Phần 2 đại nã DAO ĐỘNG cơ điện XOAY CHIỀU số 2

Khi vừa qua khỏi vị trí cân bằng một đoạn S thì động năng của chất điểm là 11,36 J.. Bài tập tương tự: Một chất điểm dao động điều hòa không ma sát với biên độ A, mốc thế năng tại vị trí

Trang 1

1

TUYỂN CHỌN NHỮNG BÀI TẬP CHỌN LỌC ĐIỂN HÌNH, HAY, LẠ KHÓ BÁM SÁT ĐỀ THI THPTQG VỚI LỜI GIẢI CHI TIẾT VÀ ĐẶC SẮC

Bàn luận: Dưới đây là tổng hợp chọn lọc chi tiết kỹ lưỡng nguồn bài tập có chất lượng và vận dụng cao được

sưu tầm từ nhiều nguồn trên cả nước (tài liệu biên soạn từ các thầy cô và các trích chọn lọc từ các đề thi thử

tại các trường THPT trên cả nước) tất cả biên tập công phu chọn lọc chất lượng đưa vào cuốn sách đồng hành

mọi học sinh Việt Nam “Cuốn Chinh Phục ĐỀ THI THPT QUỐC GIA MÔN VẬT LÝ TẬP 1; Tập 2 ” Hy vọng rằng

qua những bài tập chọn lọc + lời giải này phần nào giúp độc giả tham khảo tiếp cận hiệu quả tốt các dạng bài

điển hình, hay, mới lạ và khó dạng toán phong phú kỹ thuật giải độc để tích lũy và có thể tự tin giải và học

nâng cao chinh phục tuyệt đối dao động cơ và điện xoay chiều

_

Phần I – DAO ĐỘNG CƠ

Bài tập 1: Trích câu 1(trang 131) cuốn sách “ Chinh Phục Đề Thi Quốc Gia THPT – Tập 1

Câu 1 Một dao động điều hòa có đồ thị như hình

vẽ Vận tốc cực đại và gia tốc cực đại có giá trị

nào sau đây:

Từ thời điểm 0,25 s đến thời điểm 0,5 s vật đi từ vị trí cân bằng

theo chiều dương và đến biên dương Từ đó ta có

Một vật thực hiện đồng thời hai dao động điều hòa cùng phương, có phương trình li độ lần lượt là

x = 3 3 cos(ωt + φ) (cm) Để biên độ A2 có giá trị lớn nhất thì giá trị của biên độ A1 bằng

Hướng dẫn giải

t (s) 0,5

Trang 2

là W1, khi thực hiện dao động điều hòa với phương trình x2 = A2cosωt (cm) thì cơ năng là W2 = 4W1 Khi

vật thực hiện dao động tổng hợp của hai dao động trên thì cơ năng là W Hệ thức đúng là

Bài tập 4: Trích câu 28(trang 134) “ Chinh Phục Đề Thi Quốc Gia THPT – Tập 1

Khi con lắc lò xo treo thẳng đứng dao động điều hòa Người ta thấy ở vị trí cân bằng thì lò xo giãn 8 cm Lấy

g = π2 = 10 m/s2 Biết rằng trong một chu kì, thời gian lò xo bị nén bằng một nửa thời gian lò xo giãn Chọn

gốc tọa độ tại vị trí cân bằng, chiều dương thẳng đứng hướng lên Tại thời điểm t = 0 vật ở vị trí biên dương,

thời điểm vật đi qua vị trí động năng bằng thể năng lần thứ 2013 thì vật có li độ và vận tốc bằng

Bài tập 5: Trích câu 37(trang 135) cuốn sách Chinh Phục Bài Tập Vật Lí DAO ĐỘNG CƠ –

2 s, quả cầu nhỏ có khối lượng m1 Khi lò xo có độ dài cực đại và vật m1 có gia tốc là –1,28 m/s2 thì một vật nhỏ khác có khối

lượng m2 (m1 = 2m2) chuyển động dọc theo trục của lò xo đến va chạm đàn hồi xuyên tâm với vật m1 và có

đến vật m1 Quãng đường mà vật m1 đi được từ lúc va chạm đến khi vật m1 đổi chiều chuyển động lần đầu là

Trang 3

3

Đáp án C

v’

Aω

2

2484

Bài tập 6: Trích (câu 18/trang 28) cuốn sách “ Chinh Phục Đề Thi Quốc Gia THPT – Tập 2

Một lò xo khối lượng không đáng kể có độ cứng k = 50N/m được giữ cố định đầu dưới còn đầu trên gắn

với vật nặng m = 100g Nâng vật m để lò xo dãn 2,0cm rồi buông nhẹ, hệ dao động điều hòa theo phương

thẳng đứng Lấy g = 10m/s2 Thời gian lò dãn trong một chu kì là

⇒tại vị trí cân bằng lò xo nén 2 cm Do đó biên độ dao động

là 4 cm Dựa vào đường tròn lượng giác ta tính được

khoảng thời gian lò xo dãn trong

1 chu kì là: t = T

3 ≈ 93,7(ms)

Một con lắc lò xo treo thẳng đứng có O là điểm trên cùng, M và N là 2 điểm trên lò xo sao cho khi chưa biến

dạng chúng chia lò xo thành 3 phần bằng nhau có chiều dài mỗi phần là 8cm (ON > OM) Khi vật treo đi qua

Trang 4

ON = 16cm = 2l

3 , l = OO′

Độ giãn lò xo tỉ lệ với chiều dài của nó:

Độ giãn đoạn ON: ∆lN= 68

độ và tần số của dao động của vật lần lượt là

Một con lắc lò xo một đầu cố định, đầu còn lại treo vật có khối lượng m Đưa vật nặng đến vị trí lò xo dãn 3

cm rồi thả ra nhẹ nhàng cho vật dao động theo phương thẳng đứng Vào thời điểm t, vật nặng đi qua vị trí

3 (với

lượng quả cầu là

Tóm lại, ta có thể chung quy lại biên độ dao động

của vật là A = |ℓ – 0,03| (m).Vào thời điểm t, vật

3 =

T4

Trang 5

Quan sát bốn chất điểm M, N, P, Q chuyển động đuôi nhau trên một đường tròn, người ta thấy MNPQ luôn

là hình bình hành Biết 4 chất điểm chuyển động với cùng tốc độ v, đồng thời khoảng cách MN = NP Gọi F

là trung điểm của MN Hình chiếu của F lên một đường kính quỹ đạo có tốc độ lớn nhất bằng

MNPQ là hình bình hành có hai cạnh kề bằng nhau nên MNPQ

là hình thoi Ta chứng minh được hình thoi nội tiếp đường tròn thì đó là hình vuông

Các chất điểm chuyển động đều nên với tốc độ v nên khoảng cách giữa chúng là không đổi trong quá trình chuyển động

2  vF =

v

2, đây là vận tốc chuyển động tròn đều của F và cũng chính bằng vận tốc cực đại của hình chiếu của F lên bán kính quỹ đạo (hình chiếu là dao động điều hòa)

Lưu ý: Vận tốc cực đại của dao động điều hòa chính bằng vận tốc chuyển động tròn đều

Một chất điểm dao động điều hòa không ma sát với biên độ A, mốc thế năng tại vị trí cân bằng Khi vừa qua

khỏi vị trí cân bằng một đoạn S thì động năng của chất điểm là 11,36 J Vật đi tiếp quãng đường S nữa thì

động năng chất điểm giảm chỉ còn 6,39 J Biết 2A > 3S Cơ năng dao động của vật có thể là

Đáp án A

Dữ kiện bài toán A > 1,5S Bài toán này ta cần chia hai trường hợp:

Trường hợp 1: A  2S Lúc đó vật đi một chiều kể từ lúc xuất phát Trường hợp này chúng ta đã gặp khá nhiều

(với W là cơ năng của vật, Wt là thế năng khi vật vừa đi được quãng đường S)

Trường hợp 2 1,5S < A < 2S Lúc đó vật sẽ đổi chiều một lần trong quá

trình chuyển động Không mất tính tổng quát, ta coi như vật rời vị trí cân

bằng O theo chiều dương Hai vị trí có động năng ta xét là điểm B (lúc có

động năng 11,36 J) và điểm C (lúc có động năng 6,39 J) và A là biên

Trang 6

1 2

(xét trên chiều dương nên x1 = S và x2 > 0)

 x1 = 0,6A (thỏa mãn) hoặc x1 = 19

11A (không thỏa mãn do x1 > A)

Nhận xét: Trước giờ ta chỉ xét bài toán mà vật chỉ chuyển động một chiều trong quá trình xét, vậy nên “sức ì”

nghĩ bài toán đơn giản ở hiện tượng ở Trường hợp 1 Cần phải nghĩ hiện tượng nhiều chiều hướng hơn để

không bị lúng túng trong khi giải các bài toán

Bài tập tương tự: Một chất điểm dao động điều hòa không ma sát với biên độ A, mốc thế năng tại vị trí cân

bằng Khi vừa qua khỏi vị trí cân bằng một đoạn S thì động năng của chất điểm là 16 J Vật đi tiếp quãng đường

S nữa thì động năng chất điểm giảm chỉ còn 9 J Biết 2A > 3S Cơ năng dao động của vật có thể là

Hai chất điểm M và N có cùng khối lượng dao động điều hòa cùng tần số dọc theo hai đường thẳng song

song kề nhau và song song với trục tọa độ Ox Vị trí cân bằng của M và N đều trên một đường thẳng qua gốc

tọa độ và vuông góc với Ox Biên độ dao động của M và N đều là 6 cm Trong quá trình dao động khoảng cách

lớn nhất giữa M và N theo phương Ox là 6 cm Mốc thế năng tại vị trí cân bằng Ở thời điểm mà M có động

năng bằng thế năng, tỉ số động năng của M và động năng của N là

Khi khoảng cách giữa hai vật lớn nhất thì MN // Ox (Hình 1)

Hai vật dao động cùng biên độ, cùng khối lượng, cùng tần số nên năng lượng dao động của chúng đều bằng W

(N có thể nhanh pha hoặc chậm pha hơn M), tương ứng động

2



M N M N

đ

đ đ

W2W

x

φ

Trang 7

7



thời điểm t1, các giá trị li độ là x1 = –2 3 (cm), x2 = 3 (cm) Tại thời điểm t2, các giá trị li độ là x1 = –4 (cm),

Nhận xét: Với bài toán đã xác định được độ lệch pha giữa các dao động và li độ dao động của vật tại các thời

điểm khác nhau thì ta đi tìm biên độ các dao động dựa vào các dữ kiện bài toán, sau đó dùng tổng hợp dao

động để tìm biên độ dao động tổng hợp

Một chất điểm dao động điều hòa theo phương trình x = 10 cos(πt + π/3) (x tính bằng cm; t tính bằng s)

Kể từ lúc t = 0, lần thứ 21 chất điểm có tốc độ 5π cm/s ở thời điểm

kết quả nhanh hơn Nếu không, ta còn có thể dùng mối liên hệ giữa dao động điều hòa và chuyển động tròn

đều cũng sẽ ra kết quả t = 10,5 (s)

Một chất điểm dao động điều hòa trên trục Ox Tốc độ trung bình của chất điểm tương ứng với khoảng thời

gian thế năng không vượt quá ba lần động năng trong một nửa chu kì là 300√3cm/s Tốc độ cực đại của dao

động là

Trang 8

3√3 m ⇒∆tS = 3√3 mà ∆tS = √3AT

3

= √3A2π3ω

Trên mặt phẳng nằm ngang không ma sát một lò xo nhẹ có độ cứng k = 50N/m một đầu cố định, đầu kia

gắn với vật nhỏ khối lượng m1 = 0,5 kg Ban đầu giữ vật m1 tại vị trí mà lò xo bị nén 10 cm rồi buông nhẹ để

cùng dao động điều hòa với vận tốc cực đại là

Một con lắc lò xo dao động điều hoà theo phương ngang với năng lượng dao động là 20mJ và lực đàn hồi

cực đại là 2N I là điểm cố định của lò xo Khoảng thời gian ngắn nhất từ khi điểm I chịu tác dụng của lực kéo

đến khi chịu tác dụng của lực nén có cùng độ lớn 1N là 0,1s Quãng đường ngắn nhất mà vật đi được trong

Vậy quãng đường ngắn nhất vật đi được trong 0,2s là 2cm

(đối xứng với nhau qua trục Ox)

Trang 9

9

chiều và trùng với nhau tại vị trí cân bằng của chúng (gọi là những lần trùng phùng) Quan sát cho thấy hai

lần trùng phùng kế tiếp nhau 590 (s) Chu kì dao động của con lắc đơn A là

Một con lắc lò xo có khối lượng m dao động điều hòa trên mặt ngang Khi li độ của con lắc là 2,5 cm thì vận

tốc của nó là 25√3 cm/s Khi li độ là 2,5√3 cm/s thì vận tốc là 25 cm/s Đúng lúc quả cầu qua vị trí cân bằng

thì một quả cầu nhỏ cùng khối lượng chuyển động ngược chiều với vận tốc 1m/s đến va chạm đàn hồi xuyên

tâm với quả cầu con lắc Chọn gốc thời gian là lúc va chạm vào thời điểm mà độ lớn vận tốc của 2 quả cầu

bằng nhau lần thứ nhất thì hai quả cầu cách nhau bao nhiêu

Cho một vật dao động điều hoà với biên độ A = 5 cm Cho biết khoảng thời gian ngắn nhất để vật đi quãng

đường 25 cm là 7/3 s Lấy 2 = 10 Độ lớn gia tốc của vật khi đi qua vị trí có động năng gấp 3 lần thế năng là

Đáp án B

25 = 5A = 4A + A

+ Vật đi được 4A trong 1 chu kì

A2

A

2 là

T6

Trang 10

⟹ |a| = |x| ω2=10.2,5

100 = 0,25(m s⁄ ) 2

treo vật nặng rồi kích thích cho vật dao động điều hoà với biên độ 4√3cm Cho biết năng lượng dao động

trong hai trường hợp trên là bằng nhau, các lò xo đều rất nhẹ Độ cứng k2 của lò xo ghép thêm là

QUỐC GIA THPT – TẬP 1; TẬP 2) Các bạn có thể tham khảo đáp án và lời giải chi tiết và diễn giải trong sách

Câu 1 Hai chất điểm M và N dao động điều hòa cùng tần số dọc theo hai đường thẳng song song kề nhau và

song song với trục tọa độ Ox Vị trí cân bằng của M và N đều ở trên một đường thẳng đi qua gốc tọa độ và

Câu 2: Cho một con lắc đơn trong đó vật nặng có khối lượng m = 50 g bình thường dao động với chu kì T Sau

đó người ta tích điện cho vật nặng một điện tích q rồi cho con lắc dao động trong một điện trường đều có vectơ

Cho biết E = 104 V/m Điện tích của vật nặng khi đó là

Câu 3: Một vật dao động điều hoà với phương trình: x = 8cos(4πt − /3) (cm) Tốc độ trung bình của vật

Câu 4: Một con lắc lò xo gồm lò xo có độ cứng k = 100 N/m và vật nặng có khối lượng m = 100 g treo thẳng

đứng Lấy 2 = 10 Từ vị trí cân bằng, đưa vật dọc theo trục lò xo đến vị trí lò xo không biến dạng rồi buông

nhẹ cho vật dao động điều hòa Tính từ lúc buông vật, thời điểm đầu tiên lực đàn hồi của lò xo có độ lớn bằng

nửa giá trị cực đại và đang giảm là:

Câu 6: Một lò xo có chiều dài tự nhiên l0= 37 cm, độ cứng K = 100 N/m, khối lượng không đáng kể Vật

m = 400g được gắn vào một đầu của lò xo Đưa vật lên độ cao h = 45 cm so với mặt đất (lò xo ở dưới vật và

E

Trang 11

11

có phương thẳng đứng) rồi thả nhẹ cho vật và lò xo rơi tự do Giả sử khi lò xo chạm đất thì đầu dưới của lò xo

được giữ chặt và vật dao động điều hòa theo phương thẳng đứng Lấy g = 10 m/s2 Biên độ dao động của vật là:

Câu 7: Một lò xo nhẹ có độ cứng k, đầu dưới cố định, đầu trên nối với một sợi dây nhẹ không dãn Sợi dây

được vắt qua một ròng rọc cố định, nhẹ và bỏ qua ma sát Đầu còn lại của sợi dây gắn với vật nặng khối

lượng m Khi vật nặng cân bằng, dây và trục lò xo ở trạng thái thẳng đứng Từ vị trí cân bằng cung cấp cho vật

nặng vận tốc v⃗⃗⃗⃗ theo phương thẳng đứng Tìm điều kiện về giá trị v0 0 để vật nặng dao động điều hòa?

Câu 8: Một vật nhỏ dao động điều hòa quanh vị trí cân bằng O Ban đầu (t = 0), vật qua vị trí O theo chiều

đầu Sau thời gian t2= 3π/10 s vật đi được 15 cm Vận tốc ban đầu của vật là:

Câu 9: Một vật có khối lượng không đổi, thực hiện đồng thời hai dao động điều hòa có phương trình dao

động lần lượt là x1= 10 cos(2πt + φ) cm và x2= A2cos(2πt + π 2⁄ )cm thì dao động tổng hợp là x =

A cos(2πt − π 3)⁄ cm Khi năng lượng dao động của vật cực đại thì biên độ dao động A2 có giá trị là:

Câu 10: Hai chất điểm dao động điều hòa trên hai đường thẳng song song cạnh nhau, có cùng tần số, cùng vị

trí cân bằng Cho biết quan hệ giữa li độ của hai chất điểm là x12+ x22= 13 Tại thời điểm t, chất điểm 1 có li

độ x1= 2cm, tốc độ v1= 15 cm/s thì tốc độ của chất điểm 2 có giá trị là

Câu 12: Con lắc đơn gồm quả cầu nhỏ có khối lượng m mang điện tích q nối với dây treo nhẹ, không dãn,

trọng lượng quả cầu Bỏ qua sức cản của không khí Nếu đảo chiều điện trường mà vẫn giữ nguyên cường độ

thì con lắc sẽ dao động nhỏ với chu kì :

Câu 13: Một lò xo nhẹ có độ cứng 100N/m, đầu trên gắn cố định đầu dưới treo quả cầu nhỏ có khối lượng

m = 1kg sao cho vật có thể dao động không ma sát theo phương thẳng đứng trùng với trục của lò xo Lúc đầu

dùng bàn tay dỡ m để lò xo không biến dạng Sau đó cho bàn tay chuyển động thẳng đứng xuống dưới nhanh

độ dao động điều hòa là

v (cm/s)

t (s)

10π

-10π

O

Trang 12

A 1,5 cm B 2 cm C 6 cm D 1,2 cm

Câu 14: Một vật dao động điều hòa trên trục Ox Gọi t1 và t2 lần lượt là khoảng thời gian ngắn nhất và dài

nhất để vật đi được quãng đường bằng biên độ Tỉ số t1/t2 bằng:

Câu 15:

: Động năng dao động của một con lắc lò xo được mô tả theo thế năng dao

động của nó bằng đồ thị (hình vẽ) Cho biết khối lượng của vật bằng 100g,

vật dao động giữa hai vị trí cách nhau 8 cm Tính chu kì dao động của vật

Câu 16: Hai chất điểm cùng thực hiện dao động điều hòa trên cùng một trục Ox (O là vị trí cân bằng) có cùng

biên độ A nhưng có tần số lần lượt là f1= 3Hz và f2= 6Hz Lúc đầu, cả 2 chất điểm đều qua li độ A/2 nhưng

chất điểm 1 theo chiều âm chất điểm 2 theo chiều dương Thời điểm lần đầu tiên các chất điểm đó gặp nhau

là

Câu 17: Cho 2 con lắc lò xo giống nhau với độ cứng lò xo là k = 100N/m và khối lượng vật nặng là m cùng

dao động trên mặt bàn nằm ngang, trục song song với nhau và vị trí cân bằng ở ngang nhau Tại thời điểm

ban đầu hai vật có li độ khác nhau Thời gian giữa 5 lần 2 vật ở cùng li độ khi đang chuyển động là t = 0,6s

Giá trị của m là

Câu 18: Một vật có khối lượng m = 100g, dao động điêu hòa theo phương trình có dạng x = Acos(ωt +φ)

Biết đồ thị lức kéo về thời gian F(t) như hình vẽ Lấy π2 = 10 Phương trình dao động của vật là

Câu 19: Vật nhỏ treo dưới lò xo nhẹ, khi vật cân bằng lò xo giãn 12cm Ban đầu vật đang ở vị trí cân bằng,

người ta truyền cho vật một vận tốc theo phương thẳng đứng xuống dưới để vật dao động điều hoà Biết

trong quá trình dao động lò xo luôn giãn và lực đàn hồi có giá trị lớn nhất bằng 2 lần giá trị nhỏ nhất Biên độ

dao động của vật là:

Câu 20: Vật M có khối lượng 200g trong 1 con lắc lò xo dao động điều hoà với chu kì T và biên độ A cm Ban

đầu M đứng yên ở vị trí cân bằng, một vật nhỏ khối lượng m = 50g bay dọc theo trục lò xo đến va chạm trực

diện đàn hồi với M với vận tốc 𝜋/2 m/s Biết trong một chu kì, khoảng thời gian để vật nhỏ có độ lớn gia tốc

Eđ(mJ)

4.10 2

Định dạng
Số trang	23
Dung lượng	1,79 MB