thời điểm t1 vật xuất hiện gần điểm A nhất và tại thời điểm t2 xa điểm A nhất Vật này:
A Tại thời điểm t1 có vận tốc lớn nhất B Tại thời điểm t2 có vận tốc lớn nhất
C Có vận tốc lớn nhất tại cả t1 và t2 D Tại cả hai thời điểm t1 và t2 đều có vận tốc bằng không
Câu 7: Trong chuyển động dao động điều hoà xAsin( t 0), những đại lượng nào dưới đây đạt giá trị cực đại tại pha ( t 0) 3 :
A Lực và vận tốc B Lực và ly độ C Động năng và vận tốc D Gia tốc và vận tốc
Câu 8: Trong dao động điều hoà, giá trị gia tốc của vật:
A Tăng khi giá trị vận tốc của vật tăng B Giảm khi giá trị vận tốc của vật tăng
C Không thay đổi D Tăng hay giảm là tuỳ thuộc vào giá trị vận tốc ban đầu của vật lớn hay nhỏ
Câu 9: Một vật dao động điều hoà với phương trình x Asin( t 0) Hệ thức liên hệ giữa biên độ A, li độ x, vận tốc góc và vận tốc v có dạng như thế nào?
A
v x
v x
v x
v x
A
Câu 10: Vận tốc của chất điểm dao động điều hoà có độ lớn cực đại khi:
A Li độ có độ lớn cực đại B Gia tốc có độ lớn cực đại
C Li độ bằng không D Pha cực đại
Câu 11: Dao động được mô tả bằng biểu thức có dạng xAsin( t 0), trong đó A; và 0 là những hằng số, được gọi là dao động gì?
A Dao động tuần hoàn B Dao động điều hoà C Dao động tắt dần D Dao động cưỡng bức
Câu 12: Trong chuyển động dao động thẳng xAsin( t 0), những đại lượng nào dưới đây đạt giá trị cực đại tại pha ( t 0) 3 / 2?
A Lực và vận tốc B Ly độ và vận tốc C Lực và li độ D Gia tốc và vận tốc
Câu 13: Gia tốc của chất điểm dao động điều hoà bằng không khi:
A Li độ cực đại B Li độ cự c tiểu C Vận tốc cực đại hoặc cực tiểu D vận tốc bằng không
TRẮC NGHIỆM BÀI TẬP
BÀI TOÁN 1: Biết phương trình dao động suy ra các đại lượng khác:
Câu 14: Một vật thựchiện dao động điều hoà dọc theo trục Ox theo phương trình:
) , )(
6 10 sin(
2 ,
Các đại lượng: Chu kỳ T, tần số góc , pha ban đầu 0, biên độ A và ly độ x của vật tại thời điểm t=0,2s lần lượt bằng bao nhiêu?
A 0 , 1s; 5 /s; / 6 ; 0 , 2m; 0 , 1m B 0 , 2s; 10 /s; / 3 ; 0 , 1m; 0 , 2m
C 0 , 1s; 5 /s; / 3 ; 0 , 2m; 0 , 2m D 0 , 2s; 10 /s; / 6 ; 0 , 2m; 0 , 1m
Câu 15: Phương trình dao động của vật là: )( , )
2 4 cos(
a) Xác định biên độ, tần số góc, chu kỳ dao động
b) Xác định ly độ tại thời điểm t=0,25s
A Biên độ 5cm; tần số góc 2 rad/s; chu kỳ 1s; x=4,33cm
B Biên độ 5cm; tần số góc 4 rad/s; chu kỳ 0,5s; x=2,33cm
C Biên độ 5cm; tần số góc 2 rad/s; chu kỳ 1s; x=6,35cm
D Biên độ 5cm; tần số góc 4 rad/s; chu kỳ 0,5s; x=4,33cm
Câu 16: Điểm M dao động điều hoà theo phương trình: x 2 , 5 cos( 10t)(cm) Vào thời điểm nào thì pha dao động đạt giá trị 3 , lúc ấy li độ x bằng bao nhiêu?
A t s;x 1 , 5cm
30
1
30
1
30
1
60
1
Câu 17: Điểm M dao động điều hoà theo phương trình: x 2 , 5 cos( 10t)(cm) Tính vận tốc trung bình của chuyển động trong thời gian nửa chu kỳ từ lúc ly độ cực tiểu đến lúc li độ cực đại
Trang 3A 0,5m/s B 0,75m/s C 1m/s D 1,25m/s.
Câu 18: Một vật dao động điều hoà với phương trình xAsin( t 0) Biết rằng trong khoảng 601 giây đầu tiên, vật đi từ vị trí cân bằng và đạt được li độ
2
3
A
x theo chiều dương của trục Ox Trái lại, tại vị trí li độ x=2cm, vận tốc của vật v 40 3 cm/s Tần số góc và biên độ dao động của vật lần lượt bằng bao nhiêu?
A 20 /s; 4cm B 30 /s; 2cm C 10 /s; 3cm D 40 /s; 4cm
BÀI TOÁN 2: Viết phương trình dao động điều hoà.
Câu 19: Li độ của một vật dao động điều hoà là hàm côsin và bằng 3cm, khi pha bằng 3 , tần số bằng 5Hz Viết phương trình dao động, lấy gốc thời gian vào lúc li độ cực đại
A x 3 cos( 10 t)(cm) B x 2 3 cos( 10 t)(cm)
3 10 cos(
3
3 10 sin(
3
Câu 20: Một vật dao động điều hoà với biên độ A=4cm và chu kỳ T=2s Viết phương trình dao động của vật, chọn gốc
thời gian là lúc nó đi qua vị trí cân bằng theo chiều dương
A x 4 sin(t)(cm) B x 4 cos( 2 t )(cm) C x 4sin(t 2)(cm) D x 4 cos( 2 t )(cm)
Câu 21: Một điểm dao động điều hoà theo hàm sin với chu kỳ 2s và có vận tốc 1m/s vào lúc pha dao động là 4 Viết phương trình dao động, chọn gốc thời gian là lúc li độ cực dại và dương
2 sin(
45
,
2 100 sin(
5 ,
2 10 sin(
6
,
2 10 sin(
45 ,
Câu 22: Chất điểm thực hiện dao động điều hoà theo phương nằm ngang trên đoạn thẳng AB=2a với chu kỳ T=2s.
Chọn gốc thời gian t=0 khi chất điểm nằm ở li độ x=a/2 và vận tốc có giá trị âm phương trình dao động của chất điểm có dạng như thế nào?
2
5 sin(
6 sin(
6
5 sin(
6 sin(
x
Câu 23: Li độ x của một dao động tử biến đổi theo thời gian với tần số là 60Hz, biên độ là 5cm Viết phương trình dao
động(dưới dạng hàm côsin) trong trường hợp vào thời điểm ban đầu x=2,5cm và giảm
3 120 cos(
2 120 cos(
2 120 cos(
3 120 cos(
Câu 24: Một vật dao động điều hoà với biên độ A=10cm và tần số f=2Hz Viết phương trình dao động của vật, chọn
gốc thời gian là lúc vật đạt li độ cực đại
A x 10 sin( 4t)(cm) B x 10 cos( 4t)(cm) C x 10 cos( 2t)(cm) D x 10 sin( 2t)(cm)
BÀI TOÁN 3: Tìm các đại lượng đặc trưng của dao động:
Câu 25: Biên độ của dao động điều là 0,50m Li độ là hàm sin, gốc thời gian chọn vào lúc li độ cực đại Xét trong chu
kỳ dao động đầu tiên, tìm pha của dao động ứng với li độ x=0,25 3(m)
A
6
5
B
2
C
4
D
3
2
Câu 26: Biên độ của dao động điều là 0,50m Li độ là hàm sin, gốc thời gian chọn vào lúc li độ cực đại Xét trong chu
kỳ dao động đầu tiên, tìm pha của dao động ứng với li độ x=0,25 (m)
Câu 27: : Một vật thực hiện dao động điều hoà với chu kỳ dao động T=3,14s và biên độ A=1m Tại thời điểm vật đi qua
vị trí cân bằng, vận tốc của vật đó bằng bao nhiêu?
Câu 28: Một vật dao động điều hoà với biên độ A=4cm và chu kỳ T=2s Tính li độ của vật tại thời điểm t=5,5s, pha ban
đầu bằng không
Trang 4Câu 29: Tại thời điểm khi vật thực hiện dao động điều hoà với vận tốc bằng ½ vận tốc cực đại, vật xuất hiện tại li độ
bằng bao nhiêu?
A
2
3
Câu 30: Một vật dao động điều hoà với biên độ A=4cm và chu kỳ T=2s Xác định những thời điểm vật đi qua qua điểm
có li độ x1=2cm Phân biệt lúc vật đi qua theo chiều dương và theo chiều âm
A t 2k
6
1
Vật đi qua x1 theo chiều dương 2 ( )
6
5
s k
t vật đi qua x1 theo chiều âm
B t 2k
3
1
Vật đi qua x1 theo chiều dương 2 ( )
3
5
s k
t vật đi qua x1 theo chiều âm
C t k
6
1
Vật đi qua x1 theo chiều dương ( )
6
5
s k
t vật đi qua x1 theo chiều âm
D t 2k
6
5
Vật đi qua x1 theo chiều dương 2 ( )
6
1
s k
t vật đi qua x1 theo chiều âm
Câu 31: Một vật dao động điều hoà có chu kỳ T=2s biên độ A=2cm Hỏi vật đi từ x1=1cm thẳng ra biên rồi về đến x2=
3cm hết thời gian bao nhiêu?
A s
3
1
B s
6
5
C 0,5s và 1,5s D Kết quả khác
Chủ đề II: NĂNG LƯỢNG DAO ĐỘNG ĐIỀU HOÀ
TÓM TẮT LÝ THUYẾT
1 Năng lượng của dao động điều hoà:
Cơ năng E của con lắc lò xo, bao gồm:
a) Động năng của vật: Động năng của vật Eđ= 2
2
1
mv , trong đó v là vận tốc của vật, và m là khối lượng của vật
Vậy: Eđ= 2
2
1
mv với: v Acos( t )
Eđ= cos ( )
2
mA
b) Thế năng đàn hồi: Thế năng đàn hồi của lò xo là: Et= 2 2 2
2 2
1
x m
Phương trình li độ của con lắc là: xAsin( t )
Thế năng của vật bằng công của lực đàn hồi đưa về vị trí cân bằng
Et= 2
2
1
kx với: xAsin( t )
Et= sin ( )
2
t
kA
c)Cơ năng toàn phần của hệ:
E = Eđ + Et (với k=m 2
)
E = Eđ + Et = 2
2
1
kA = hằng số
d) Định luật bảo toàn cơ năng: Cơ năng của một vật dao động điều hoà được bảo toàn Trong suốt quá trình dao động,
cơ năng không đổi và tỉ lệ với bình phương biên độ
Chú ý: Năng lượng toàn phần của con lắc phụ thuộc sự kích thích ban đầu.
Đối với con lắc đơn, thế năng là thế năng trọng trường: Et = mgh = mgl(1-cos )
TRẮC NGHIỆM LÝ THUYẾT
Câu 1: Tìm đáp án sai:
Cơ năng của dao động tử điều hoà bằng:
A Tổng động năng và thế năng vào thời điểm bất kỳ
B Động năng vào thời điểm ban đầu
C Thế năng ở vị trí biên
D Động năng ở vị trí cân bằng
Trang 5Câu 2: Khi nói về năng lượng trong dao động điều hoà, phát biểu nào không đúng?
A Tổng năng lượng là đại lượng tỷ lệ với bình phương của biên độ
B Tổng năng lượng là đại lượng biến thiên theo li độ
C Động năng và thế năng là những đại lượng biến thiên điều hoà
D Tổng năng lượng của con lắc phụ thuộc vào kích thích ban đầu
Câu 3: Trong chuyển động dao động cuả con lắc lò xo, những đại lượng nào dưới đây đạt giá trị cực đại tại pha
2 / 3 )
( 0
A Thế năng và vận tốc B Li độ và động năng
C Lực và thế năng D Gia tốc và vận tốc
Câu 4: Đồ thị nào trình bày trên hình dưới đây diễn tả sự phụ thuộc cử tổng năng lượng E của vật dao động điều hòa
vào biên độ A:
TRẮC NGHIỆM BÀI TẬP
Câu 6: Một con lắclò xo dao động với biên độ A= 2m Vị trí (li độ) của quả lắc, khi thế năng bằng động năng của nó bằng bao nhiêu?
Câu 7: Một vật có khối lượng 2g dao động điều hoà với biên độ 2cm và tần số 5Hz Hãy tính cơ năng của vật.
A E=2.10-4J B E=3.10-4J C E=4.10-4J D E=5.10-4J
Câu 8: Tổng năng lượng của một vật dao động điều hoà E=3.10-5J Lực cực đại tác dụng lên vật bằng 1,5.10-3N, chu kỳ dao động T=2s và pha ban đầu
3
0
Phương trình dao động của vật có dạng nào trong các dạng sau đây?
3 sin(
02
,
3 sin(
04 ,
3 sin(
2
,
3 sin(
4 ,
Câu 9: Một vật nhỏ khối lượng m=160g gắn vào đầu một lò xo đàn hồi có độ cứng k=100 N/m, khối lượng không đáng
kể; đầu kia của lò xo được giữ cố định Tất cả nằm trên một mặt ngang không ma sát Vật được đưa về vị trí mà tại đó lò xo dãn 5cm sau đó vật được thả ra nhẹ nhàng cho dao động Xác định vận tốc của vật khi:
a) Vật về tới vị trí lò xo không bị biến dạng
b) Vật về tới vị trí lò xo dãn 3cm
A v0=2,25m/s; v=1,25m/s B v0=1,25m/s; v=1m/s
C v0=1,50m/s; v=1,25m/s D v0=0,75m/s; v=0,50m/s
Câu 10: Một lò xo đàn hồi có độ cứng 200 N/m, khối lượng không đáng kể, được treo thẳng đứng Đầu dưới của lò xo
gắn vào vật nhỏ m=400g Vật được giữ tại vị trí lò xo không co dãn, sau đó được thả ra nhẹ nhàng cho dao động
a) Tới vị trí nào thì lực đàn hồi cân bằng với trọng lực của vật?
b) Tính vận tốc của vật tại vị trí đó (lấy g=10m/s2)
A l=10-2m; v=0,25m/s B l =1,2.10-2m; v=0,14m/s
C l =2.10-2m; v=0,5m/s D l =2.10-2m; v=0,45m/s
Chủ đề III: CON LẮC LÒ XO
E
E
E
E
Trang 6TÓM TẮT LÝ THUYẾT
1 Con lắc lò xo:
a) Định nghĩa: Con lắc lò xo gồm một vật nặng gắn vào lò xo có khối lượng không đáng kể Con lắc lò xo có thể được đặt nằm ngang, hoặc treo thẳng đứng
b) Phương trình chuyển động:
Xét hệ cơ học như hình vẽ:
Đưa vật nặng ra khỏi vị trí cân bằng O một đoạn rồi thả ra Vật nặng
dao động qua lại hai bên O, chọn trục toạ độ (như hình vẽ)
Gọi m là khối lượng vật nặng (kg)
k: là độ cứng của lò xo (N/m), bỏ qua ma sát và khối lượng lò xo
Khi vật cách vị trí cân bằng một đoạn x, vật chịu tác dụng của 3 lực: Trọng lực Pm.g, phản lực N của thanh ngang và lực đàn hồi F=-kx của lò xo
Trong đó: PN 0
Vậy hợp lực tác dụng lên vật nặng là: F=-kx
Theo định luật II niu-tơn:
Vật nặng thu gia tốc:
m
kx m
F
Mà : a = x’’ và đặt 2 m k
Ta có: x’’= x x
m
Nghiệm của phương trình một có dạng: xAsin( t )
Trong đó A, là những hằng số và
m
k
(2) Thật vậy: với xAsin( t )
vx' Acos(t)
' '' 2 sin( )
a
Vậy: a = x’’ = 2x
+ Kết luận: Dao động của con lắc lò xo là một dao động được mô tả bằng một định luật hàm sin (hoặc côsin), trong đó
A, , là những hằng số (A, đều dương) nếu là dao động điều hoà
c) Chu kỳ và tần số:
Chu kỳ T, tần số của con lắc lò xo:
T
f 1(Hz)
Giữa T, f, có hệ thức: 2 2 (rad/s)
T
Đối với vật nặng gắn vào lò xo, do:
m
k
nên:
k
m
T 2 và
m
k
2 1
Dao động của con lắc lò xo như trên được gọi là dao động tự do vì chu kỳ phụ thuộc vào m và k
2 Phương pháp giải toán:
Trong chủ đề này có hai bài toán chủ yếu:
a) Bài toán 1: Dao động của con lắc lò xo.
Dựa vào các công thức về chu kỳ:
k
m
T 2 , tần số:
m
k
2
1 , kết hợp phương trình dao động )
sin(
x , phương trình vận tốc, gia tốc, lực và thế năng đàn hồi để giải
b) Bài toán 2: Dao động của hệ con lắc lò xo mắc song song và nối tiếp:
Đối với bài toán hệ con lắc lò xo, dùng động lực học ta chứng minh được rằng:
+ Hai lò xo k1 và k2 mắc song song thì độ cứng tương đương hệ hai lò xo là: k=k1+k2 Từ đó tần số góc và chu kỳ dao động của hệ là:
m
k
k1 2
2 1
2
k k
m T
F
x O
Trang 7+ Hai lò xo k1 và k2 mắc nối tiếp thì độ cứng tương đương hệ hai lò xo là:
2 1
2
1
k k
k k k
Từ đó tần số góc và chu kỳ dao động của hệ là:
) (
2 1
2 1
k k m
k k
2 1
2 1
) (
2
k k
k k m
T
TRẮC NGHIỆM LÝ THUYẾT
Câu 1: Con lắc lò xo đang cân bằng trên mặt phẳng nhẵn nằm ngang, tác dụng một lực Fkhông đổi dọc theo trục của lò xo, lò xo giãn đoạn cực đại là l Ta tính được độ cứng của lò xo là:
A K F l
2
C K F l
3
Câu 2: Công thức nào sau đây không thể dùng khi biểu diễn chu kỳ của dao động điều hoà của co lắc lò xo?
A
k
m
2
Câu 3: Công thức nào biểu diễn tần số góc của con lắc lò xo:
A
k
m
m
k
m
k
2
l
g
TRẮC NGHIỆM BÀI TẬP
BÀI TOÁN 1: Dao động của con lắc lò xo.
Câu 4: Khi gắn một vật có khối lượng m1=4kg vào một lò xo có khối lượng không đáng kể, nó dao động với chu kỳ
T1=1s Khi gắn một vật khác khói lượng m2 vào lò xo trên, nó dao động với chu kỳ T2=0,5s Khối lượng m2 bằng bao nhiêu?
Câu 5: Lần lượt treo hai vật nặng m1 và m2 vào một lò xo có độ cứng k=40N/m và kích thích chúng dao động Trong cùng một khoảng thời gian nhất định, m1 thực hiện 20 dao động và m2 thực hiện 10 dao động Nếu cùng treo cả hai vật đó vào lò xo thì chu kỳ dao động của hệ bằng 2 s Khối lượng m1 và m2 lần lượt là bao nhiêu?
A 0,5kg; 1kg B 0,5 kg; 2 kg C 1 kg; 1 kg D 1 kg; 2 kg
Câu 6: Con lắc lò xo gồm một vật khối lượng m1, một lò xo có khối lượng không đáng kể và có độ cứng k=100N/m thực hiện dao động điều hoà Tại thời điểm t=1s, li độ và vận tốc của vật lần lượt bằng x=0,3m và v=4m/s
Tính biên độ dao động của vật
Câu 7: Viên bi m1 gắn vào lò xo k thì hệ dao động với chu kỳ T1=0,6s, viên bi m2 gắn vào lò xo k thì hệ dao động với chu kỳ T2=0,8s Hỏi nếu gắn cả hai viên bi m1 và m2 với nhau và gắn vào lò xo k thì hệ dao động với chu kỳ bằng bao nhiêu?
Câu 8: Một con lắc lò xo gồm viên bi khối lượng m và lò xo có độ cứng k=100 N/m, có chu kỳ dao động
T=0,314s Khối lượng viên bi là:
Câu 9: Một con lắc lò xo dao động đàn hồi với biên độ A=0,1m và chu kỳ T=0,5s Khối lượng của quả lắc là
m=0,25kg Lực đàn hồi cực đại tác dụng lên quả lắc bằng bao nhiêu?
A Gần 4N B Gần 0,4N C Gần 10N D Gần 40N
Câu 10: Một vật khối lượng m=0,5kg được gắn vào lò xo không trọng lượng có độ cứng k=600 N/m dao động
với biên độ A=0,1m Tính vận tốc của vật khi xuất hiện ở li độ x=0,05m
Câu 11: Một con lắc lò xo dao động thẳng đứng có độ cứng k=10 N/m Quả lắc có khối lượng 0,4kg Từ vị trí
cân bằng người ta cấp cho quả lắc một vận tốc ban đầu v0=1,5 m/s theo phương thẳng đứng và hướng lên trên Chọn gốc toạ độ tại vị trí cân bằng, chiều dương cùng chiều với chiều vận tốc v0 và gốc thời gian là lúc bắt đầu chuyển động Phương trình chuyển động có dạng:
Trang 8A x 0 , 15 sin( 5t)(m) B )( )
2 5 sin(
15 ,
) )(
2 5
sin(
3
,
Câu 12: Một con lắc lò xo dao động điều hoà với chu kỳ T=5s Biết rằng tại thời điểm t=5s quả lắc có li độ x0=
2
2 cm và vận tốc v0=
5
2 (cm/s) Phương trình dao động của con lắc lò xo có dạng như thế nào?
4 5
2
4 5
2
2 5
2 sin(
) )(
2 5
2
sin(
Câu 13: Một con lắc lò xo dao động với biên độ A=4cm và chu kỳ T=0,5s Vật nặng của con lắc có khối lượng
là 0,4kg Tính cơ năng của con lắc và độ lớn cực đại của vận tốc
A E=0,06J; vmax=0,6 m/s B E=0,05J; vmax=0,5 m/s
C E=0,04J; vmax=0,4 m/s D E=0,03J; vmax=0,3 m/s
Câu 14: Một con lắc lò xo có khối lượng m=0,4kg và độ cứng k=40 N/m Người ta kéo vật nặng ra khỏi vị trí
cân bằng một đoạn bằng 4cm và thả tự do Viết phương trình dao động của vật nặng
2 100 sin(
) )(
2 100
sin(
2 10 sin(
2 10 sin(
Câu 15: Một con lắc lò xo có khối lượng m=0,4kg và độ cứng k=40 N/m Người ta kéo vật nặng ra khỏi vị trí
cân bằng một đoạn bằng 4cm và thả tự do Tìm độ lớn vận tốc cực dại của vật nặng và cơ năng của vật nặng
A vmax=20 cm/s; E=0,32J B vmax=50 cm/s; E=0,052J
C vmax=40 cm/s; E=0,032J.D vmax=60 cm/s; E=0,042J
Câu 16: Một con lắc lò xo có khối lượng m=0,4kg và độ cứng k=40 N/m Vật nặng ở vị trí cân bằng Dùng búa
gõ vào quả nặng, truyền cho nó vận tốc ban đầu bằng 20 cm/s
a) Viết phương trình dao động của quả nặng
b) Vận tốc ban đầu của vật nặng phải bằng bao nhiêu để biên độ dao động của nó bằng 4cm
A x 0 , 2 sin( 10t)(m); v0=0,2 m/s B x 0 , 12 sin( 10t)(m); v0=0,36m/s
C x 0 , 34 sin( 10t)(m); v0=0,52 m/s D x 0 , 02 sin( 10t)(m); v0=0,4 m/s
Câu 17: Trong một phút vật nặng gắn vào đàu một lò xo thực hiện đúng 40 chu kỳ dao động với biên độ 8cm Tìm giá
trị lớn nhất của vận tốc và gia tốc
A vmax=0,4 m/s; amax=3,4 m/s2 B vmax=0,55 m/s; amax=2,6 m/s2
C vmax=0,34 m/s; amax=1,4 m/s2 D vmax=0,63 m/s; amax=4,1 m/s2
Câu 18: Treo quả nặng 200g vào một lò xo và cho dao động tự do, chu kỳ dao động là 2s tính độ cứng k của lò xo.
A k=2,04 N/m B k=1,97 N/m C k=3,12 N/m D k=2,21 N/m
BÀI TOÁN 2: Dao động của hệ con lắc nối tiếp hoặc song song:
Câu 19: Có hai lò xo giống hệt nhau có độ cứng k=2 N/m.
a) Nối hai lò xo liên tiếp(hình a) rồi treo quả nặng 200g vào
và cho dao động tự do Tính chu kì dao động T1
b) Nối hai lò xo song (hình b) rồi treo quả nặng 200g vào
và cho dao động tự do Tính chu kì dao động T2
A T1=2,0 s; T2=3,12 s
B T1=2,0 s; T2=1,12 s
C T1=2,83 s; T2=1,41 s
Trang 9D T1=4,21 s; T2=2,1 s.
Câu 20: Một lò xo có độ cứng k và hai vật có khối lượng m1 và m2
Nếu dùng m1 thì tần số riêng là 1 Nếu dùng m2 thì tần số riêng
là 2 Hỏi tần số riêng là bao nhiêu nếu ta dùng lò xo và khối lượng m=m1+m2
A 1 2 B
2 1
2
1
2 1
2
1
D 1 2
Câu 21: Cho hai lò xo có độ cứng lần lượt là k1 và k2 Nối chúng liên tiếp nhau Tính độ cứng k của lò xo hợp thành
A k=k1+k2 B
2 1
2
1 2
k k
k k
2 1
2
1
k k
k k
Câu 22: Hai lò xo có độ cứng lần lượt là k1 và k2 Nối chúng song song nhau, và khi đặt lực tác dụng vào thanh nối hai đầu lò xo thì lựa chọn điểm đặt thích hợp để hai lò xo luôn luôn có cùng độ dãn Tính độ cứng k của lò xo hợp thành
A k=k1+k2 B
2 1
2
1 2
k k
k k
2 1
2
1
k k
k k
Câu 23: Treo một quả nặng vào lo xo 1, nó dao động với chu kỳ T1 Treo cùng quả nặng ấy vào lò xo 2, nó sao động với chu kỳ T2 Nếu nối liên tiếp hai lò xo rồi treo vật nặng vào lò xo hợp thành thì vật dao động với chu kì bằng bao nhiêu?
2 2
1 T
T
2
2 1
2
1
T T
T T T
D T 2T1 T2
Câu 24: Treo một quả nặng vào lo xo 1, nó dao động với chu kỳ T1 Treo cùng quả nặng ấy vào lò xo 2, nó sao động với chu kỳ T2 Hai lò xo cùng chiều dài Nếu nối song song hai lò xo rồi treo vật nặng vào lò xo hợp thành thì vật dao động với chu kì bằng bao nhiêu?
2 2
1 T
T
2
2 1
2
1
T T
T T T
D T 2T1 T2
Câu 25: Một con lắc lò xo gồm một hòn bi khối lượng m gắn vào đầu của hai lò xo nằm ngang, hai lò xo này có cùng
trục và ở hai phía khác nhau của hòn bi (hình vẽ) Đầu kia của hai lò xo giữ cố định Độ cứng của hai lò xo lần lượt là k1 và k2 Hòn bi có thể dao động không ma sát dọc theo trục chung của hai lò xo Tính chu kỳ dao động của con lắc
A
2 1 2
2
k k
m T
2 1
2
k k
m T
2
1 k k
m T
2 1
2 2
k k
m T
m k2
k1
