Chuyên đề định dạng và giải bài tập dao động cơ _tài liệu luyện thi đại học môn vật lý

Đi qua vị trí có li độ x = 1,5 cm và đang chuyển động theo chiều dương trục Ox.A. Đi qua vị trí có li độ x 5 3cm và đang chuyển động theo chiều dương trục Ox Solution: Đưa phương trình

Trang 1

ĐỀ CƯƠNG CHUYÊN ĐỀ : ĐỊNH DẠNG VÀ GIẢI BÀI TẬP DAO ĐỘNG CƠ

۞ Nội dung 1: Mở Đầu Về Dao Động Điều Hoà Phương Trình Li Độ

+ Bài 1: Phương Trình Li Độ Pha và Trạng Thái Dao Động

+ Bài 2: Trục phân bố thời gian dao động Đọc đồ thị - viết phương trình dao động

Bài toán lặp lại trạng thái thời điểm

+ Bài 3: Quãng Đường, Thời Gian và Tốc Độ Trung Bình Trong Dao Động

+ Bài 4: Quãng Đường, Thời Gian Lớn Nhất, Nhỏ Nhất Trong Dao Động

۞ Nội dung 2: Các Đại Lượng Dao Động: x, v, p, a, F và Mối Quan Hệ

+ Bài 1: Lí Thuyết Về Các Đại Lượng Dao Động x, v, p, a, F và Mối Quan Hệ

+ Bài 2: Những Dạng Bài Cơ Bản Về Các Đại Lượng

+ Bài 3: Giá Trị Tức Thời Các Đại Lượng Dao Động Tại Cùng Một Thời Điểm

+ Bài 4: Giá Trị Tức Thời Các Đại Lượng Dao Động Tại Các Thời Điểm Khác Nhau

+ Bài 5: Quãng Đường, Thời Gian Phức Hợp Các Đại Lượng Dao Động

۞ Nội dung 3: Con Lắc Lò Xo Năng Lượng Con Lắc Lò Xo

+ Bài 1: Chu Kì, Tần Số Con Lắc Lò Xo Dao Động Của Con Lắc Lò Xo

+ Bài 2: Năng Lượng Con Lắc Lò Xo Các Dạng Bài Cơ Bản

+ Bài 3: Năng Lượng Con Lắc Lò Xo Tổng Hợp Và Nâng Cao

+ Bài 4: Cắt, Nối, Ghép Lò Xo Lí Tưởng Các Dạng Bài Đặc Biệt

۞ Nội dung 4: Con Lắc Lò Xo Thẳng Đứng

+ Bài 1: Biên Độ, Độ Giãn Nén, Chiều Dài Lò Xo Trong Quá Trình Dao Động

+ Bài 2: Lực Đàn Hồi, Lực Kéo Về Trong Quá Trình Vật Dao Động

+ Bài 3: Thời Gian Dao Động Con Lắc Lò Xo Treo Thẳng Đứng

+ Bài 4: Dao Động Con Lắc Lò Xo Gắn Trên Giá; Con Lắc Lò Xo Trên Mặt Phẳng Nghiêng

۞ Nội dung 5: Con Lắc Đơn

+ Bài 1: Chu Kì, Tần Số, Phương Trình Dao Động Con Lắc Đơn

+ Bài 2: Chu Kì, VTCB Con Lắc Đơn Chịu Thêm Tác Dụng Lực Điện, Quán Tính, Acsimet

+ Bài 3: Tốc Độ, Lực Căng Dây, Năng Lượng của Con Lắc Đơn

۞ Nội dung 6: Dao Động Trong Các Trường Hợp Đặc Biệt

+ Bài 1: Dao Động Con Lắc Chịu Thêm Tác Dụng: Lực Ma Sát, Lực Điện, Lực Quán Tính

+ Bài 2: Dao Động Con Lắc Liên Quan Đến Va Chạm (Đàn Hồi Hoặc Mềm)

+ Bài 3: Điều Kiện Dao Động Một Số Con Lắc Đặc Biệt.

۞ Nội dung 7: Tổng Hợp Dao Động

+ Bài 1: Lí Thuyết và Bài Tập Tổng Hợp Dao Động Cơ Bản

+ Bài 2: Bài Tập Tổng Hợp Dao Động Nâng Cao

+ Bài 3: Bài Toán Hai Vật Dao Động Cùng Tần Số

+ Bài 4: Bài Toán Hai Vật Dao Động Khác Tần Số

+ Bài 5: Giải Đề Luyện Tập Nội Dung 7

۞ Nội dung 8: Dao Động Tắt Dần, Dao Động Tự Do, Duy Trì, Cưỡng Bức

+ Bài 1: Lí Thuyết Các Loại Dao Động

+ Bài 2: Bài Tập Dao Động Tắt Dần, Dao Động Cưỡng Bức

۞ Nội dung 9: Thí Nghiệm, Thực Hành Về Dao Động Cơ

+ Bài 1: Tìm Hiểu Các Dụng Cụ TN Tiến Trình Thí Nghiệm Trên Các Dụng Cụ TN

+ Bài 2: Cách Ghi Số Liệu và Xử Lí Số Liệu

۞ Nội dung 10: Đề Luyện Tập Tổng Hợp

+ Đề Luyện Tập Tổng Hợp Số 1

Ghi chú:

+ Các bài giảng chữ màu có nhiều kiến thức dễ – Trong đề thi ĐH-CĐ có 6-7 câu

+ Các bài giảng chữ màu có nội dung trung bình – Trong đề thi ĐH-CĐ có 1-2 câu

+ Các bài giảng chữ màu có nhiều nội dung khó – Trong đề thi ĐH-CĐ có 1-2 câu

Trang 2

-A A x

(+) O

PHẦN 1: MỞ ĐẦU VỀ DAO ĐỘNG ĐIỀU HOÀ PHƯƠNG TRÌNH LI ĐỘ

Bài 1 Phương Trình Li Độ Pha và Trạng Thái Dao Động

 A được gọi là biên độ dao động (Vật dao động qua lại giữa hai vị trí biên có li độ x = - A và x = A)

 Quỹ đạo dao động có độ dài : 2A

Đại lượng:     t t được gọi là pha dao động của vật tại thời điểm t

 Tại t = 0:   0 được gọi là pha ban đầu

 Công thức xác định li độ vật có thể viết lại:

 Hình chiếu P xuống Ox chính là vị trí của vật

 P thuộc nửa trên đường tròn  vật có xu hướng chuyển động

ngược chiều Ox

P thuộc nửa dưới đường tròn  vật có xu hướng chuyển động

theo chiều Ox

Trạng thái dao động của vật gồm:

 Li độ x của vật

 Chiều chuyển động của vật

Chu kì, tần số dao động:

 Chu kì T có thể hiểu theo 2 cách:

 Khoảng thời gian vật thực hiện được 1 dao động toàn phần hay khoảng thời gian ngắn nhất vật lặp

lại trạng thái dao động

 Khoảng thời gian để điểm pha P đi được 1 vòng Do đó:T 2

Trang 3

Đường tròn pha dao động – vị trí vật có giá trị đặc biệt phải nhớ

0 (+)

x (+)

-5π 6 -3π 4 -2π 3

-π 2

-π 3

-π 4

-π 6

π

5π 6

3π 4

2π 3

π 2

π 3 π 4

π 6

A

A 3 2

A 2 2 A 2 O

-A 2

-A 2 2 -A 3 2 -A

Từ hình vẽ trên, ta rút ra những kết luận về quan hệ giữa pha dao động và trạng thái dao động:

 Pha dao động vật  t 2k  Vật ở vị trí biên dương x = A

 Pha dao động vật     t 2k  Vật ở vị trí biên dương x = - A

Trang 4

  Gốc thời gian đã được chọn lúc vật

có trạng thái chuyển động như thế nào?

A. Đi qua vị trí có li độ x = 1,5 3 cm cm và đang chuyển động theo chiều dương trục Ox

B. Đi qua vị trí có li độ x = 1,5 cm và đang chuyển động theo chiều âm của trục Ox

C. Đi qua vị trí có li độ x = 1,5 cm và đang chuyển động theo chiều dương trục Ox

D. Đi qua vị trí có li độ x = 1,5 3 cm và đang chuyển động theo chiều âm trục Ox

Trang 5

Solution: Đưa phương trình dao động về dạng chuẩn tắc; áp dụng công thức: sin a cos a

A. Đi qua vị trí có li độ x = - 5 cm và đang chuyển động theo chiều dương trục Ox

B. Đi qua vị trí có li độ x = - 5 cm và đang chuyển động theo chiều âm của trục Ox

C. Đi qua vị trí có li độ x 5 3cm và đang chuyển động theo chiều âm trục Ox

D. Đi qua vị trí có li độ x 5 3cm và đang chuyển động theo chiều dương trục Ox

Solution: Đưa phương trình dao động về dạng chuẩn tắc:

Một vật dao động điều hòa dọc theo trục Ox với biên độ 5cm, chu kì 2s Tại thời điểm t = 0 s vật đi qua

vị trí cân bằng theo chiều dương Phương trình dao động của vật là:

Trang 6

Solution: Phương trình dao động có dạng tổng quát là: xAcos( t  )(*)

Quỹ đạo dao động: 2A = 8 A = 4 cm

Thời điểm t = 8,5 s vật qua vị trí có li độ 2 cm (A

2 ) theo chiều âm

 pha dao động tại t = 8,5 s là: 8,5s  rad

Câu 3: Một vật dao động điều hoà theo phương trình x Asin t (cm;s)

Câu 4: Một vật dao động điều hoà theo phương trình x 4 cos t (cm;s) thì biên độ và pha ban đầu lần lượt là

Trang 7

A. -4 cm; 0 B. 4 cm; 0 C. 4 cm; π rad D. 3 cm;

2

rad

Câu 5: Một vật dao động điều hoà theo phương trình x 3sin t (cm;s)

Câu 6: Một vật dao động điều hoà theo phương trình x 5sin t (cm;s)

Câu 7 (ĐH-2013): Một vật nhỏ dao động điều hòa theo một quỹ đạo dài 12cm Dao động có biên độ

A. Đi qua vị trí có li độ x = - 1,5 cm và đang chuyển động theo chiều dương trục Ox

B. Đi qua vị trí có li độ x = 1,5 cm và đang chuyển động theo chiều âm của trục Ox

C. Đi qua vị trí có li độ x = 1,5 cm và đang chuyển động theo chiều dương trục Ox

D. Đi qua vị trí có li độ x = - 1,5 cm và đang chuyển động theo chiều âm trục Ox

Câu 10: Một vật dao động điều hoà theo phương trình x 10 cos 2 t cm

A vật có li độ x = 5 cm theo chiều âm B vật có li độ x = – 5 cm theo chiều dương

C vật có li độ x5 3 cm theo chiều âm D vật có li độ x5 3 cmtheo chiều dương

Câu 11: Phương trình dao động có dạng x = Acos(ωt + π/3) , A và ω giá trị dương Gốc thời gian là lúc vật có

 , chuyển động theo chiều âm

Câu 12: Một vật nhỏ dao động điều hòa với biên độ 4cm trên trục Ox Tại thời điểm pha của dao động là 2

3

rad thì vật có li độ:

Câu 13 (CĐ-2008): Một vật dao động điều hoà dọc theo trục Ox với phương trình x = Asinωt Nếu chọn gốc

toạ độ O tại vị trí cân bằng của vật thì gốc thời gian t = 0 là lúc vật

A. ở vị trí li độ cực đại thuộc phần dương của trục Ox

B. qua vị trí cân bằng O ngược chiều dương của trục Ox

C. ở vị trí li độ cực đại thuộc phần âm của trục Ox

D. qua vị trí cân bằng O theo chiều dương của trục Ox

Câu 14 (CĐ-2009): Một chất điểm dao động điều hòa trên trục Ox có phương trình x 8cos( t )

4



   (x tính bằng cm, t tính bằng s) thì

A. lúc t = 0 chất điểm chuyển động theo chiều âm của trục Ox

Trang 8

B. chất điểm chuyển động trên đoạn thẳng dài 8 cm

C. chu kì dao động là 4s

D. tại t = 1 s pha của dao động là 3

4

rad

Câu 15: Phương trình dao động của một vật là: x 5sin( t 5 )

6



   (cm), ω > 0 Gốc thời gian t = 0 được chọn

là lúc

A. Vật có li độ 2,5cm, đang chuyển động về phía vị trí cân bằng

B. Vật có li độ 2,5cm, đang chuyển động về phía biên

C. Vật có li độ - 2,5cm, đang chuyển động về phía vị trí cân bằng

D. Vật có li độ - 2,5cm, đang chuyển động ra phía biên

Câu 16: Một chất điểm dao động điều hòa trên trục Ox có phương trình x 10sin(2 t )

3



   (x tính bằng cm, t tính bằng s) thì thời điểm t = 2.5 s

A. Đi qua vị trí có li độ x = - 5 cm và đang chuyển động theo chiều dương trục Ox

C. Đi qua vị trí có li độ x 5 3cm và đang chuyển động theo chiều âm trục Ox

D. Đi qua vị trí có li độ x 5 3cm và đang chuyển động theo chiều dương trục Ox

Câu 17: Một chất điểm dao động điều hòa trên trục Ox có phương trình x 6 cos( t )

3



   (x tính bằng cm, t tính bằng s) thì

A. lúc t = 0 chất điểm có li độ 3 cm và chuyển động theo chiều dương của trục Ox

B. pha ban đầu của vật là

3

 rad

C. tần số góc dao động là – π rad/s

D. tại t = 1 s pha của dao động là 4

3

 rad

Câu 18. Một vật dao động điều hòa thì pha của dao động

Câu 19 (CĐ-2013): Một vật nhỏ dao động điều hòa theo phương trình x = Acos10t (t tính bằng s), A là biên

độ Tại t = 2 s, pha của dao động là

Câu 20: Một vật nhỏ dao động điều hòa với trên trục Ox Gốc toạ độ được chọn ở vị trí cân bằng Tại thời điểm t pha của dao động là

6

 rad thì tại thời điểm t T

Câu 23: Một vật nhỏ dao động điều hòa dọc theo trục Ox (vị trí cân bằng ở O) với quỹ đạo dài 8 cm và chu kì

là 1s Tại thời điểm t = 0, vật có li độ -4 cm Phương trình dao động của vật là

Trang 9

Câu 27 :Một chất điểm dao động điều hoà theo phương nằm ngang trên đoạn thẳng AB = 8 cm với chu kỳ T =

2 s Chọn gốc tọa độ tại trung điểm của AB, lấy t = 0 khi chất điểm qua li độ x = -2 cm và hướng theo chiều

âm Phương trình dao động của chất điểm là:

C. dương qu vị trí có li độ -A/2 D. âm qua vị trí có li độ A/2

Câu 30:Vật dao động điều hòa theo trục Ox (với O là VTCB), có chu kì 2s, có biên độ A Thời điểm 4,25s vật ở li độ cực tiểu Tại thời điểm ban đầu vật đi theo chiều

Trang 10

Câu 32: Một con lắc lò xo dao động điều hòa dọc theo trục Ox với biên độ 5cm, chu kì 0,5 s Tại thời điểm 0,25 s vật đi qua vị trí x = – 2.5 cm và đang chuyển động ra xa vị trí cân bằng Phương trình dao động của vật là:

Câu 34: Trong một thí nghiêm vật nhỏ dao động điều hòa dọc theo trục Ox (vị trí cân bằng ở O) với biên độ 20

cm và chu kì là 6 s Chọn gốc thời gian là lúc 10 giờ 00 phút 04 giây Xác định phương trình dao động của vật, biết lúc 9 giờ 59 phút 30 giây quan sát thấy vật qua vị trí có li độ 10 cm theo chiều dương

Trang 11

 Thời điểm t1:     1 t1 → x1Acos1 (1)

 Thời điểm t2:     2 t2 → x2Acos2 (2)

Đặt: ∆t = t2 – t1 → Độ lệch pha:       2 1 t

 Nếu ∆t = nT (n Z ) →  2n: Hai thời điểm t1 và t2 vật có cùng pha dao động (Hình 1)

Vậy trạng thái dao động của vật ở hai thời điểm t1 và t2 là như nhau

4t

3TnT

: Tại 2 thời điểm t1 và t2 , pha dao động của vật vuông phA.

Từ (1) và (2), dễ dàng rút ra được quan hệ li độ tại 2 thời điểm: 2 2 2

x x A (Vẽ đường tròn pha để xác định dấu của li độ và chiều chuyển động)

Trang 12

Solution:

Bài cho t = 0 vật ở biên, ta giả sử là biên dương, phương trình dao động là:

x 13cos( t)  

Cách 1:

Thời điểm t, ta có: 13 cos( t) 12 

Thời điểm 2t, vật cách O một đoạn: 13 cos(2 t) 13 2cos ( t) 12   9,15 cm

Một dao động điều hòa với biên độ A trên trục Ox Lúc t = 0 vật đang ở biên dương Thời điểm t vật có

li độ 3 cm; thời điểm 3t vật có li độ - 8,25 cm Biên độ A có giá trị là

Solution: Bài cho t = 0 vật ở biên dương, vì vậy phương trình dao động là:

xAcos( t) 

Thời điểm t: Acos( t) 3 1 

Thời điểm 3t: Acos(3 t)  8,25

A. Đi qua vị trí có li độ x = 4 cm (biên dương)

B. Đi qua vị trí có li độ x = 2 cm và đang chuyển động theo chiều dương của trục Ox

C. Đi qua vị trí có li độ x = 3 2 cm và đang chuyển động theo chiều âm trục Ox

D. Đi qua vị trí có li độ x 2 2 cm và đang chuyển động theo chiều âm trục Ox

Solution:

Tại thời điểm t, vật có li độ 3 2 cm và đang chuyển động về VTCB (chiều âm Ox)

→ Pha dao động tại t là: 1

Một chất điểm dao động điều hòa trên trục Ox có chu kì 6 s Tại thời điểm t, vật có li độ 6 cm theo chiều

âm trục Ox Trạng thái dao động của vật sau thời điểm đó 15 s là

Trang 13

A. Đi qua vị trí có li độ x = 3 cm và đang chuyển động theo chiều âm trục Ox

B. Đi qua vị trí có li độ x = - 6 cm và đang chuyển động theo chiều dương của trục Ox

C. Đi qua vị trí có li độ x = 6 cm và đang chuyển động theo chiều âm trục Ox

Solution: Ta có ∆t = 15 s = 2T + T

2 → pha dao động hai thời điểm đang xét ngược nhau

Bài ra: tại thời điểm t, vật có li độ 6 cm theo chiều âm của trục Ox

→ tại t + 15s, vật có li độ - 6 cm theo chiều dương của trục Ox

Chọn đáp án B

Example 5:

Một vật dao động điều hòa trên trục Ox với biên độ 10 cm , chu kì 1 s Ở thời điểm t, vật có li độ

x 6 cmvà chuyển động theo chiều âm Thời điểm t + 1,75 s vật có li độ

A - 8 cm và chuyển động theo chiều dương B. - 6 cm và chuyển động theo chiều âm

C. 8 cm và chuyển động theo chiều dương D 8 cm và chuyển động theo chiều âm

động tại t + 1,75s bởi điểm P2 trên đường tròn pha như

Dễ thấy tại thời điểm t + 1,75 s vật có li độ 8 cm và

chuyển động theo chiều âm trục Ox

điểm sau bởi điểm P2 như hình bên

x

(+)

A O

4 -4

P 1

P 2

-A

π 3

x

(+)

A O

Trang 14

Một dao động điều hòa mà 3 thời điểm liên tiếp t1, t2, t3 với 2(t3 – t1) = 3(t3 - t2) li độ có giá trị là - x1 =

x2 = x3 = 4 cm cm Biên độ của dao động có giá trị là

Vậy độ lệch pha thời điểm t3 và t2 gấp đôi độ lệch pha thời điểm t2 và t1:   32 2 21

Kết hợp bài cho, ta biểu diễn trạng thái ba thời điểm như hình vẽ

(s)

3  là

A. Đi qua vị trí có li độ x = - A cm (biên âm)

B. Đi qua vị trí có li độ x = - A cm (biên dương)

C. Đi qua vị trí có li độ x = A 3

2 cm và đang chuyển động theo chiều âm trục Ox

D. Đi qua vị trí có li độ x A 3

2

  cm và đang chuyển động theo chiều dương trục Ox

Câu 2: Một chất điểm dao động điều hòa trên trục Ox có phương trình x 6 cos(2 t )

3



   (x tính bằng cm, t tính bằng s) Tại thời điểm t, vật có li độ 3 2 cm và đang có xu hướng giảm Trạng thái dao động của vật sau thời điểm đó 7

24 là

A. Đi qua vị trí có li độ x = 3 cm và đang chuyển động theo chiều dương trục Ox

C. Đi qua vị trí có li độ x3 3 cm và đang chuyển động theo chiều âm trục Ox

Câu 3: Một chất điểm dao động điều hòa trên trục Ox với biên độ 8 cm và chu kì 2 s Tại thời điểm t, vật có li

độ 4 3 cm và đang có xu hướng tăng Trạng thái dao động của vật sau thời điểm đó 5,75 s là:

A. Đi qua vị trí có li độ x = 4 cm và đang chuyển động theo chiều dương trục Ox

C. Đi qua vị trí có li độ x4 3 cm và đang chuyển động theo chiều âm trục Ox

Câu 4: Một vật dao động điều hòa với chu kì T trên trục Ox Ở thời điểm t, vật có li độ x = 3 cm và chuyển động theo chiều dương Thời điểm t + T

2 vật có li độ

A 3 cm và chuyển động theo chiều dương

Định dạng
Số trang	22
Dung lượng	733,05 KB