Hocmai.vn – Website học trực tuyến số Việt Nam DAO ĐỘNG CƠ Khóa học Luyện thi THPT quốc gia PEN - M: Môn Vật lí (Thầy Hà - Tùng) NĂNG LƢỢNG CON LẮC DAO ĐỘNG (TÀI LIỆU BÀI GIẢNG) GIÁO VIÊN: ĐỖ NGỌC HÀ Đây tài liệu kèm theo giảng “Năng lượng lắc ” thuộc khóa học PEN-M: Môn Vật lí (Thầy Đỗ Ngọc Hà – Thầy Phạm Văn Tùng) Để sử dụng tài liệu hiệu quả, Bạn cần kết hợp theo dõi giảng với tài liệu giảng trước làm tập tự luyện so sánh với đáp án I LÍ THUYẾT  Giả sử lắc lò xo dao động trục Ox với phương trình li độ: x  Acos  t   Ta có phương trình vận tốc lắc lò xo: v  x'  Asin  t    Động lắc lò xo:  cos  2t  2 2 1 W®  mv  m2 A2 sin  t    kA2  kA  kA cos  2t  2 2 2 4 Thế lắc lò xo:  cos  2t  2 2 1 Wt  kx2  kA2 cos2  t    kA2  kA  kA cos  2t  2  2 2 4  Wđ Wt biến thiên tuần hoàn với tần số gấp hai lần tần số dao động điều hoà (chu kì nửa chu kì dao động điều hoà)  Cơ lắc lò xo: 1 W  W®  Wt  kA2  m2 A2 2  Cơ tỉ lệ với bình phương biên độ A, lắc bảo toàn  Công thức xác định vị trí vật động gấp n lần năng: A W®  nWt  x   n 1  Quan hệ động năng, vị trí đặc biệt: W®  Wt W®  Wt W®  3Wt -A -A (+) -A -A O A A A 2 W®  W; Wt  2 A x W®  0; Wt  W Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | - Hocmai.vn – Website học trực tuyến số Việt Nam DAO ĐỘNG CƠ Khóa học Luyện thi THPT quốc gia PEN - M: Môn Vật lí (Thầy Hà - Tùng) II BÀI TẬP Dạng 1: Những Dạng Bài Cơ Bản  Kiến Thức Cần Nhớ  Wđ Wt biến thiên tuần hoàn với tần số gấp hai lần tần số dao động điều hoà (chu kì nửa chu kì dao động điều hoà) 1  Cơ lắc lò xo: W  W®  Wt  kA2  m2 A2  Cơ tỉ lệ với bình phương biên độ A, 2 lắc bảo toàn  Bài Tập Mẫu (Video Bài Giảng) Ví Dụ (CĐ-2010):: Một lắc lò xo dao động hòa với tần số 2f1 Động lắc biến thiên tuần hoàn theo thời gian với tần số f2 A 2f1 B f1 C f1 D f1 Lời Giải: Chọn đáp án …… Ví Dụ (ĐH-2014): Một vật có khối lượng 50 g, dao động điều hòa với biên độ cm tần số góc rad/s Động cực đại vật A 3,6.10–4 J B 7,2 J C 3,6 J D 7,2.10–4 J Lời Giải: …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… Chọn đáp án …… Ví Dụ (ĐH-2009): Một vật dao động điều hòa theo trục cố định (mốc vị trí cân bằng) A động vật cực đại gia tốc vật có độ lớn cực đại B vật từ vị trí cân biên, vận tốc gia tốc vật dấu C vị trí cân bằng, vật D vật cực đại vật vị trí biên Lời Giải: Chọn đáp án …… Ví Dụ 4: Con lắc lò xo nằm ngang dao động điều hòa với biên độ cm, chọn gốc tính vị trí cân động vật nặng biến đổi tuần hoàn với tần số Hz, lấy π2 = 10, vật nặng có khối lượng 0,1 kg Cơ dao động A 0,08 J B 0,32 J C 800 J D 3200 J Lời Giải: …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… Chọn đáp án …… Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | - Hocmai.vn – Website học trực tuyến số Việt Nam Khóa học Luyện thi THPT quốc gia PEN - M: Môn Vật lí (Thầy Hà - Tùng) DAO ĐỘNG CƠ Ví Dụ (ĐH-2009): Một lắc lò xo gồm lò xo nhẹ có độ cứng 20 N/m dao động điều hoà với tần số Hz Trong chu kì, khoảng thời gian để vật có độ lớn gia tốc không vượt 360 (cm/s2) s Lấy π2 = 10 Năng lượng dao động A mJ B mJ C mJ D mJ Lời Giải: …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… Chọn đáp án …… Ví Dụ 6: Con lắc lò xo có khối lượng kg, dao động điều hòa với 125 mJ Tại thời điểm ban đầu vật có vận tốc 25 cm/s gia tốc 6,25 m/s2.Biên độ dao động là: A 5cm B 4cm C 3cm D 2cm Lời Giải: …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… Chọn đáp án …… Ví Dụ 7: Vật nhỏ lắc dao động điều hòa có W = 3.10-5 J Biết lực kéo cực đại tác dụng vào vật 1,5.10-3 N, chu kì dao động T = s Tại thời điểm ban đầu vật chuyển động nhanh dần theo chiều âm, gia tốc có độ lớn 22 cm / s2 Phương trình dao động vật   A x  cos(t  )cm B x  4cos(t  )cm 3   C x  4cos(t  )cm D x  4cos(t  )cm Lời Giải: …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… Chọn đáp án …… Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | - Hocmai.vn – Website học trực tuyến số Việt Nam DAO ĐỘNG CƠ Khóa học Luyện thi THPT quốc gia PEN - M: Môn Vật lí (Thầy Hà - Tùng) Dạng Sử Dụng Mối Liên Hệ W®  nWt  x   A n 1  Kiến Thức Cần Nhớ  Quan hệ động năng, vị trí đặc biệt: W®  Wt W®  Wt W®  3Wt -A -A (+) -A -A O A A A 2 W®  W; Wt  2 A x W®  0; Wt  W  Nếu giá trị đặt biệt dùng công thức: W®  nWt  x   A n 1  Bài Tập Mẫu (Video Bài Giảng) Ví Dụ (CĐ-2009): Một vật dao động điều hòa với biên độ A W Mốc vật vị trí cân Khi vật qua vị trí có li độ A động vật A W B W C W D W 9 9 Lời Giải: …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… Chọn đáp án …… Ví Dụ (CĐ-2010): Một vật dao động điều hòa với biên độ cm Mốc vị trí cân Khi vật có động lần vật cách vị trí cân đoạn A cm B 4,5 cm C cm D cm Lời Giải: …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… Chọn đáp án …… Ví Dụ (ĐH-2013): Một vật nhỏ khối lượng 100g dao động điều hòa với chu kì 0,2s 0,18J (mốc vị trí cân bằng); lấy 2  10 Tại li độ cm, tỉ số động là: A B C Lời Giải: Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 D - Trang | - Hocmai.vn – Website học trực tuyến số Việt Nam Khóa học Luyện thi THPT quốc gia PEN - M: Môn Vật lí (Thầy Hà - Tùng) DAO ĐỘNG CƠ …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… Chọn đáp án …… Ví Dụ (ĐH-2009): Một lắc lò xo gồm lò xo nhẹ vật nhỏ dao động điều hòa theo phương ngang với tần số góc 10 rad/s Biết động (mốc vị trí cân vật) vận tốc vật có độ lớn 0,6 m/s Biên độ dao động lắc A cm B cm C 12 cm D 12 cm Lời Giải: …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… Chọn đáp án …… Ví Dụ (CĐ-2010): Một vật dao động hòa dọc theo trục Ox Mốc vị trí cân Ở thời điểm độ lớn vận tốc vật 50% vận tốc cực đại tỉ số động vật A B C D 4 Lời Giải: …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… Chọn đáp án …… Ví Dụ 6: Cho vật dao động điều hoà với biên độ A = cm, chu kì T = 2s, lấy 2  10 Khi vật có gia tốc 0,25m/s2 tỉ số động vật : A B C D 4 Lời Giải: …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… Chọn đáp án …… Ví Dụ 7: Một vật dao động điều hoà, chọn mốc vị trí cân Gọi Et1 vật vị trí có li độ A ωA ; gọi Et2 vật có vận tốc v = Liên hệ Et1 Et2 x= 2 A.Et1 = Et2 B Et1 = 3Et2 C Et2 = 3Et1 D Et2 = 4Et1 Lời Giải: …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… Chọn đáp án …… Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | - Hocmai.vn – Website học trực tuyến số Việt Nam DAO ĐỘNG CƠ Khóa học Luyện thi THPT quốc gia PEN - M: Môn Vật lí (Thầy Hà - Tùng) Ví Dụ 8: Một chất điểm dao động điều hòa trục Ox Mốc vị trí cân Thời gian hai lần liên tiếp chất điểm động 0,1s Động biến thiên tuần hoàn với tần số A Hz B Hz C 2,5 Hz D 1,5 Hz Lời Giải: …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… Chọn đáp án …… Ví Dụ 9: Một chất điểm dao động điều hòa với chu kỳ T có lượng dao động W Gọi Wđ động tức thời chất điểm Trong chu kỳ khoảng thời gian mà Wđ ≥ 0,75W A 2T/3 B T/4 C T/6 D T/3 Lời Giải: …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… Chọn đáp án …… Ví Dụ 10: Một chất điểm dao động điều hòa không ma sát Khi vừa qua khỏi vị trí cân đoạn S động chất điểm 8J Đi tiếp đoạn S động 5J thêm đoạn S động bao nhiêu? Biết suốt trình vật chưa đổi chiều chuyển động A 1,9J B 0J C 2J D 1,2J Lời Giải: …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… Chọn đáp án …… Ví Dụ 11 (ĐH-2014): Một lắc lò xo gồm lò xo nhẹ vật nhỏ khối lượng 100 g dao động điều hòa theo phương ngang, mốc  tính vị trí cân Từ thời điểm t1 = đến t  s , động lắc tăng từ 0,096 J đến 48 giá trị cực đại giảm 0,064 J Ở thời điểm t2, lắc 0,064 J Biên độ dao động lắc A 7,0 cm B 8,0 cm C 3,6 cm D 5,7 cm Lời Giải: …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… Chọn đáp án …… Giáo viên: Đỗ Ngọc Hà Nguồn Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 : Hocmai.vn - Trang | -