Giáo án chuẩn theo bộ GDĐT môn vật lý lớp 12 chương trình dạy thêm file word

Xác định phương trình dao động của vật biết rằng tại thời điểm ban đầu vật tại ví trí cân bằng theo chiều dương.. sin 0cos0 0cos Ví dụ 2: Một vật dao động điều hòa trên quỹ đạo dài 6cm,

Ngày soạn : / / TUẦN 1

Là dao động trong đó li độ của vật là một hàm cosin (hay sin) của thời gian

Hoặc là nghiệm của phương trình vi phân: x’’ + 2x = 0 có dạng như sau: x= Acos(t+)

Trong đó:

x: Li độ, li độ là khoảng cách từ vật đến vị trí cân bằng

A: Biên độ (li độ cực đại)

: vận tốc góc(rad/s)

t + : Pha dao động (rad/s)

: Pha ban đầu (rad)

, A là những hằng số dương;  phụ thuộc vào cách chọn gốc thời gian, gốc tọa độ

A

Nhận xét: Trong dao động điều hoà gia tốc sớm pha hơn vận tốc góc 

2 và nguợc pha với li độ

c) Những công thức suy ra từ các giá trị cực đại

4

Trong đó (t: thời gian; N là số dao động thực hiện trong khoảng thời gian t)

“Thời gian để vật thực hiện được một dao động hoặc thời gian ngắn nhất để trạng thái dao động lặp lại như cũ.”

“Tần số là số dao động vật thực hiện được trong một giây (số chu kỳ vật thực hiện trong một giây).”

4 Công thức độc lập với thời gian:

(Công thức số 3)

Từ (2) và (3) tương tự ta có: 1

2

max 2

- Một chu kỳ dao động vật đi được quãng đuờng là S = 4A

- Chiều dài quỹ đạo chuyển động của vật là ℓ = 2A

- Vận tốc đổi chiều tại vị trí biên

- Gia tốc đổi chiều tại vị trí cân bằng và luôn hướng về vị trí cân bằng

Đồ thị của gia tốc theo vận tốc

Đồ thị a - v

 x = - 5cos(4t + /6- /2) cm = 5cos(4t + /6- /2+ ) = 5cos(4t + 2/3)cm

Ví dụ 3: Một vật dao động điều hòa với tần số góc  = 10 rad/s, khi vật có li độ là 3 cm thì tốc độ là

40 cm/s Hãy xác định biên độ của dao động?



v

2 2

10

40

3  = 5 cm

Ví dụ 4: Một vật dao động điều hòa với biên độ A = 5 cm, khi vật có li độ 2,5cm thì tốc độ của vật là

5 3cm/s Hãy xác định vận tốc cực đại của dao động?

A 12 cm/s B 12 cm/s C 12 + 3 cm/s D Đáp án khác

Câu 3.Cho dao động điều hòa sau x = 2sin2

(4t + /2) cm Xác định tốc độ của vật khi vật qua vị trí cân bằng

A 8 cm/s B 16 cm/s C 4 cm/s D 20 cm/s

Câu 4.Dao động điều hoà là

A Chuyển động có giới hạn được lặp đi lặp lại nhiều lần quanh một vị trí cân bằng

B Dao động mà trạng thái chuyển động của vật được lặp lại như cũ sau những khoảng thời gian

bằng nhau

C Dao động điều hoà là dao động được mô tả bằng định luật hình sin hoặc cosin

D Dao động tuân theo định luật hình tan hoặc cotan

Câu 5.Đồ thị nào sau đây thể hiện sự thay đổi của gia tốc a theo li độ x của một vật dao động điều hoà với biên độ A?

Câu 6.Một vật dao động điều hòa có phương trình dao động x = 5cos(2t + /3) cm Xác định gia tốc của vật khi x = 3 cm

Câu 10.Một vật dao động điều hoà, khi vật có li độ x1=4 cm thì vận tốc v 1 =40 3 cm/s; khi vật có li

độ x 2 =4 2cm thì vận tốc v 2 =40 2 cm/s Chu kỳ dao động của vật là?

Câu 11.Một vật dao động điều hoà, khi vật có li độ x1=4cm thì vận tốc v 1 = 40 3 cm/s; khi vật có li

độ x2 = 4 3cm thì vận tốc v2 = 40 cm/s Độ lớn tốc độ góc?

A 5 rad/s B 20 rad/s C 10 rad/s D 4 rad/s

Câu 12.Một vật dao động điều hoà, tại thời điểm t1 thì vật có li độ x1 = 2,5 cm, tốc độ v1 = 50 3cm/s

Tại thời điểm t2 thì vật có độ lớn li độ là x2 = 2,5 3cm thì tốc độ là v2 = 50 cm/s Hãy xác định độ lớn biên độ A

Câu 16.Một vật thực hiện dao động điều hòa theo phương trình x = 5cos(4t + /6) cm Biên độ, tần

số và li độ tại thời điểm t = 0,25s của dao động

Câu 19.Một vật dao động điều hoà với gia tốc cực đại là 200 cm/s2

và tốc độ cực đại là 20 cm/s Hỏi khi vật có gia tốc là 100 cm/s2

thì tốc độ dao động của vật lúc đó là:

Câu 20. (ĐH 2011) Một chất điểm dao động điều hoà trên trục Ox Khi chất điểm đi qua vị trí cân

bằng thì tốc độ của nó là 20 cm/s Khi chất điểm có tốc độ là 10 cm/s thì gia tốc của nó có độ lớn là

40 3cm/s2 Biên độ dao động của chất điểm là

IV RÚT KINH NGHIỆM :

Nam Trực, ngày tháng năm 20

DUYỆT CỦA TỔ TRƯỞNG

Ngày soạn : / / TUẦN 1

max max

2 2 4 2 2

2 2

4

v S L a

v v a v

- ℓ là chiều dài quỹ đạo của dao động

- S là quãng đường vật đi được trong một chu kỳ

2

max

max max

max

2

x A

v v

a A

v A

v

x A

x

sin

cossin

cos

0 0

(Lưu ý: v. < 0)

Cách 2: Vòng tròn luợng giác (VLG)

Buớc 3: Thay kết quả vào phuơng trình

II - BÀI TẬP MẪU

Ví dụ 1: Một vật dao động điều hòa với biên độ A = 5cm, Trong 10 giây vật thực hiện được 20 dao

động Xác định phương trình dao động của vật biết rằng tại thời điểm ban đầu vật tại ví trí cân bằng theo chiều dương

sin

0cos0

0cos

Ví dụ 2: Một vật dao động điều hòa trên quỹ đạo dài 6cm, Biết cứ 2s vật thực hiện được một dao động,

tại thời điểm ban đầu vật đang ở vị trí biên dương Xác định phương trình dao động của vật

A x = 3cos(t + ) cm B x = 3cost cm C x = 6cos(t + ) cm D x = 6cos(t) cm

1cos0

  = 0 rad

Vậy phương trình dao động của vật là: x = 3cos(t) cm

Ví dụ 3: Một vật dao động điều hòa với vận tốc khi đi qua vị trí cân bằng là v = 20cm/s Khi vật đến vị

trí biên thì có giá trị của gia tốc là a = 200 cm/s2 Chọn gốc thời gian là lúc vận tốc của vật đạt giá trị cực đại theo chiều dương

Ví dụ 4: Một vật dao động điều hòa với tần số góc 10 rad/s, tại thời điểm t = 0 vật đi qua vị trí có li

độ x = 2 2 cm thì vận tốc của vật là 20 2 cm/s Xác định phương trình dao động của vật?

2 2

10

220)

22(  

và tốc độ cực đại là 20 cm/s Hỏi khi vật có tốc độ là v = 10 cm/s thì độ lớn gia tốc của vật là?

A 100 cm/s2 B 100 2cm/s2 C 50 3cm/s2 D 100 3cm/s2

Câu 4.Một vật dao động điều hoà với gia tốc cực đại là 200 cm/s2

và tốc độ cực đại là 20 cm/s Hỏi khi vật có tốc độ là v =10 3cm/s thì độ lớn gia tốc của vật là?

A 100 cm/s2 B 100 2cm/s2 C 50 3cm/s2 D 100 3cm/s2

Câu 5.Một vật dao động điều hoà với gia tốc cực đại là 200 cm/s2

và tốc độ cực đại là 20 cm/s Hỏi khi vật có gia tốc là 100 cm/s2

thì tốc độ dao động của vật lúc đó là:

Câu 6.Một vật dao động điều hoà có biên độ A = 5cm Chọn gốc tọa độ tại vị trí cân bằng, gốc thời gian là lúc vật qua vị trí cân bằng theo chiều dương Tìm pha ban đầu của dao động?

A /2 rad B - /2 rad C 0 rad D /6 rad

Câu 7.Trong một chu kỳ vật đi được 20 cm, T = 2s, Viết phương trình dao động của vật biết tại t = 0 vật đang ở vị trí biên dương

A x = 5cos(t + ) cm B x = 10cos(t) cm C x = 10cos(t + ) cm D x = 5cos(t) cm

Câu 8.Một vật thực hiện dao động điều hòa, trong một phút vật thực hiện 30 dao động, Tần số góc của vật là?

A  rad/s B 2 rad/s C 3 rad/s D 4 rad/s

Câu 9.Một vật dao động điều hòa khi vật đi qua vị trí x = 3 cm vật đạt vận tốc 40 cm/s, biết rằng tần số góc của dao động là 10 rad/s Viết phương trình dao động của vật? Biết gốc thời gian là lúc vật đi qua

vị trí cân bằng theo chiều âm, gốc tọa độ tại vị trí cân bằng

A 3cos(10t + /2) cm B 5cos(10t - /2) cm C 5cos(10t + /2) cm D 3cos(10t + /2)

cm

Câu 10.Vật dao động điều hòa khi vật qua vị trí cân bằng có vận tốc là 40cm/s Gia tốc cực đại của vật

là 1,6m/s2 Viết phương trình dao động của vật, lấy gốc thời gian là lúc vật qua vị trí cân bằng theo chiều âm

A x = 5cos(4t + /2) cm B x = 5cos(4t + /2) cm C x = 10cos(4t +

A x = 2cos(10t + /2) cm B x = 10cos(2t - /2) cm C x = 10cos(2t +

Câu 14.Một vật dao động điều hoà, khoảng thời gian giữa hai lần liên tiếp vật qua vị trí cân bằng là

0,5s; quãng đường vật đi được trong 2s là 32cm Tại thời điểm t=1,5s vật qua li độ x =2 3cm theo

chiều dương Phương trình dao động của vật là?

A 4cos(2t + /6) cm B 4cos(2t - 5/6) cm C 4cos(2t - /6) cm D 4cos(2t + 5/6)

cm

Câu 16. Một chất điểm đang dao động điều hòa với biên độ A = 10 cm và tần số f = 2 Hz Phương trình

dao động của vật khi chọn gốc thời gian là lúc vật đạt li độ cực đại dương là?

A x= 10sin4t cm B x = 10cos4t cm C x = 10cos2t cm D 10sin2t cm

Câu 17.Một con lắc dao động với với A = 5cm, chu kỳ T = 0,5s Phương trình dao động của vật tại thời điểm t = 0, khi đó vật đi qua vị trí cân bằng theo chiều dương có dạng

A x = 5sin(t + /2) cm B x = sin4t cm C x = sin2t cm D 5cos(4t -/2)

cm

Câu 18.Một vật dao động điều hoà, khoảng thời gian giữa hai lần liên tiếp vật qua vị trí cân bằng là

0,5s; quãng đường vật đi được trong 2s là 32cm Gốc thời gian được chọn lúc vật qua li độ x = 2

3cm theo chiều dương Phương trình dao động của vật là:

A x = 4cos(2t - /6) cm B x = 8cos(t +/3)cm C x = 4cos(2t -/3)cm D x = 8cos(t +

/6) cm

Câu 19.Một vật dao động diều hòa với biên độ A=4 cm và chu kì T=2s, chọn gốc thời gian là lúc vật đi qua VTCB theo chiều dương Phương trình dao động của vật là

A x = 4cos(t +/2)cm B x = 4sin(2t - /2)cm C x = 4sin(2t + /2)cm D x = 4cos(t -

/2)cm

Câu 20.Một chất điểm dao động điều hoà trên trục Ox Trong thời gian 31,4 s chất điểm thực hiện được

100 dao động toàn phần Gốc thời gian là lúc chất điểm đi qua vị trí có li độ 2 cm theo chiều âm với tốc độ là 40 3cm/s Lấy  = 3,14 Phương trình dao động của chất điểm là

A x = 6cos(20t + /6) (cm) B x = 6cos(20t - /6) cm C x = 4cos(20t +

/3) cm D x = 6cos(20t - /3) cm

IV RÚT KINH NGHIỆM :

Nam Trực, ngày tháng năm 20

DUYỆT CỦA TỔ TRƯỞNG

Ngày soạn : / / TUẦN 2

2 BÀI TOÁN XÁC ĐỊNH THỜI ĐIỂM VẬT QUA VỊ TRÍ M CHO TRƯỚC

Ví dụ: Một vật dao động điều hòa với phương trình x = 4cos(6t + /3)

cm

a Xác định thời điểm vật qua vị trí x = 2 cm theo chiều dương lần thứ

2 kể từ thời điểm ban đầu

29

1 k ≥ 2 Vậy k = (7, 8, 9…)

- Vật đi qua lần thứ ứng với k = 9 t = -

336

1 k =

3

936

1  =2,97 s

3 BÀI TOÁN XÁC ĐỊNH QUÃNG ĐƯỜNG

a) Loại 1: Bài toán xác định quãng đường vật đi được trong khoảng thời gian t

Căn cứ vào vị trí và chiều chuyển động của vật tại t1 và t2 để tìm ra S3

Bước 5: thay S3 vào S để tìm ra được quãng đường

Loại 2: Bài toán xác định Smax - Smin vật đi được trong khoảng thời gian t (t <

2

T

)

Loại 3: Tìm Smax - S min vật đi được trong khoảng thời gian t (T > t >

- S: quãng đường đi được trong khoảng thời gian t

- t: là thời gian vật đi được quãng đường S

b Bài toán tính tốc độ trung bình cực đại của vật trong khoảng thời gian t:

Trong đó: x: là độ biến thiên độ dời của vật

t: thời gian để vật thực hiện được độ dời x

6 BÀI TOÁN XÁC ĐỊNH SỐ LẦN VẬT QUA VỊ TRÍ X CHO TRƯỚC TRONG KHOẢNG THỜI GIAN “t”

Ví dụ: Một vật dao động điều hòa với phương trình x = 6cos(4t +

- Mỗi dao động vật qua vị trí cân bằng 2 lần (1 lần theo chiều âm - 1 lần

theo chiều dương)

- 1 s đầu tiên vật thực hiện được số dao động là: f =



Trong một giây đầu tiên (0 ≤ t ≤ 1)  0 ≤

423

1 k ≤ 1

 -0,167 ≤ k ≤ 3,83 Vậy k = (0; 1; 2; 3)

II BÀI TẬP THỰC HÀNH

Dạng 1: Bài toán xác định thời gian ngắn nhất để vật đi từ A đến B

Câu 1.Một vật dao động điều hòa với phương trình là x = 4cos2t Thời gian ngắn nhất để vật đi qua

vị trí cân bằng kể từ thời điểm ban đầu là:

Câu 3.Một vật dao động điều hòa từ A đến B với chu kỳ T, vị trí cân bằng O Trung điểm OA, OB là

M, N Thời gian ngắn nhất để vật đi từ M đến N là

s

Câu 6.Một vật dao động điều hoà với phương trình x =Acos(t +

3



) Biết quãng đường vật đi được

trong thời gian 1(s) là 2A và

3

2

s đầu tiên là 9cm Giá trị của A và  là

A 9cm và  rad/s B 12 cm và 2 rad/s C 6cm và  rad/s D 12cm và  rad/s

Câu 7.Một vật dao động điều hòa với phương trình x = Acos(ωt + /3), chu kì T Kể từ thời điểm ban đầu thì sau thời gian bằng bao nhiêu lần chu kì, vật qua vị trí cân bằng theo chiều âm lần thứ 2011?

Câu 10.Một vật dao động điều hoà với tốc độ cực đại là 10 cm/s Ban đầu vật đứng ở vị trí có vận tốc

là 5 cm/s và thời gian ngắn nhất để vật đi từ vị trí trên đến vị trí có vận tốc v = 0 là 0,1s Hãy viết phương trình dao động của vật?

A x = 1,2cos(25t/3 - 5/6) cm B x = 1,2cos(5t/3 +5/6)cm

C x = 2,4cos(10t/3 + /6)cm D x = 2,4cos(10t/3 + /2)cm

Dạng 2: Bài toán xác định thời điểm vật qua vị trí A cho trước

Câu 11. Vật dao động điều hòa theo phương trình x = Acos(t

Câu 14.Vật dao động điều hòa trên phương trình x = 4cos(4t + /6) cm Thời điểm vật đi qua vị trí có

li độ x = 2cm theo chiều dương là:

Câu 16.Vật dao động với phương trình x = 5cos(4t + /6) cm Tìm thời điểm vật đi qua điểm có tọa

độ x = 2,5 theo chiều dương lần thứ nhất

Dạng 3: Bài toán xác định quãng đường

Câu 21.Một vật dao động điều hòa với phương trình x = 6cos(4t + /3) cm Tính quãng đường vật đi được sau 1 s kể từ thời điểm ban đầu

Câu 27.Li độ của một vật dao động điều hòa có biểu thức x = 8cos(2t - ) cm Độ dài quãng đường

mà vật đi được trong khoảng thời gian 8/3s tính từ thời điểm ban đầu là:

Dạng 4: Bài toán tìm tốc độ trung bình - vận tốc trung bình

Câu 31.Một vật dao động điều hòa theo phương trình x = 2cos(2t + /4) cm Tốc độ trung bình của vật trong khoảng thời gian từ t= 2s đến t = 4,875s là:

Câu 32.Một vật dao động điều hòa với phương trình x = 6cos(20t + /6)cm Vận tốc trung bình của vật đi từ vị trí cân bằng đến vị trí có li độ x = 3cm là:

Câu 37.Một vật dao động với biên độ A, chu kỳ T Tính tốc độ trung bình lớn nhất vật có thể đạt được trong 2T/3?

Câu 38.Một vật dao động với biên độ A, chu kỳ T Tính tốc độ trung bình nhỏ nhất vật có thể đạt được trong 3T/4?

A

T

A A

3

)22

C

T

A A

3

)24

3

)224(

Dạng 5: Xác định số lần vật đi qua vị trí x trong khoảng thời gian t

Câu 41.Vật dao động điều hòa với phương trình x = 5cos(2t +/6) cm Xác định số lần vật đi qua vị trí x = 2,5cm trong một giây đầu tiên?

Câu 42.Vật dao động điều hòa với phương trình x = 5cos(4t +/6) cm Xác định số lần vật đi qua vị trí x = 2,5cm trong một giây đầu tiên?

A 1 lần B 2 lần C 3 lần D 4 lần

Câu 43.Vật dao động điều hòa với phương trình x = 5cos(5t +/6) cm Xác định số lần vật đi qua vị trí x = 2,5cm trong một giây đầu tiên?

Câu 44.Vật dao động điều hòa với phương trình x = 5cos(6t +/6) cm Xác định số lần vật đi qua vị trí x = 2,5cm theo chiều âm kể từ thời điểm t = 2s đến t = 3,25s?

Câu 45.Vật dao động điều hòa với phương trình x = 5cos(6t +

6



) cm Xác định số lần vật đi qua vị trí x = 2,5cm kể từ thời điểm t = 1,675s đến t = 3,415s?

IV RÚT KINH NGHIỆM :

Nam Trực, ngày tháng năm 20

DUYỆT CỦA TỔ TRƯỞNG Ngày soạn : / / TUẦN 3

TIẾT 5

CON LẮC LÕ XO

I - PHƯƠNG PHÁP

1 Cấu tạo

- Gồm một lò xo có độ cứng K, khối lượng lò xo không đáng kể

- Vật nặng khối lượng m

- Giá đỡ

2 Thí nghiệm con lắc lò xo trên mặt phẳng ngang

- Thí nghiệm được thực hiện trong điều kiện chuẩn, không ma sát với môi trường

- Kéo vật ra khỏi vị trí cân bằng một khoảng A và thả không vận tốc đầu, ta có:

- Vật thực hiện dao động điều hòa với phương trình: x = Acos(t +)

Trong đó:

- x: là li độ (cm hoặc m)

- A là biên độ (cm hoặc m)

- t +: pha dao động (rad)

- : là pha ban đầu (rad)

- : Tần số góc (rad/s)

3 Chu kỳ - Tần số

a) Tần số góc -  (rad/s)

m Trong đó: - K: Độ cứng của lò xo (N/m) - m: Khối lượng của vật (kg)

b) Chu kỳ - T (s): Thời gian để con lắc thực hiện một dao động: T = 2

- Lò xo K gắn vật nặng m1 thì dao động với chu kỳ T1

- Lò xo K gắn vật nặng m1 thì dao động với chu kỳ T2

a Xác định chu kỳ dao động của vật khi gắn vật có khối lượng m = m1 + m2 2

2 2 1 2

TT

T  

b Xác định chu kỳ dao động của vật khi gắn vật có khối lượng m = m1 + m2 + + mn

2 n 2

2 2 1 2

T

TT

c Xác định chu kỳ dao động của vật khi gắn vật có khối lượng m = a m1 + b.m2: 22

2 1 2

.T b aT

d Xác định chu kỳ dao động của vật khi gắn vật có khối lượng m = |m1 - m2|: 22

2 1 2

TT

II BÀI TẬP MẪU

Ví dụ 1: Một con lắc lò xo nằm ngang có độ cứng K = 100 N/m được gắn vào vật nặng có khối lượng

m = 0,1kg Kích thích cho vật dao động điều hòa, xác định chu kỳ của con lắc lò xo? Lấy 2

kg1,0g100m

 T = 2

100

1,0 = 1

5 s

Ví dụ 2: Một con lắc lò xo có khối lượng không đáng kể, độ cứng là K, lò xo treo thẳng đứng, bên

dưới treo vật nặng có khối lượng m Ta thấy ở vị trí cân bằng lò xo giãn ra một đoạn 16cm Kích thích cho vật dao động điều hòa Xác định tần số của con lắc lò xo Cho g = 2

  f = = 1,25 Hz

Ví dụ 3: Một con lắc lò xo có độ cứng là K, Một đầu gắn cố định, một đầu gắn với vật nặng có khối

lượng m Kích thích cho vật dao động, nó dao động điều hòa với chu kỳ là T Hỏi nếu tăng gấp đôi khối lượng của vật và giảm độ cứng đi 2 lần thì chu kỳ của con lắc lò xo sẽ thay đổi như thế nào?

A Không đổi B Tăng lên 2 lần C Giảm đi 2 lần D Giảm 4 lần Hướng dẫn

[Đáp án B]

Gọi chu kỳ ban đầu của con lắc lò xo là T = 2

k

m Goị T’ là chu kỳ của con lắc sau khi thay đổi khối lượng và độ cứng của lò xo

 T' = 2

'k

'm

Trong đó m' = 2m; k' = k

2 T' = 2

2k

m2 = 2.2

k

m = 2T

 Chu kỳ dao động tăng lên 2 lần

Ví dụ 4: Một lò xo có độ cứng là K Khi gắn vật m1 vào lò xo và cho dao động thì chu kỳ dao động là 0,3s Khi gắn vật có khối lượng m2 vào lò xo trên và kích thích cho dao động thì nó dao động với chu

kỳ là 0,4s Hỏi nếu khi gắn vật có khối lượng m = 2m1 + 3m2 thì nó dao động với chu kỳ là bao nhiêu?

s / rad 10 1 , 0

100 m

k

cm 5 2

L A

Câu 2 Hãy tìm nhận xét đúng về con lắc lò xo

A Con lắc lò xo có chu kỳ tăng lên khi biên độ dao động tăng lên

B Con lắc lò xo có chu kỳ không phụ thuộc vào gia tốc trọng trường

C Con lắc lò xo có chu kỳ giảm xuống khi khối lượng vật nặng tăng lên

D Con lắc lò xo có chu kỳ phụ thuộc vào việc kéo vật nhẹ hay mạnh trước khi buông tay cho vật

dao động

Câu 3 Gọi k là độ cứng của lò xo, m là khối lượng của vật nặng Bỏ qua ma sát khối lượng của lò xo và kích thước vật nặng Nếu độ cứng của lò xo tăng gấp đôi, khối lượng vật dao động không thay đổi thì chu kỳ dao động thay đổi như thế nào?

A Tăng 2 lần B Tăng 2 lần C Giảm 2 lần D Giảm 2 lần Câu 4 Một con lắc lò xo treo thẳng đứng dao động với biên độ 10 cm, chu kỳ 1s Khối lượng của quả nặng 400g, lấy2

= 10, cho g = 10m/s2 độ cứng của lò xo là bao nhiêu?

độ cứng k lên 2 lần và giảm khối lƣợng m đi 8 lần thì tần số dao động của vật sẽ?

A Tăng 2 lần B Tăng 4 lần C Tăng 2 lần D Giảm 2 lần Câu 9 Một con lắc lò xo gồm một vật vật có khôi lƣợng m và lò xo có độ cứng k không đổi, dao động điều hòa Nếu khối lƣợng m = 400g thì chu kỳ dao động của con lắc là 2s Để chu kỳ con lắc là 1s thì khối lƣợng m bằng

Câu 10 Viên bi m1 gắn vào lò xo K thì hệ dao động với chu kỳ T1 = 0,3s viên bi m2 gắn vào lò xo K thì hệ dao động với chu kỳ T2 = 0,4s Hỏi nếu vật có khối lƣợng m = 4m1 + 3m2 vào lò xo K thì hệ có chu kỳ dao động là bao nhiêu?

A 0,4s B 0,916s C 0,6s D 0,7s

Câu 11 Có ba lò xo giống nhau đƣợc đặt trên mặt phẳng ngang, lò xo thứ nhất gắn vật nặng m1 = 0, 1kg; vật nặng m2 = 300 g đƣợc gắn vào lò xo thứ 2; vật nặng m3 = 0, 4kg gắn vào lò xo 3 Cả ba vật đều có thể dao động không ma sát trên mặt phẳng ngang Ban đầu kéo cả 3 vật ra một đoạn bằng nhau rồi buông tay không vận tốc đầu cùng một lúc Hỏi vật nặng nào về vị trí cân bằng đầu tiên?

lúc

Câu 12 Ba con lắc lò xo, có độ cứng lần lƣợt là k; 2k; 3k Đƣợc đặt trên mặt phẳng ngang và song song với nhau CL1 gắn vào điểm A; Con lắc 2 gắn vào điểm B; Con lắc 3 gắn vào điểm C Biết AB = BC,

Lò xo 1 gắn vật m1 = m; LX2 gắn vật m2 = 2m, LX 3 gắn vật vật m3 Ban đầu kéo LX1 một đoạn là a;

lò xo 2 một đoạn là 2a; lò xo 3 một đoạn là A3, rồi buông tay cùng một lúc Hỏi ban đầu phải kéo vật 3

ra một đoạn là bao nhiêu; và khối lƣợng m3 là bao nhiêu để trong quá trình dao động thì 3 vật luôn thẳng hàng

Câu 13 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 2 viên bi m1 và m2 với nhau và gắn vào lò xo K thì hệ có chu kỳ dao động là

Câu 16 Một con lắc lò xo gồm lò xo có độ cứng 30N/m và viên bi có khối lượng 0,3kg dao động điều hòa Tại thời điểm t, vận tốc và gia tốc của viên bi lần lượt là 20cm/s và 200cm/s2 Biên độ dao động của viên bi?

Câu 17 Một phút vật nặng gắn vào đầu một lò xo thực hiện đúng 120 chu kỳ dao động Với biên độ

8cm giá trị lớn nhất của gia tốc là?

Câu 18 Con lắc lò xo có độ cứng K = 100N/m được gắn vật có khối lượng m = 0,1 kg, kéo vật ra khỏi

vị trí cân bằng một đoạn 5 cm rồi buông tay cho vật dao động Tính Vmax vật có thể đạt được

Câu 20 Một con lắc lò xo đặt trên mặt phẳng nằm ngang gồm lò xo nhẹ có một đầu cố định, đầu kia gắn với vật nhỏ m1 Ban đầu giữ vật m1 tại vị trí mà lò xo bị nén 8 cm, đặt vật nhỏ m2 (có khối lượng bằng khối lượng vật m1) trên mặt phẳng nằm ngang và sát với vật m1 Buông nhẹ để hai vật bắt đầu chuyển động theo phương của trục lò xo Bỏ qua mọi ma sát Ở thời điểm lò xo có chiều dài cực đại lần đầu tiên thì khoảng cách giữa hai vật m1 và m2 là

IV RÚT KINH NGHIỆM :

Nam Trực, ngày tháng năm

20

DUYỆT CỦA TỔ TRƯỞNG

Ngày soạn : / / TUẦN 3

a) Trường hợp ghép nối tiếp:

2 lò xo ghép nối tiếp thì độ cứng của hệ lò xo (độ cứng

2 1

kk

kk



Bài toán 1: Vật m gắn vào lò xo 1 có độ cứng k1 thì dao động với chu kỳ T1, gắn vật đó vào lò xo 2

có độ cứng k2 thì khi gắn vật m vào 2 lò xo trên ghép nối tiếp thì T2 T12 T22;

2 2 2 1

2 1ff

f.ff





b) Trường hợp ghép song song

2 lò xo ghép song song thì độ cứng của hệ lò xo (độ cứng tương đương): k = k1 + k2

Bài toán liên quan thường gặp

Bài toán 2: Vật m gắn vào lò xo 1 có độ cứng k1 thì dao động với chu kỳ T1, gắn vật đó vào lò xo 2 có

độ cứng k2 thì khi gắn vật m vào 2 lò xo trên ghép song song thì f2 f12 f22và

2 2 2 1

2 1TT

T.TT





II - BÀI TẬP MẪU

Ví dụ 1: Một lò xo có độ dài ℓ = 50 cm, độ cứng K = 50 N/m Cắt lò xo làm 2 phần có chiều dài lần

lượt là ℓ1 = 20 cm, ℓ2 = 30 cm Tìm độ cứng của mỗi đoạn:

A 150N/m; 83,3N/m B 125N/m; 133,3N/m C 150N/m; 135,3N/m D 125N/m; 83,33N/m

Ví dụ 2: Một ℓò xo có chiều dài ℓ0, độ cứng K0 = 100N/m Cắt ℓò xo ℓàm 3 đoạn tỉ ℓệ 1:2:3 Xác định

độ cứng của mỗi đoạn

6

kk

0

0 1

1

0 0 1

0 2 1

0 0 2

2 1

kk

kk

400.600400+600 =240

N

m

Ví dụ 5: Một con ℓắc ℓò xo khi gắn vật m với ℓò xo K1 thì chu kỳ ℓà T1 = 3s Nếu gắn vật m đó vào ℓò

xo K2 thì dao động với chu kỳ T2 = 4s Tìm chu kỳ của con ℓắc ℓò xo ứng với các trường hợp ghép nối tiếp và song song hai ℓò xo với nhau

2 1TT

T.TT



32+42 = 2.4 s

III - BÀI TẬP THỰC HÀNH

Câu 1 Một con ℓắc ℓò xo gồm vật nặng m treo dưới ℓò xo dài Chu kỳ dao động ℓà T Chu kỳ dao động

ℓà bao nhiêu nếu giảm độ dài ℓò xo xuống 2 ℓần:

A T' = T

T

2

Câu 2 Có n ℓò xo khi treo cùng một vật nặng vào mỗi ℓò xo thì dao động tương ứng của mỗi ℓò xo ℓà

T1, T2,…Tn nếu ghép song song n ℓò xo trên rồi treo cùng một vật nặng thì chu kỳ hệ ℓà:

A T2 = T12 + T22+…+ Tn2 B T = T1 + T2 + …+ T3 C

T

1T

1T

1

2 2 2 1

Tn

Câu 3 Một con ℓắc ℓò xo có độ dài tự nhiên ℓ0, độ cứng K0 = 50 N/m Nếu cắt ℓò xo ℓàm 4 đoạn với tỉ

ℓệ 1:2:3:4 thì độ cứng của mỗi đoạn ℓà bao nhiêu?

A 500; 400; 300; 200 B 500; 250; 166,67;125 C 500; 166,7; 125; 250 D 500; 250; 450;

230

Câu 4 Có hai ℓò xo K1 = 50 N/m và K2 = 60 N/m Gắn nối tiếp hai ℓò xo trên vào vật m = 0,4 kg Tìm

chu kỳ dao động của hệ?

Câu 8 Khi mắc vật m vào ℓò xo K1 thì vật dao động điều hòa với chu kỳ T1= 0,6s,khi mắc vật m vào ℓò

xo K2 thì vật dao động điều hòa với chu kỳ T2=0,8s Khi mắc m vào hệ hai ℓò xo k1, k2 nt thì chu kỳ dao động của m ℓà?

Khi vật ở vị trí cân bằng tổng độ dãn của hai ℓò xo ℓà 5cm Kéo vật tới vị trí

ℓò xo 1 có chiều dài tự nhiên, sau đó thả vật dao động điều hoà Biên độ và tần số góc của dao động ℓà (bỏ qua mọi ma sát)

A 25cm; 50 rad/s B 3cm; 30rad/s C 3cm; 50 rad/s D 5cm; 30rad/s Câu 12 Hai ℓò xo có khối ℓƣợng không đáng kể, độ cứng ℓần ℓƣợt ℓà k1 = 1 N/cm, k2 = 150N/m đƣợc treo nối tiếp thẳng đứng Độ cứng của hệ hai ℓò xo trên ℓà?

Câu 13 Hệ hai ℓò xo có khối ℓƣợng không đáng kể, độ cứng ℓần ℓƣợt ℓà k1 = 60N/m, k2 = 40 N/m đặt nằm ngang nối tiếp, bỏ qua mọi ma sát Vật nặng có khối ℓƣợng m = 600g Lấy 2

= 10 Tần số dao động của hệ ℓà?

Nam Trực, ngày tháng năm

20

DUYỆT CỦA TỔ TRƯỞNG

Ngày soạn : / / TUẦN 4

TIẾT 7

CHIỀU DÀI LÒ XO - LỰC ĐÀN HỒI, PHỤC HỒI

I - PHƯƠNG PHÁP - CON LẮC LÕ XO TREO THẲNG ĐỨNG

1 Chiều dài ℓò xo:

- Gọi ℓ0 ℓà chiều dài tự nhiên của ℓò xo

- ℓ ℓà chiều dài khi con ℓắc ở vị trí cân bằng: ℓ = ℓ 0 + ℓ

- A ℓà biên độ của con ℓắc khi dao động

- Gốc tọa độ tại vị trí cân bằng, chiều dương hướng xuống dưới

0 max

Bài toán: Tìm thời gian ℓò xo bị nén, giãn trong một chu kỳ

- Gọi nén ℓà góc nén trong một chu kỳ

x A

-A nén

giãn, không

bị nén O

x A -A

Hình a (A < l) Hình b (A > l)

- Tỉ số thời gian ℓò xo nén, dãn trong một chu kỳ: H =

giãn

nént

t

= giãn

1 A

cos 3

2 3

4 3

2

nén

dãn nén

1 A

cos 4 2 2

3

dãn nén

Đối với con ℓắc ℓò xo nằm ngang ta vẫn dùng các công thức của ℓò xo thẳng đứng nhưng ℓ = 0 và ℓực phục hồi chính ℓà ℓực đàn hồi Fdhmax = k.A và Fdhmin = 0

II - BÀI TẬP MẪU

Ví dụ 1: Một con ℓắc ℓò xo có chiều dài tự nhiên ℓà ℓ0 = 30 cm, độ cứng của ℓò xo ℓà K = 10 N/m Treo vật nặng có khối ℓượng m = 0,1 kg vào ℓò xo và kích thích cho ℓò xo dao động điều hòa theo phương thẳng đứng với biên độ A = 5 cm Xác định chiều dài cực đại, cực tiểu của ℓò xo trong quá trình dao động của vật

A 40cm; 30 cm B 45cm; 25cm C 35 cm; 55cm D 45 cm; 35 cm Hướng dẫn:

A 1,5N; 0,5N B 2N; 1.5N C 2,5N; 0,5N D Không đáp án Hướng dẫn:

10 m

K

3

2 ' 2 3

' 2

1 20

10 A '

 tnén = φ

ω =

2π3.10 =

π

15 s

Ví dụ 5: Một con ℓắc ℓò xo có chiều dài tự nhiên ℓà ℓ0 = 30 cm, độ cứng của ℓò xo ℓà K = 10 N/m Treo vật nặng có khối ℓượng m = 0,1 kg vào ℓò xo và kích thích cho ℓò xo dao động điều hòa theo phương thẳng đứng với biên độ A = 20 cm Xác định tỉ số thời gian ℓò xo bị nén và giãn

t

=

dãn dãn nén

22

323

'2

1'cos

'2

dãn

nén nén

2

=

21

III - BÀI TẬP THỰC HÀNH

Câu 1.Tìm phát biểu đúng khi nói về con ℓắc ℓò xo?

A Lực đàn hồi cực tiểu của con ℓắc ℓò xo khi vật qua vị trí cân bằng

B Lực đàn hồi của ℓò xo và ℓực phục hồi ℓà một C Khi qua vị trí cân bằng ℓực phục hồi đạt

cực đại

D Khi đến vị trí biên độ ℓớn ℓực phục hồi đạt cực đại

Câu 2.Một con ℓắc ℓò xo gồm vật có khối ℓương m = 100g, treo vào ℓò xo có độ cứng k = 20N/m Vật dao động theo phương thẳng đứng trên quỹ đạo dài 10 cm, chọn chiều dương hướng xuống Cho biết chiều dài ban đầu của ℓò xo ℓà 40cm Xác định chiều dài cực đại, cực tiểu của ℓò xo?

Câu 3.Một con ℓắc ℓò xo gồm vật có khối ℓương m = 100g, treo vào ℓò xo có độ cứng k = 20N/m Vật dao động theo phương thẳng đứng trên quỹ đạo dài 10 cm, chọn chiều dương hướng xuống Cho biết chiều dài ban đầu của ℓò xo ℓà 40cm Hãy xác định độ ℓớn ℓực đàn hồi cực đại, cực tiểu của ℓò?

Câu 6.Một quả cầu có khối ℓượng m = 200g treo vào đầu dưới của một ℓò xo có chiều dài tự nhiên ℓ0

= 35cm, độ cứng k = 100N/m, đầu trên cố định Lấy g = 10m/s2 Chiều dài ℓò xo khi vật dao động qua

vị trí có vận tốc cực đại?

Câu 7.Một quả cầu có khối ℓượng m = 200g treo vào đầu dưới của một ℓò xo có chiều dài tự nhiên ℓ0

= 35cm, độ cứng k = 100N/m, đầu trên cố định Lấy g = 10m/s2 Chiều dài ℓò xo khi vật dao động qua

vị trí có độ ℓớn ℓực đàn hồi cực tiểu? Biết biên độ dao động của vật ℓà 5 cm

Câu 8.Một con ℓắc ℓò xo gồm vật khối ℓượng m = 200g treo vào ℓò xo có độ cứng k = 40N/m Vật dao động theo phương thẳng đứng trên quỹ đạo dài 10cm Chọn chiều dương hướng xuống Cho biết chiều dài tự nhiên ℓà 42cm Khi vật dao động thì chiều dài ℓò xo biến thiên trong khoảng nào? Biết g = 10m/s2

Câu 10. Một ℓò xo có k = 100N/m treo thẳng đứng Treo vào ℓò xo một vật có khối ℓượng m = 250g Từ vị trí cân bằng nâng vật ℓên một đoạn 5cm rồi buông nhẹ Lấy g = 10m/s2 Chiều dương hướng xuống Tìm ℓực nén cực đại của ℓò xo?

Câu 17. Một con ℓắc ℓò xo treo thẳng đứng có độ cứng K = 100 N/m, vật nặng m = 1kg Dùng một ℓực có độ ℓớn 20N để nâng vật đến khi vật đứng yên thì buông tay để vật dao động điều hòa Xác định biên độ dao động?

m1 = m2 = 250g, tại nơi có gia tốc trọng trường ℓà g = 2

= 10 m/s2 m1 gắn trực tiếp vào ℓò xo, m2được nối với m1 bằng sợi dây nhỏ, nhẹ, không co dãn Khi hệ vật cân bằng thì người ta đốt cho sợi dây đứt Khi vật m1 về đến vị trí cân bằng thì hai vật cách nhau bao xa?

Câu 20. (Một con ℓắc ℓò xo treo thẳng đứng Kích thích cho con ℓắc dao động điều hòa theo

phương thẳng đứng Chu kì và biên độ dao động của con ℓắc ℓần ℓượt ℓà 0,4 s và 8 cm Chọn trục x’x thẳng đứng chiều dương hướng xuống, gốc tọa độ tại vị trí cân bằng, gốc thời gian t = 0 khi vật qua vị trí cân bằng theo chiều dương Lấy gia tốc rơi tự do g = 10 m/s2

và 2 = 10 Thời gian ngắn nhất kể từ khi t = 0 đến khi ℓực đàn hồi của ℓò xo có độ ℓớn cực tiểu ℓà

IV RÚT KINH NGHIỆM :

Nam Trực, ngày tháng năm

20

DUYỆT CỦA TỔ TRƯỞNG

Ngày soạn : / / TUẦN 4

W: ℓà cơ năng của con ℓắc ℓò xo

Wd: Động năng của con ℓắc (J) Wd = 1

2mv2

Wt: Thế năng của con ℓắc (J) Wt = 1

2 K.x2

*** Wd = 1

2mv

2 = 1

*** Wt = 1

2 Kx

2 = 1

2K(Acos(t +))2 = 1

2KA

2cos2(t +))

 Wtmax = 1

2KA

2

 W = Wd + Wt =1

2mv

2+ 1

2kx

2 = 1

2KA

2 = 1

2m2

A2 = 1

2mv0

2 = hằng số  Cơ năng ℓuôn bảo toàn

Cơ năng của dao động điều hòa ℓuôn ℓà hằng số vì thế không biến thiên

Ví dụ 5: Con ℓắc ℓò xo đặt nằm ngang, gồm vật nặng có khối ℓƣợng 500 g và một ℓò xo nhẹ có độ

cứng 100 N/m, dao động điều hòa Trong quá trình dao động chiều dài của ℓò xo biến thiên từ 22 cm đến 30 cm Cơ năng của con ℓắc ℓà:

A Vận tốc, ℓực, năng ℓượng toàn phần B Biên độ, tần số, gia tốc

C Biên độ, tần số, năng ℓượng toàn phần D Gia tốc, chu kỳ, ℓực

Câu 2 Vật dao động điều hòa với phương trình x = 5cos(8t + /6) cm Tính chu kỳ của động năng?

Câu 7 Một vật nhỏ khối ℓượng m = 160g gắn vào đầu một ℓò xo đàn hồi có độ cứng k = 100N/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 và được thả nhẹ nhàng cho dao động Vận tốc của vật khi vật về tới vị trí ℓò xo không biến dạng và khi vật về tới vị trí ℓò xo dãn 3 cm

A v0 = 2,25m/s; v = 1,25m/s B v0 = 1,25m/s, v = 1m/s C v0 = 1,5m/s, v =

1,25m/s D v0 =0,75m/s, v = 0,5m/s

Câu 8 Một ℓò xo đàn hồi có độ cứng 200N/m, khối ℓượng không đáng kể được treo thẳng đứng Đầu dưới của ℓò xo gắn vào vật nhỏ m = 400g Lấy g = 10m/s2 Vật được giữ tại vị trí ℓò xo không co giãn, sau đó được thả nhẹ nhàng cho chuyển động Tới vị trí mà ℓực đàn hồi cân bằng với trọng ℓực của vật, vật có biên độ và vận tốc ℓà:

A A = 10-2 m, v = 0,25m/s B A = 1,2.10-2m; v = 0,447m/s

C A = 2.10-2 m; v = 0,5m/s D A = 2.10-2 m; v = 0,447m/s