Chuyên đề ôn tập Vật lý 12 toàn tập

110 470 4
Chuyên đề ôn tập Vật lý 12 toàn tập

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

phÇn I con l¾c lß xo Bµi 1: Mét lß xo ®îc treo th¼ng ®øng, ®Çu trªn cña lß xo ®îc gi÷ chuyÓn ®éng ®Çu díi theo vËt nÆng cã khèi lîng m = 100g, lß xo cã ®é cøng k = 25 N/m KÐo vËt rêi khái VTCB theo ph¬ng th¼ng ®øng híng xuèng mét ®o¹n 2cm, truyÒn cho nã vËn tèc 10 3 π (cm/s) theo ph¬ng th¼ng ®øng híng lªn Chän gãc tg lµ lóc th¶ vËt, gèc to¹ ®é lµ VTCB, c d¬ng híng xuèng a ViÕt PTD§ b X¸c ®Þnh thêi ®iÓm vËt ®i qua vÞ trÝ mµ lß xo gi·n 2 cm lÇn thø nhÊt Lêi gi¶i a) T¹i VTCBO k∆l = mg mg ⇒ ∆l = +ω= k = k = m 0,1.10 25 l0 = 0,04 (m 25 = 5 10 = 5π 0,1 • - ∆l (Rad/s) + m dao ®éng ®iÒu ho¸ víi ph¬ng tr×nh ∆l x = Asin (ωt + ϕ) T¹i thêi ®iÓm t = 0 x = 2 cm > 0 •0(VTCB) ) •x v = 10π 3 (cm/s) 0 -10π 3 = 5π.Acosϕ →cosϕ 0 T¹i t = 0 x = 0,026 m/s > 0 v = -0,25 m/s 0 v = -25cm/s < 0 k = 250 (N/m) TM k = 94,67 (N/m) lo¹i 250 = 25 (Rad/s) 0,4 1 = Asin ; sinϕ >0 ϕ= 3π Ra® 4 -25 = 25Acosϕ; cosϕ0 v = 0 cm/s 10 = Asinϕ ; sinϕ >0 ⇒ ϕ= 0 = ωAcos ; cosϕ = 0 VËy ph¬ng tr×nh dao ®éng lµ π 2 A = 10 (cm) π ) (cm) 2 2 Ta coi con l¾c ®îc g¾n vµo 1 lß xo cã ®é cøng K VËy lùc phôc håi lµ F = - kx x = 10sin (10πt + → Lùc phôc håi cùc ®¹i Fmax = +kA = 120,10 = 1,2N Bµi 4: Dïng hai lß xo cïng chiÒu dµi ®é cøng k = 25N/m treo 1 qu¶ cÇu khèi lîng m = 250 (g) theo ph¬ng th¼ng ®øng kÐo qu¶ cÇu xuèng díi VTCB 3 cm råi phãng víi vËn tèc ®Çu 0,4 2 cm/s theo ph¬ng th¼ng ®øng lªn trªn Bá qua ma s¸t (g = 10m/s2 ; π2 = 10) 1 Chøng minh vËt dao ®éng ®iÒu hoµ, viÕt PTD§? 2 TÝnh Fmax mµ hÖ lß xo t¸c dông lªn vËt? Lêi gi¶i 1 Chän trôc 0x th¼ng ®øng híng xuèng gèc 0 t¹i VTCB + Khi vËt ë VTCB lß xo kh«ng bÞ biÕn d¹ng + Khi vËt ë li ®é x th× x lµ ®é biÕn d¹ng cña mçi lß xo + Lùc ®µn håi ë hai lß xo b»ng nhau (VT 2 lß 1 xo cïng ®é cøng vµ chiÒu dµi vµ b»ng lùc ®µn håi 2 tæng céng) F = 2F0 ⇔ -Kx = -2kx ⇒ K = 2k + T¹i VTCB: → + P → = → 2P Hay mg - 2k∆lo = 0 0 (1) k k F0 F0 •O m P + + T¹i li ®é x; 2 lß xo cïng d·n ∆l = x + ∆l0 → Hîp lùc: → + → P 2F dh = F Tõ (1) (2) mg - 2k(∆l0 + x) = F (2) F = -2kx Theo ®Þnh luËt II Niut¬n : F = ma = mx''⇒ x''= − 2k x m → x = Asin (ωt + ϕ) VËy vËt D§§H + PTD§: T¹i t = 0 x = +3cm > 0 v = - 0,4 2 m/s = - 40 2 (cm/s) Ta cã hÖ 3 = A sinϕ ; sinϕ > 0 - 40 2 = 10 2 Acosϕ ; cosϕ < 0 2 Biªn ®é A = 32 + 40 2 = 5 cm 200 Ta cã hÖ 3 = 5sinϕ → sinϕ = 0,6 -40 2 = 10 2 5.cosϕ → ϕ 143,130 cos ϕ = -0,8 →ϕ ≈ 2,5 Rad PTD§ lµ x = 5sin (10 2 t + 2,5) (cm) e) Lùc mµ hÖ sè lß xo t¸c dông vµo vËt C¶ 2 lß xo coi nh mét lß xo ®é cøng K = 2k = 50 N/m ∆l0 = mg 0,25.10 = = 0,05 m = 5 (cm) K 50 Khi vËt ë vÞ trÝ thÊp nhÊt, lùc ®µn håi ®¹t cùc ®¹i F®hmax = K (A + ∆l0) = 50(0,05 + 0,05) = 5 (N) Bµi 5: Mét vËt cã khèi lîng m = 100g chiÒu dµi kh«ng ®¸ng kÓ ®îc nèi vµo 2 gi¸ chuyÓn ®éng A, B qua 2 lß xo L 1, L2 cã ®é cøng k1= 60N/m, k2= 40 N/m Ngêi ta kÐo vËt ®Õn vÞ trÝ sao cho L 1 bÞ d·n mét ®o¹n ∆l = 20 (cm) th× thÊy L2 kh«ng d·n, khi nÐn råi th¶ nhÑ cho vËt chuyÓn ®éng kh«ng vËn tèc ban ®Çu Bá qua ma s¸t vµ khèi lîng cña lß xo Chän gèc to¹ ®é t¹i VTCB, chiÒu d¬ng híng tõ A → B,chän t = 0 lµ lóc th¶ vËt a) CM vËt D§§H? b) ViÕt PTD§ TÝnh chu k× T vµ n¨ng lîng toµn phÇn E c) VÏ vµ tÝnh cêng ®é c¸c lùc do c¸c lß xo t¸c dông lªn gia cè ®Þnh t¹i A, T B ë thêi ®iÓm t= 2 Lêi gi¶i a) CM vËt D§§H → + Chän trôc to¹ ®é nh h×nh vÏ → F01 + Khi vËt ë VTCB lß xo L1 d·n ∆l1 F02 lß xo L2 d·n ∆l2 x Khi ®ã vËt ®Ó L1 d·n ∆l = 2cm ; 0 L2khi nÐn k d·n th× ∆l chÝnh lµ ®é biÕn d¹ng tæng céng cña vËt ë VTCB G x ∆l = ∆l1 + ∆l2 = 20 (cm) (1) → → → → → → → + Tæng hîp lùc b»ng 0 : P + N + F01 + F02 = 0 → F01 + F02 = 0 Hay + K1∆l1 - k2∆l2 = 0 (2) + Khi vËt cã li ®é x> 0 ®é d·n cña L1lµ (∆l1+ x) cm, L2 lµ (∆l2 - x) → → → → → Tæng hîp lùc P + N + F1 + F2 = m a Hay - k1 (∆l1+ x) + k2(∆l2 - x) = mx'' ⇔ - (k1+ k2) x = mx'' ⇒ x'' = − k1 + k 2 k + k2 x = −ω 2 − 1 m m víi ω2 = VËy x = Asin (ωt + ϕ) (cm) → vËt D§§H b) ω = k 1+ k 2 = m 60 + 40 = 10π (Rad/s) 0,1 + Biªn ®é dao ®éng A = ∆l2 (v× A = B A 02 x + 2 = x = ∆l 2 ) ω 2 + Gi¶i (1), (2) ∆l1 + ∆l2 = 20 ∆l1= 8cm ∆l2= 12cm -> A = 12cm 60∆l1 + 400∆l2 = 0 t = 0 -> x0 = Asin ϕ = A → ϕ= v0= ωAcosϕ = 0 π 2 VËy PTD§ cña vËt x = 12 sin (10πt + Chu k× dao ®éng T = π ) (cm) 2 2π 2π = = 0,2 (s) ω 10π N¨ng lîng E = 1 KA 2 = 1 100.(,012) 2 = 0,72 (J) 2 2 c) VÏ vµ tÝnh cêng ®é c¸c lùc π + Khi t = T = 0,1 (s) th× x = 12 sin (10.0,1Π + ) = -12 (cm) 2 2 V× vËy, t¹i t = π vËt ë biªn ®é x = - A 2 T¹i vÞ trÝ nµy lß xo l1 bÞ nÐn 1 ®o¹n A - ∆l1 = 12 - 8 = 4 (cm) Lß xo L2 bÞ gi·n mét ®o¹n 2A = 24 (cm) → → + Lùc t¸c dông cña lß xo L1 vµ L2 lªn A, B lÇn lît lµ F1 , F2 F1 = 60.0,04 = 2,4 (N) → → F2 = 40.0,24 = 0,6 (N) ( F , F cïng chiÒu d¬ng) 1 2 Bµi 6: Cho hai c¬ hÖ ®îc bè trÝ nh c¸c h×nh vÏ a,b lß xo cã ®é cøng k = 20N/m VËt nÆng cã khèi lîng m, m = 100g; bá qua ma s¸t khèi lîng cña r2 vµ lß xo d©y treo k d·n Khèi lîng k ®¸ng kÓ 1 TÝnh ®é d·n lß xo trong mçi h×nh khi vËt ë VTCB 2 N©ng vËt lªn cho lß xo kh«ng biÕn d¹ng a b råi th¶ nhÑ, chøng tá vËt d®®h TÝnh chu k× vµ biªn ®é dao ®éng cña vËt Lêi gi¶i 1) H×nh a + Chän chiÒu d¬ng ox híng xuèng, gèc 0 t¹i VTCB + Ph¬ng tr×nh lùc → → → T0 + F0 = 0 → → → → T0 + P0 = 0 ChiÒu lªn ox → T0 -T0 + K∆l = 0 -T0+ mg = 0 T0 O ⇒ T0 = k∆l = mg = 0,1.10 = 1 ⇒ T0 = 1N → → F0 P + x ∆l = 0,05 (m) = 5 (cm) * H×nh b → Chän chiÒu d¬ng híng xuèng, O lµ VTCB ChiÕu lªn Ox F0 -T0 + mg = 0 → -k∆l + 2T0= 0 ⇒ T0 T0 = mg = 1 (N) 0 (VΠB) ∆l = 10 (cm) 2) Chøng minh vËt D§§H → P H×nh a: + Khi vËt ë VTCB lß xo d·n ∆l → k∆l - mg = 0 + Khi vËt ë li ®é x lß xo d·n ∆l + x F = mg - T → T - k(∆l + x) = 0 → → F = mg - k∆l0 - kx ⇒ F = -kx ¸p dông ®Þnh luËt II N → - kx = mx'' = − Víi ω = k x = −ω 2 x m k → x = Asin (ωt + ϕ) → vËt dao ®éng ®iÒu hoµ m * H×nh b: Khi vËt ë VTCB lß xo d·n ∆l → 1 k∆l - mg = 0 2 + x Khi vËt ë li ®é x lß xo d·n ∆l + x 2 mg - T = F 2T - k(∆l + → F = mg - x )=0 2 1 k k k∆l - x → F = − x 4 4 2 Hay − k x = mx'' → x = − 4 k x = - ω2 x víi ω = 4m k 4m x = Asin (ωt + ϕ) → vËt dao ®éng ®iÒu hoµ Bµi 7: Mét vËt cã khèi lîng m = 400g ®îc g¾n trªn mét lß xo dùng th¼ng ®øng cã ®é cøng k = 50 (N/m) ®Æt m1 cã khèi lîng 50 g lªn trªn m KÝch thÝch cho m dao ®éng theo ph¬ng th¼ng ®øng biªn ®é nhá, bá qua lùc ma s¸t vµ lùc c¶n T×m hiªn ®é dao ®éng lín nhÊt cña m, ®Ó m1 kh«ng víi khèi lîng m trong qu¸ tr×nh dao ®éng (g = 10m/s2) m1 m Lêi gi¶i Khi m1 kh«ng rêi khái m th× hai vËt cïng dao ®éng víi gia tèc a = ω2x Gi¸ trÞ lín nhÊt cña gia tèc (amax = ω2 A) NÕu m1 rêi khái m th× nã chuyÓn ®éng víi gia tèc träng trêng g VËy ®iÒu kiÖn ®Ó m1 kh«ng rêi khái m g amax < g ⇔ ω2A < g ⇒ A< 2 ω +ω= 50 10 k = 125 → A < → ω2= = 0,08 (m) = 8cm 0,4 125 m → Amax = 8cm Bµi 8: Cho 1 hÖ dao ®éng nh h×nh vÏ, khèi lîng lß xo kh«ng ®¸ng kÓ k = 50N/m, M = 200g, k M vo m0 cã thÓ trît kh«ng ma s¸t trªn mÆt ph¼ng ngang 1) KÐo m ra khái VTCB 1 ®o¹n a = 4cm råi bu«ng nhÑ TÝnh V TB cña M sau khi nã ®i qòang ®êng 2cm 2) Gi¶ sö M ®ang dao ®éng nh c©u trªn th× cã 1 vËt m 0 = 50g b¾n vµo M theo ph¬ng ngang víi vËn tèc v o Gi¶ thiÕt va ch¹m lµ kh«ng ®µn håi vµ x¶y ra t¹i thêi ®iÓm lß xo cã ®é dµi lín nhÊt T×m ®é lín v o , biÕt r»ng sau khi va ch¹m m0 g¾n chÆt vµo M vµ cïng dao ®éng ®iÒu hoµ víi A' = 4 2 cm Lêi gi¶i 1 - TÝnh vËn tèc TB 4 M1 • Mét d®®h cã thÓ coi lµ h×nh chiÕu cña chuyÓn ®éng trßn ®Òu cña 1 chÊt ®iÓm nh h×nh vÏ Kho¶ng thêi gian vËt ®i tõ x = 4 ®Õn x = 2 (cm) b»ng kho¶ng thêi gian vËt chuyÓn ®éng trßn ®Òu theo cung M1M2 t= a π víi ω = = ω 3ω -> t = M2• α + ω 2 k 50 = 5 π (Rad/s) = m 0,2 π 1 1 (s) = 3 5π 15 VTB = S = 30cm( s ) t 2 - Theo c©u 1, M cã li ®é x0 = a = 4 cm th× lóc ®ã lß xo cã chiÒu dµi lín nhÊt + Ngay sau va ch¹m, hÖ (M + m0) cã vËn tèc v §LBT ®éng lîng: (M + m0) v = m0.vo (1) + Sau v/c hÖ d®®h víi biªn ®é A' = 4 2 cm vµ tÇn sè gãc ω' = k = M + m0 50 = 10 2 (Rad/s) 0,2 + 0,05 l' = 0102 = f2 = 40mm + M¾t quan s¸t ¶nh cuèi cïng ®iÒu tiÕt tèi ®a → NC ë cùc cËn A2 ⇒ Cc ⇒ d3c = 0A2 = 0Cc = 140 mm d'2c = l' - d3c = - 100mm Suy ra kho¶ng c¸ch tõ ¶nh trung gian ®Õn TK L2 lµ d2c = d '2 c f2 200 = mm 7 d '2 c − f2 d'1c = l - d2c = 1200 mm 7 + Kho¶ng c¸ch tõ AB ®Õn VK ' d1c f1 400 d1c = ' = d1c − f1 313 + §ä dµi quang häc cña kÝnh: δ = l - (f1-+ f2) = 157 mm + §é béi gi¸c cña kÝnh: ' d1c − d '2 c = 169,5 Gc = |Kc| = d1c d 2 c PhÇn VIII kÝnh thiªn v¨n Bµi 1: ThiÕt lËp CT tÝnh béi gi¸c khi nc v« cùc Lêi gi¶i S§TA AB VK d1 l = 0102 M A1B1 TK A2B2 A3B3 (vâng m¹c) d'1 d2 d'2 d3 d'3 l' = 020 + Ng¾m chõng ë v« cùc : A2 ë xa v« cùc → 0A2 = ∞ d3 = ∞ → d'2 = l ' - d3 ≈-d3 = -∞ → 1 =0 d '2 ⇒d2 = f2 → A1 ≡F2 + VËt AB ë xa v« cùc nªn d1= ∞ ; d'1 = d1 f1 = f1 d1 − f1 ⇒A1 = F'1 + Tãm l¹i : A1 ≡F'1 ≡F2 l = 0102= d'1 + d2 = f1 + f2 + VT AB lµ nh÷ng thiªn thÓ ë rÊt xa nªn gãc trong vËt α0 lµ gãc trong vËt trùc tiÕp tõ tr¸i ®Êt hoÆc gãc trong vËt qua quang t©m 0 cña vËt kÝnh Ta cã: tg α0 = A1B 1 A1B 1 A1B1 = = = cos t 01 A 1 01 F1' F1 + A2B2 xa v« cùc nghÜa lµ chïm tia lã ra khái thÞ kÝnh lµ chïm tia song song → t¹o gãc trong ¶nh α nh sau: tg α = A1B 1 A1B 1 A1B 1 = = 0 2 A 1 0 2 F2 F2 (2) Do α , α0 lµ gãc 0 ¶nh A2B2 hiÖn lªn ë Cc: A2 ≡ Cc ⇒ d3 = d3c = 0Cc = 25 + Ta ®îc d'2c = l' - d3c = -d3c = - 25cm d '2 c f2 100 = cm → d2c = ' 29 d 2 c − f2 Kho¶ng c¸ch VK → TK lµ l = 0102 = d'1 + d2c = 120 + + Gãc trong vËt α 100 3850 = ≈ 123,45cm 29 29 A1B 1 A1B 1 = f1 120 : tgα0 = + Gãc trong ¶nh α : tgα = A 2 B 2 K 2c A1B 1 = 0A 2 0Cc d '2 c 25 = |K2C| = d 2c 4 Víi 0Cc = 25cm KÕt qu¶ Gc = f α tgα ≈ = K 2 C 1 = 34,8 α 0 tgα 0 0Cc Bµi 3: KHV cã f1 = 120 cm, f2 = 4cm, m¾t ngêi quan s¸t cã 0Cv = 50cm, m¾t ®Æt s¸t TK X¸c ®Þnh l = 0102 vµ Gv Lêi gi¶i S§TA AB d1 VK 01 M A1B1 TK A2B2 A30 3 (vâng m¹c) B 02 d'1 d2 d'2 d3 d'3 l = 0102 l' = 020 = 0 f1 = 120 cm f2 = 4cm + VËt AB ë rÊt xa: d1 = ∞; d'1 = f1= 120cm + A2B2 lµ vËt thËt víi m¾t: d3 = 0A2 > 0 ¶nh A2B2 hiÖn lªn ë ®iÓm cùc viÔn : A2 ≡0Cv ⇒ d3v = 0A2 = oCv = 50cm Ta cã: d'2v = ;' - d'3v = - d'2v = - 50cm Suy ra d '2 v f2 100 d2v = ' = cm 27 d 2 v − f2 Kho¶ng c¸ch gi÷a VK vµ TK lµ l = 0102 = d'1 + d'2v = 3340 cm 27 + Gãc trong vËt α0 tgα0 = A1B 1 A1B 1 = f1 120 + Gãc trong ¶nh α = tg α = A 2 B 2 K 2V A1B 1 = 0A 2 0Cv VT α, α0

Ngày đăng: 13/07/2014, 21:00

Từ khóa liên quan

Tài liệu cùng người dùng

Tài liệu liên quan