TUYỂN CHỌN BÀI TẬP DAO ĐỘNG CƠ CÁC TRƯỜNG THPT

29 4 0
  • Loading ...
1/29 trang

Thông tin tài liệu

Ngày đăng: 17/04/2018, 22:43

Tuyển chọn tập Vật Lý 12 TUYỂN CHỌN + DAO ĐỘNG CƠ CÁC TRƢỜNG THPT 2016 + Câu 1: (Chuyên KHTN – HN) Một lắc lò xo treo thẳng đứng, lò xo có khối lượng khơng đáng kể, k  50 N/m, m  200 g Vật nằm n vị trí cân kéo thẳng đứng xuống để lò xo dãn 12 cm thả cho dao động điều hòa Lấy g  2 m/s2 Thời gian lực đàn hồi tác dụng vào giá treo ngược chiều với lực phục hồi chu kì 1 A B C D s s s s 15 30 10 15 mg Độ dãn lò xo vị trí cân l0   cm k Kéo lò xo giãn 12 cm thả nhẹ để vật dao động điều hòa  A  cm Ta để ý khoảng thời gian lực đàn hồi ngược chiều với lực phục hồi lắc di chuyển khoảng l0  x  , khoảng + Lực phục hồi ln hướng vị trí cân + Lò xo giãn nên lực đàn hồi lực kéo hướng xa vị trí cân   Từ hình vẽ ta tính   rad  t   s  15 Câu 2: (Quốc Học Huế) Hai chất điểm xuất phát từ vị trí cân bằng, bắt đầu chuyển động theo hướng dao động điều hòa với biên độ trục Ox Chu kì dao động hai chất điểm T1 T2  1,5T1 Tỉ số độ lớn vận tốc hai vật gặp A Bùi Xuân Dương B C D Trang Tuyển chọn tập Vật Lý 12 + Ta có T2  1,5T1  1  1,52 Phương trình dao động hai vật   3  x1  A cos  2 t    v   A cos   t  2        2       x  A cos  t      v  2 A cos  2 t       , điều cho kết tương liên quan đến việc chọn chiều dương   3  Khi hai vật gặp x1  x  cos  2 t    cos  2 t   2 2 2   4k t   Phương trình cho nghiệm   2 4k   t  5  5 2  2 Ta chọn thời điểm gặp gần t  52 Rõ ràng ta chọn pha ban đầu phương trình li độ 3  cos  2 t  v 3 A 2  3 Thay vào  2 v 22 A cos  2 t  + Ý tưởng dựa vào công thức độc lập thời gian v   A2  x  2 v  v1 1 A  x1 hai vật gặp x1  x     2 v2 2 v 2 A  x Câu 3: (Chuyên Vĩnh Phúc) Một lắc lò xo treo thẳng đứng gồm cầu nhỏ có khối lượng m  150 g lò xo có độ cứng k  60 N/m Người ta đưa cầu đến vị trí lò xo khơng bị biến dạng truyền cho vận tốc ban đầu v0  m/s theo phương thẳng đứng hướng xuống Sau truyền vận tốc lắc dao động điều hòa Lúc t  lúc cầu truyền vận tốc, lấy g  10 m/s2 Thời gian ngắn tính từ lúc t  đến lúc lực đàn hồi tác dụng lên vật có độ lớn 3N     A B C D s s s s 30 60 20 Tần số góc dao động   k  20 rad/s m Độ giãn lò xo lắc nằm cân l0  Bùi Xuân Dương mg  2,5 cm k Trang Tuyển chọn tập Vật Lý 12 Tại vị trí lò xo khơng bị biến dạng x  2,5 cm người ta truyền cho lắc vận tốc ban v m/s  A  x     cm   Vị trí lò xo có lực đàn hồi N ứng với độ F giãn l   cm k  lắc vị trí x  2,5 cm Phương pháp đường tròn Từ hình vẽ ta xác định khoảng thời  gian ứng với góc quét   rad   t  s  60 Câu 4: (THPT Ngọc Tảo) Một lắc lò xo treo thẳng đứng nơi có gia tốc trọng trường g  10 m/s2, đầu lò xo gắn cố định, đầu gắn với vật nặng có khối lượng m Kích thích cho lắc dao động điều hòa theo phương thẳng đứng với chu kì T Khoảng thời gian lò T xo bị nén chu kì Tại thời điểm vật qua vị trí lò xo khơng bị biến dạng tốc độ vật 10 3 cm/s Lấy 2  10 chu kì dao động lắc A 0,5s B 0, 2s C 0, 6s D 0, 4s đầu v0  Trong chu kì, lò xo bị nén lắc di chuyển khoảng A  x  l0 , thời T gian lò xo bị nén t  ứng với góc qt    rad Phương pháp đường tròn Từ hình vẽ ta có  l cos   l0  A A 10 3 v max  A   20 3 cm/s  cos Biến đổi g 2l0 vmax  A   gl0 l0 3  l0  3v2max 4g Bùi Xuân Dương Trang Tuyển chọn tập Vật Lý 12 Chu kì lắc T  2 l0  0,6s g Câu 5: (Chuyên Lƣơng Thế Vinh) Đồ thị li độ  thời gian hai chất điểm dao động điều hòa cho hình vẽ Tổng tốc độ hai dao động thời điểm có độ lớn cực đại A 140π cm/s B 200π cm/s C 100π cm/s D 280π cm/s     v1  160 cos  20t    x1  8cos  20t    2 Phương trình li độ dao động      x  6cos  20t     v  120 cos  20t   2    + Ý tưởng sử dụng tổng hợp dao động số phức v  v1  v2 + Chuyển máy tính sang số phức MODE + Nhập số liệu 1600  120  90 + Xuất kết SHIFL = Ta thu v  200 cos  20t     v max  200 cm/s Câu 6: (Chuyên Lƣơng Thế Vinh) Một chất điểm dao động điều hòa với biên độ A theo phương nằm ngang, vừa qua khỏi vị trí cân đoạn S động chất điểm 91 mJ Đi tiếp đoạn S động 64 mJ Nếu tiếp đoạn S động chất điểm lại Biết A  3S A 33mJ B 42mJ C 10mJ D 19mJ Phương pháp đường tròn  Vì     nên ta ln có cos2   cos2   Từ hình vẽ ta có S  cos 1  1 S2   2 2 2 A  E  m  A  cos   m  A     d1 2 A2    v1  A cos 1  A  cos 1    Tương tự cho hai trường hợp lại Bùi Xuân Dương Trang Tuyển chọn tập Vật Lý 12 Ed2   S2  m2 A 1   A    S2  m2 A 1   A   Lập tỉ số S2  E d1 A  91  S  0, 09  S2 64 Ed2 A2 1 A Ta làm tương tự S2  E d1 A  91  E  19mJ  d3 S2 19 E d3 1 A Ed2  + Ta giải toán cách túy mà khơng cần sử dụng phương pháp đường tròn Cơ vật trường hợp E  kS2  91.103 ; E  2kS2  64.103 ; E  kS2  Ed3 2 Giải hệ phương trình ba ẩn E, kS2 E d3 ta thu kết tương tự Ed3  19mJ Câu 7: (Đào Duy Từ - Thái Nguyên) Hai chất điểm dao động điều hòa hai đường thẳng song song với trục Ox, vị trí cân hai chất điểm nằng đường thẳng qua O vuông góc với Ox Hai chất điểm dao động với biên độ, chu kì dao động chúng T1  0,6s T2  0,8s Tại thời điểm t = 0, hai chất điểm qua vị trí cân theo chiều dương Sau khoảng thời gian ngắn bao nhiêu, kể từ thời điểm t = hai chất điểm trục Ox gặp nhau? A 0, 252s B 0, 243s C 0,171s D 0, 225s   4  x1  A cos  2 t      Phương trình li độ dao động hai chất điểm   x  A cos   t       2    4  Để hai chất điểm gặp x1  x  cos  2 t    cos  2 t   2 2 3   6k  12k t   t  Phương trình cho ta nghiệm   3 6k   t   12k  t  7  7  35 35 2  Bùi Xuân Dương Trang Tuyển chọn tập Vật Lý 12 35 Câu 8: (Chuyên Bắc Ninh) Cho hai chất điểm dao động điều hòa tần số hai đường thẳng song song với trục Ox có phương trình x1  A1 cos  t  1  x  A2 cos  t  2  Biết giá trị lớn tổng li độ dao động hai vật hai lần khoảng cách cực đại hai vật theo phương Ox độ lệch pha dao động so với dao động nhỏ 900 Độ lệch pha cực đại x1 x2 gần giá trị sau đây? A 36,870 B 53,140 C 87,320 D 44,150 Hệ nghiệm thứ hai cho thời gian gặp lần ứng với k = 0, t  + Ý tưởng dựa vào kết toán tổng hợp dao động Tổng hai li độ x  x1  x  x max  A12  A22  2A1A2 cos  Khoảng cách hai vật d max  x1  x max  A12  A22  2A1A cos  Từ giả thuyết tốn, ta có: A12  A22  2A1A2 cos   A12  A22  2A1A cos  Biến đổi toán học ta thu A12  A 22 cos   mặc khác A12  A22  2A1A2 10 A1A  cos min   max  53,130 Câu 9: (Chuyên Nghệ An) Một lắc lò xo dao động trục Ox, gọi Δt khoảng thời gian hai lần liên tiếp vật có động Tại thời điểm t vật qua vị trí có tốc độ 15 cm/s với độ lớn gia tốc 22,5 m/s2 , sau khoảng thời gian Δt vật qua vị trí có độ lớn vận tốc 45π cm/s Lấy 2  10 Biên độ dao động vật A 2cm B 3cm C 3cm D 8cm Khoảng thời gian hai lần liên tiếp động T t  Phương pháp đường tròn  Vì     nên ta có 2 cos   cos2   Hay  15   45 2        A  30  A  A     cm/s Sử dụng công thức độc lập thời gian 2  2250   15      A  1500       A   30  cm/s2 Bùi Xuân Dương Trang Tuyển chọn tập Vật Lý 12 Từ hai kết ta thu A  cm Câu 10: (Chuyên ĐH Vinh) Một lắc lò xo gồm vật nhỏ khối lượng 100 g treo vào đầu tự lắc lò xo có độ cứng k  20 N/m Vật nặng m đặt giá đỡ nằm ngang M vị trí lò xo không bị biến dạng Cho giá đỡ M chuyển động nhanh dần xuống với gia tốc a  m/s2 Lấy g  10 m/s2 Ở thời điểm lò xo dài lần đầu tiên, khoảng cách vật m giá đỡ M gần giá trị sau đây? A 2cm B 3cm C 4cm D 5cm k  10 rad/s m Phương trình định luật II cho vật m: P  N  Fdh  ma Theo chiều gia tốc: P  N  Fdh  ma Tại vị trí vật m rời khỏi giá đỡ N  mg  ma Vậy độ giãn lò xo l   cm k 2l  0, 2s Hai vật khoảng thời gian t  a Vận tốc vật m rời giá đỡ v0  at  40 cm/s Sau rời khỏi giá đỡ vật m dao động điều hòa quanh vị trí cân mới, vị trí lò xo mg giãn l0   cm k Tần số góc lắc m:   v  l  l0      3cm  Ta sử dụng phương pháp đường tròn để xác định thời gian từ M tách khỏ m đến lò xo dài lần Khoảng thời gian để vật từ vị trí rời khỏi M đến vị trí lò xo dài ứng với góc   1090 Biên độ dao động vật m: A  Bùi Xuân Dương Trang Tuyển chọn tập Vật Lý 12   0,1345 s  Quãng đường vật M khoảng thời gian SM  v0 t  at  7, 2cm Quãng đường mà vật m khoảng thời gian SM    4cm S  SM  Sm  3, 2cm t Câu 11: (THPT Anh Sơn – Nghệ An) Hai vật A B dính liền mB  2mA  200g treo vào lò xo có độ cứng k  50 N/m Nâng hai vật lên đến vị trí lò xo có chiều dài tự nhiên l0  30cm thả nhẹ Hai vật dao động điều hòa theo phương thẳng đứng, đến vị trí lực đàn hồi lò xo có độ lớn lớn vật B bị tách Lấy g  10 m/s2 Chiều dài dài lò xo sau A 26cm B 24cm C 22cm D 30cm mB  mA  cm k Nâng hai vật đến vị trí lò xo có chiều dài tự nhiên thả nhẹ, lắc dao động với biên độ A  l  cm Hai vật dao động đến vị trí lực đàn hồi lớn nhất, vị trí phải vị trí biên dương Sauk hi B tách ra, A dao động điều hòa quanh vị trí cân mới, vị trí lò xo giãn m l0  A  cm k Tại vị trí cân hệ hai vật lò xo giãn l  Bùi Xuân Dương Trang Tuyển chọn tập Vật Lý 12 Biên độ dao động lắc A   A  l  l0  2 v     A  l  l0  10 cm (vì vị   trí biên vận tốc vật 0) Chiều dài nhỏ lò xo lmin  l0  l0  A  22cm Câu 12: (Chuyên ĐH Vinh) Một lắc có tần số góc riêng   25 rad/s, rơi tự mà trục lò xo thẳng đứng, vật nặng bên Ngay lắc đạt vận tốc 42 cm/s đầu lò xo bị giữ lại Tính vận tốc cực đại lắc sau A 60 cm/s B 58 cm/s C 73 cm/s D 67 cm/s Khi đầu lò xo bị giữ lại, lắc dao động điều hòa quanh vị trí cân Tạ vị mg g trí cân lò xo giãn l0    1, 6cm k  Với vận tốc kích thích ban đầu v0  42 cm/s v  Tốc độ cực đại lắc v max  A   l     58 cm/s  Câu 13: (THPT Ngô Sỹ Liên) Một chất điểm dao động điều hòa dọc theo trục Ox Ở thời điểm ban đầu vật qua vị trí cân theo chiều dương, đến thời điểm t1  s động giảm 48 lần so với lúc đầu mà vật chưa đổi chiều chuyển động, đến thời điểm t  s vật 48 quãng đường 15 cm kể từ thời điểm ban đầu Biên độ dao động vật A 12 cm B cm C cm D cm Tại vị trí ban đầu động vật cực đại, vật đếnn vị trí động giảm lần so với ban đầu  v  vmax Phương pháp đường tròn Ta thấy khoảng thời gian t  s 48 ứng với góc quét     T  s    12 rad/s Ta xác định quãng đường vật từ thời điểm ban đầu t  s 48 Góc quét tương ứng 7 3   t     rad 4  S  5A  15  A  3cm Bùi Xuân Dương Trang Tuyển chọn tập Vật Lý 12 Câu 14: (THPT Ngọc Tảo) Hai vật dao động điều hòa hai đoạn thẳng cạnh nhau, song song nhau, vị trí cân trùng với gốc tọa độ, trục tọa độ song song với hai đoạn   5 thẳng với phương trình li độ x1  3cos  t   cm 3    5 x1  3 cos  t   cm Thời gian lần kể từ thời điểm t = hai vật có khoảng cách 6  lớn A 0,3 s B 0,4 s C 0,5 s D 0,6 s + Ý tưởng dựa vào toán tổng hợp dao động số phức Khoảng cách hai vật d  x1  x + Chuyển máy tính sang số phức MODE + Nhập số liệu 360  330 + Xuất kết SHIFL =  5  Ta thu d  cos  t    cm   3  5  Khoảng cách d lớn  cos  t      k  5   Hai vật gặp lần ứng với k   t  0,6s Câu 15: (THPT Tĩnh Gia – Thanh Hóa) Cho hệ hình vẽ, lò xo lý tưởng có độ cứng k  100 N/m gắn chặt tường Q, vật M  200 g gắn với lò xo mối hàn, vật M vị trí cân vật m  50 g bay tới vận tốc v0  m/s va chạm mềm với vật M Sau va chạm hai vật dính liền với dao động điều hòa Bỏ qua ma sát vật với mặt phẳng ngang Sau thời gian dao động, mối hàn gắn M lò xo bị lỏng dần, thời điểm t hệ vật vị trí lực nén lò xo vào Q cực đại Biết rằng, kể từ thời điểm t mối hàn chịu lực nén tùy ý chịu lực kéo tối đa N Sau khoảng thời gian ngắn (tính từ thời điểm t) mối hàn bị bật A t   s 10 B t   s 30 C t   s D t   s 20 k  20 rad/s Mm Định luật bảo toàn động lượng cho toán va chạm mềm mv0 mv0   M  m  V0  V0   40 cm/s Mm V Hệ hai vật dao động với biên độ A   cm  Tần số góc dao động   Bùi Xuân Dương Trang 10 Tuyển chọn tập Vật Lý 12 A 3A v MB   T T 3A 3A v    60  vmax  A  40 T 2 cm/s Câu 23: (THPT Lý Thái Tổ - Bắc Ninh) Cho ba vật dao động điều hòa với biên độ A  cm tần số khác Biết thời điểm li độ vận tốc vật liên hệ với x x x hệ thức   Tại thời điểm t, vật cách vị trí cân chúng v1 v v3 cm, cm x3 Giá trị x3 gần giá trị sau nhất? A cm B cm C cm D cm Giả sử phương trình li độ cac dao động x1  A cos  1t  , x  A cos  1t  , x  A cos  1t  Từ phương trình 1 x1 x x lấy đạo hàm hai vế theo thời gian ta thu   v1 v v3 a3x3 32 x 32 a1x1 a2x2 12 x12 22 x 22           v12 v22 v32 v12 v22 v32 Phương trình tương đương với  cot  1t    cot  2 t    cot  3 t  1 1 1      2 sin  1t  sin  2 t  sin  3 t   cos  1t   cos  2 t   cos  3t  1     x  4cm 2 x1 x2 x 32 1 1 1 A A A Câu 23: (THPT Triệu Sơn – Thanh Hóa) Một lắc đơn có chiều dài l  m, vật nặng có khối lượng m  100 g, tích điện q  105 C Treo lắc đơn điện trường có Hay phương vng góc với vecto g độ lớn E  105 V/m Kéo vật theo chiều vecto cường độ điện trường cho góc tạo dây treo vecto g 750 thả nhẹ để vật chuyển động Lấy g  10 m/s2 Lực căng cực đại dây treo là: A 3,17 N B 2,14 N C 1,54 N D 5,54 N Bùi Xuân Dương Trang 15 Tuyển chọn tập Vật Lý 12 + Bài toán xác định lực căng dây lắc đơn Phương trình định luật II Niuton cho vật: T  P  ma Chiếu lên phương hướng tâm ta thu phương trình đại số: T  P cos   ma n v2  2g  cos   cos   l Biến đổi toán học ta thu biểu thức lực căng dây: Với a n  T  mg  3cos   2cos 0  Từ biểu thức ta suy rằng: + Khi vật vị trí cân ứng với giá trị li độ góc   : T  Tmax  mg   2cos 0  + Khi vật vị trí biên ứng với giá trị li độ góc   0 : T  Tmin  mg cos 0  Áp dụng cho toán, ta xem lắc chuyển động trường trọng lực biểu kiến với 20  qE  m/s2 g bk  g     m Vị trí cân lệch khỏi vị trí cân cũ góc α cho qE tan       300 mg  Tmax  mg bk   2cos 0  với 0  450 ta thu Tmax  3,17N Câu 24: (THPT Nam Đàn – Nghệ An) Một vật có khối lượng khơng đổi, thực đồng thời hai dao động điều hòa có phương trình dao động x1  8cos  2t   cm 2     x  A cos  2t   cm phương trình dao động tổng hợp x  A cos  2t   cm Để  2   lượng dao động đạt giá trị cực đại biên độ dao động A2 phải có giá trị 16 A B cm C D 16cm cm cm 3 Để biên lượng dao động cực đại biên độ dao động tổng hợp phải cực đại + Phương pháp đại số Ta có x  x1  x  x1  x  x   A12  A  A 22  2AA cos   6 Bùi Xuân Dương (1) Trang 16 Tuyển chọn tập Vật Lý 12  Đạo hàm hai vế   2AA  2A  2A cos   6  A   A  A cos    A 6 Thay lại biểu thức (1): 4  82  A 22  A 22  A cos    A  3cm 3 6 + Phương pháp giản đồ vecto Áp dụng định lý sin tam giác A1 A A   sin     sin  sin   6 A1 A1 A sin  để A max sin    A max   16cm   sin   sin   6 6 A2  A2  A12  3cm Câu 25: (THPT Thanh Hóa) Một lắc đơn gồm dây treo dài l  m gắn đầu với vật khối lượng m Lấy g  2 m/s2, người ta đem lắc đơn nói gắn vào trần ô tô lên dốc chậm dần với gia tốc m/s2 Biết dốc nghiêng góc 300 so với phương ngang Chu kì dao động lắc A 2,000s B 2,135s C 1,925s D 2,425s Ta giải tốn cách trức tiếp, nhiên trình bày lại tốn tổng qt để xử lý toán tương tự + Bài toán lắc đơn trường lực (trường hợp lắc treo xe chuyển động với gia tốc a ta xem cách hình thức, trường lực ngồi F  ma Phương trình điều kiện cân cho lắc F T  Pbk  ma Pbk  P  F g bk  g  m Vậy chu kì lắc lúc l T  2 g bk F + Nếu P F phương chiều g bk  g  m F + Nếu P F phương ngược chiều g bk  g  m + Tổng quát P F hợp với góc α F F g bk  g     2g cos  m m Bùi Xuân Dương Trang 17 Tuyển chọn tập Vật Lý 12  Áp dụng cho toán g bk  g  a  2ag cos    m/s2 3 T  2 l  2,134s g bk Câu 26: (THPT Thanh Hóa) Lần lượt treo vật nặng m1 m2  1,5m1 vào đầu tự lò xo chiều dài lò xo 21 cm 21,5 cm Treo đồng thời m1 m2 vào lò xo kích thích cho chúng dao động điều hòa theo phương thẳng đứng với biên độ A  A2  16,875cm2  , lấy g  10 m/s2 Khi hai vật xuống vị trí cân vật m2 tuột khỏi vật m1 Khoảng cách hai vật thời điểm gần mà lò xo dài gần giá trị sau đây? A 10,2 cm B 7,2 cm C 4,2 cm D 3,0 cm Ta có  g k  1  l1 m1 l l l m       l0  20cm  l1 m1 l1  l0   g  k  l2 m2  g g   10 rad/s Tần số góc lắc m1: 1  l1 l1  l0 Khi đến vị trí cân hệ hai vật m2 bị tuột khỏi m1 Con lắc m1 dao động quanh vị trí cân mới, vị trí cân lò xo giãn l1  l1  l0  1cm Tốc độ kích thích ban đầu dao động v0  Bùi Xuân Dương g A2 l1  l2 Trang 18 Tuyển chọn tập Vật Lý 12 v  Biên độ dao động lắc m1: A1   l2      3cm  Sử dụng phương pháp đường tròn để xác định thời gian từ vật m2 tuột lò xo có chiều dài lớn   Từ hình vẽ ta xác định    t   s  30 A Trong khoảng thời gian m1 đến biên  S1  Vật m2 chuyển động nhanh dần với gia tốc g  S2  v0 t  gt 2 Khoảng cách hai vật S  S2  S1  1,79cm Câu 27: (THPT Thanh Hóa) Một lắc lò xo đặt nằm ngang, vật có khối lượng m dao động điều hòa với biên độ A Khi vật đến vị trí lần động vật nhỏ khác có khối lượng m rơi thẳng đứng dính chặt vào m Khi hai vật tiếp tục dao động điều hòa với biên độ 5 14 A A B C D A A A 4 2 Cơ lắc E  Ed  E t , kết hợp với giả thuyết E t  E d  x   Tại vị trí vật có tốc độ v  A A k   mm Quá trình va chạm động lượng theo phương nằm ngang hệ bào toàn v A mv   m  m  V0  V0   Sau va chạm lắc tiếp tục dao động điều hòa với tần số góc      V0  14 Biên dộ dao động lắc A   A      A       Câu 28: (Chuyên Nguyễn Huệ - Hà Nội) Một lò xo có khối lượng khơng đáng kể, độ cứng k  20 N/m nằm ngang, đầu A giữ cố định đầu lại gắm với chất điểm m1  0,1 kg Chất điểm m1 gắn thêm chất điểm thứ hai m2  0,1 kg Các chất điểm dao động khơng ma sát trục Ox nằm ngang (gốc O vị trí cân hai vật) hướng từ điểm A phía hai chất điểm m1 m2 Thời điểm ban đầu giữ hai vật vị trí lò xo bị nén cm bng nhẹ để hệ dao động điều hòa Gốc thời gian chọn buông vật Chỗ gắn hai chất điểm bị bong lực kéo đạt đến 0,2 N Thời điểm m2 bị tách khỏi m1 là:     A s B C s D s s 10 15 Bùi Xuân Dương Trang 19 Tuyển chọn tập Vật Lý 12 Tần số góc dao động   k  10 rad/s m1  m2 Phương trình định luật II Niuton cho vật m1: Fdh  T  m1 a  Fdh  T  m1a Vậy lực lien kết hai vật có biểu thức T  Fdh  m1a  kx  m12x Hàm số đồng biến theo x điều chứng tỏ Tmax vị trí x  A  Tmax  0, 4N Phương pháp đường tròn   2      rad  t   s  15 Câu 29: (THPT Anh Sơn – Nghệ An) Hai lò xo có khối lượng khơng đáng kể, ghép nối tiếp có độ cứng tương ứng k1  2k , đầu nối với điểm cố định, đầu nối với vật m hệ đặt mặt bàn nằm ngang Bỏ qua lực cản Kéo vật để lò xo giãn tổng cộng 12 cm thả để vật dao động điều hòa dọc theo trục lò xo Ngay động lần đầu, ta giữ chặt điểm nối hai lò xo Biên độ dao động vật sau A 2cm B 5cm C 2cm D 3cm 1 + Độ cứng lò xo ghép nối tiếp    k  k k k1 k  A  x  l   Tại vị trí ta giữ chặt điểm nối hai lò xo:   v  A  k A  k A  2 m 3m Ngay sau vật dao động điều hòa tác dụng lực đàn hồi lò xo thứ hai gây Độ biến dạng lò xo tỉ lệ với độ cứng k1l1  k l2  l2  2l1 Mặc khác l1  l2  l  l2  2cm Bùi Xuân Dương Trang 20 Tuyển chọn tập Vật Lý 12 Biên độ dao động lắc v v v A  l22     l22     l22     5cm          + Quan điểm lượng Cơ lắc ta giữ điểm nối hai lò xo 1 E  Ed  E t  kA  kl22 2 1 Bảo toàn năng: kA2  kA  kl22  A  cm 2 Câu 30: (THPT Anh Sơn – Nghệ An) Hai chất điểm M, N dao động điều hòa tần số góc dọc theo hai đường thẳng song song cạnh song song với trục Ox Vị trí cân M N nằm đường thẳng qua gốc tọa độ vuông góc với Ox Biên độ M, N A1 A2  A1  A2  Biên độ dao động tổng hợp hai chất điểm cm Trong trình dao động, khoảng cách lớn M N theo phương Ox 2 hai dao động rad Giá trị A2 là: A 10 cm, cm B cm, cm C cm, cm Khoảng cách lớn hai chất điểm  2  d max  x1  x max  A 2  A12  A 22  2A1A 2cos     Biên độ dao động tổng hợp  2  x  x1  x  A 2  A12  A 22  2A1A 2cos     Giải hệ phương trình ta thu A2  3cm A2  8cm 97 cm Độ lệch pha D 10 cm, cm Câu 31: (THPT Anh Sơn – Nghệ An) Một lắc lò xo đặt nằm ngang gồm lò xo có độ cứng k  18 N/m vật nặng có khối lượng m  200 g Đưa vật đến vị trí lò xo dãn 10 cm thả nhẹ cho vật dao động điều hòa Sau vật cm giữ cố định lò xo điểm C cách đầu cố định đoạn chiều dài lò xo vật tiếp tục dao động điều hòa với biên độ A1 Sau khoảng thời gian vật qua vị trí có động lần lò xo giãn thả điểm cố định C vật dao động điều hòa với biên độ A2 Giá trị A1, A2 A cm 10 cm B cm 9,93 cm C cm 9,1 cm + Tốc độ lắc vị trí lò xo cm k v1  A  x12 m D cm 10 cm Sau cố định C phần lò xo gắn với lắc có độ cứng k1  l1  k , lò xo giãn 3  A  S  cm Bùi Xuân Dương Trang 21 Tuyển chọn tập Vật Lý 12  k A  x12    v Biên độ dao động lắc lúc A1  l12     l12   m  4k  1   3m      cm    A + Tại vị trí động lần ta lại thả điểm C, vị trí vật có li độ x1  2 A  Khi E d  k1A12 , E t  k     A  Áp dụng bảo toàn kA 22  k1A12  k    A  10 cm   Câu 32: (THPT Hậu Lộc – Thanh Hóa) Một lắc lò xo treo thẳng đứng gồm vật nặng khối lượng m  1kg , lò xo nhẹ có độ cứng k  100 N/m Đặt giá đỡ B nằm ngang đỡ vật m để lò xo có chiều dài tự nhiên Cho giá B chuyển động xuống với gia tốc a  m/s2 không vận tốc đầu Chọn trục tọa độ có phương thẳng đứng, chiều dương hướng xuống dưới, gốc tọa độ vị trí cân vật, gốc thời gian lúc vật rời giá B Phương trình dao động vật A x  6cos 10t  1,91 cm B x  6cos 10t  1,91 cm C x  5cos 10t  1,71 cm Tần sơ góc dao động   D x  5cos 10t  1,71 cm k  10 rad/s m Độ biến dạng lò xo vị trí cân l0  mg  10cm k Phương trình định luật II Niuton cho vật Fdh  N  P  ma Tại vị trí vật rời khỏi giá đỡ N  m g  a   Fdh  P  ma  l   8cm k Tốc độ vật vị trí v0  2as  0,32 m/s Biên độ dao động v A   l0  l      cm   Tại t  , x   l0  l  2 cm v   0  1,91 rad Bùi Xuân Dương Trang 22 Tuyển chọn tập Vật Lý 12 Câu 33: (THPT Lý Thái Tổ – Bắc Ninh) Một lắc lò xo đặt nằm ngang, dao động điều hòa tác dụng ngoại lực cưỡng Khi đặt lực cưỡng f1  f0 cos  8t  1  ; f  f0 cos 12 t  2  f3  f0 cos 16t  3  dao động vật theo phương trình lần 2     lượt x1  A1 cos  8t   ; x  A2 cos 12t   x  A1 cos 16t   Hệ thức  4   sau đúng? A A1  A2 B A1  2A C A1  A2 D A1  A2 Ta biết biên độ dao động cưỡng phụ thuộc vào độ chênh lệch tần số ngoại lực cưỡng tần số riêng hệ A1  A3  8  0  16  0  0  12 rad  A biên độ ứng với cộng hưởng Câu 34: (THPT Lý Tự Trọng – Nam Định) Một lắc đơn có chiều dài l  1m , khối lượng m  50g treo hai kim loại phẳng, song song giống hệt đặt đối diện với Biết hai kim loại cách 12 cm, nối với nguồn điện có hiệu điện U  V  qua công tắt K, công tắt K ban đầu mở Lấy gia tốc trọng trường g  10 m/s2 Tích điện cho vật nặng q  5C Khi vật đứng n đóng nhanh cơng tắc K, vật dao động điều hòa với biên độ góc 0,05 rad Hiệu điện U A 300 V B 120 V C 720 V D 600 V Khi đóng cơng tắc, lắc dao động quanh vị trí cân bằng, góc hợp dây treo vị trí cân phương thẳng đứng biên độ góc dao động qE qU Ta có tan      mg mgd mgd Suy U   600V q Câu 35: (THPT Lý Tự Trọng – Nam Định) Một lắc lò xo treo thẳng đứng có độ cứng k  100 N/m, vật nặng có khối lượng m  400 g treo nơi có gia tốc trọng trường g  2 m/s2 Từ vị trí cân kéo vật thẳng đứng xuống cách vị trí lò xo không bị biến dạng 14 cm thả nhẹ cho vật dao động điều hòa Khoảng thời gian ngắn kể từ lúc thả vật đến vật cao vị trí lò xo khơng bị biến dạng 1,0 cm A B C D s s s s 15 15 15 30 Bùi Xuân Dương Trang 23 Tuyển chọn tập Vật Lý 12 k  5 rad/s m mg Độ giãn lò xo vị trí cân l0   4cm k Phương pháp đường tròn Tần số góc dao động   2  t  s  15 Câu 36: (Chuyên Sƣ Phạm – Hà Nội) Vật nặng lắc lò xo có khối lượng m dao động điều hòa với chu kì T biên độ A Tính trung bình đơn vị thời gian, vật từ vị trí biên vị trí cân lượng lực đàn hồi chuyển hóa thành động vật bao nhiêu? 4m2 A 6m2 A 8m2 A 2m2 A A B C D T3 T3 T3 T3 Độ biến thiên vật từ vị trí biên vị trí cân m22 A E t  m2 A  T2 T Khoảng thời gian để vật từ vị trí biên vị trí cân t  2 E d 8m A   t T3 Khoảng thời gian ứng với góc quét   Bùi Xuân Dương Trang 24 Tuyển chọn tập Vật Lý 12 Câu 37: (THPT Ngọc Tảo) Một lắc lò xo treo thẳng đứng nơi có gia tốc trọng trường g khơng đổi, đầu lò xo gắn cố định, đầu lò xo gắn với vật nặng khối lượng m Tại vị trí cân lò xo giãn cm Kích thích cho lắc dao động điều hòa với biên độ cm dọc theo trục Ox thẳng đứng, gốc O vị trí cân vật Chọn phát biểu sai? A Vecto lưc kéo đổi chiều vị trí động lớn B Vecto lực đàn hồi đổi chiều vị trí biên C Tại vị trí lò xo khơng bị biến dạng, tỉ số động lắc D Quãng đường vật trình lò xo bị giãn 20 cm + Lực kéo đổi chiều vị trí cân  động lớn + Lực đàn hồi đổi chiều vị trí lò xo khơng biến dạng E + Vị trí lò xo khơng biến dạng x   A  d  Et + Lò xon ln giãn vật có li độ l0  x  A  S   l0  A   20 cm Câu 38: (THPT Ngọc Tảo) Một lắc lò xo treo thẳng đứng gồm vật nặng có khối lượng m  100g lò xo có khối lượng khơng đáng kể Chọn gốc tọa độ vị trí cân bằng, chiều dương   hướng lên Biết lắc dao động theo phương trình x  4cos 10t   cm Lấy g  10 m/s2 Lực 3  đàn hồi tác dụng vào vật thời điểm vật quãng đường cm (kể từ thời điểm ban đầu) là: A N B 1,6 N C 1,1 N D 0,9 N A có vận tốc v   A 2 g g Độ giãn lò xo vị trí cân 2   l0   10 cm l0  Khi vật hết quãng đường cm, li độ vật x  1 cm Lực đàn hồi tác dụng lên vật F  k  l0  x   m2  l0  x   1,1N Tại thời điểm t  vật vị trí x  Câu 39: (THPT Thanh Oai A) Một vật tham gia đồng thời hai dao động phương x1  2cos  4t  1  cm x  2cos  4t  2  cm với  2  1   Biết phương trình dao động   tổng hợp có dạng x  2cos  4t   cm Giá trị φ1 φ2? 6       A B C  6 Áp dụng kết toán tổng hợp dao động 2 A2  A12  A 22  2A1A 2cos    rad Giản đồ vecto Từ hình vẽ tac có Bùi Xn Dương D   Trang 25 Tuyển chọn tập Vật Lý 12 A2  sin    1   1   A  sin   3  rad Ta suy 2   rad Câu 40: (THPT Thanh Oai A) Ba lắc lò xo đặt thẳng đứng 1, Vị trí cân ba vật nằm đường thẳng Chọn trục Ox có phương thẳng đứng, gốc tọa độ vị trí cân   phương trình dao động x1  A1 cos  20t  1  cm, x1  5cos  20t   cm 6    x  10 cos  20t   cm Để ba vật dao động ba lắc nằm đường thẳng 3    A A1  20cm 1  rad B A1  20cm 1   rad 4   C A1  20cm 1  rad D A1  20cm 1   rad 2 Để q trình dao động ba vật ln thẳng hàng x  x1 x  x   2x  x1  x h h  x1  2x  x Ta sử dụng phương pháp tổng hợp dao động số phức để giải quết toán + Chuyển máy tính sang số phức MODE + Nhập số liệu 1030 10 3  60 + Xuất kết SHIFL =   Ta thu x1  20cos  20t   cm/s 2  Bùi Xuân Dương Trang 26 Tuyển chọn tập Vật Lý 12 Câu 41: (THPT Triệu Sơn) Một lắc lò xo gồm lò xo có chiều dài tự nhiên l0  30cm , kích thích cho lắc dao động điều hòa theo phương ngang chiều dài cực đại lò xo 38 cm Khoảng cách ngắn hai thời điểm động n lần n lần động cm Giá trị lớn n gần với giá trị sau đây? A B C D 12 Biên độ dao động A  lmax  l0  cm Vị trí động n lần A x1   n 1 Vị trí n lần động n x2   A n 1 Phương pháp đường tròn Ta có S  Acos2  Acos1 Hay n SA A  n  4,9 n 1 n 1 Câu 42: (THPT Triệu Sơn) Một thang máy đứng yên nơi có gia tốc trọng trường g  10 m/s2 Có treo lắc đơn lắc lò xo Kích thích cho lắc dao động điều hòa (con lắc lò xo theo phương thẳng đứng) thấy chúng có tần số góc 10 rad/s biên độ dài A  1cm Đúng lúc vật dao động qua vị trí cân thang máy bắt đầu chuyển động nhanh dần xuống phía với gia tốc 2,5 m/s2 Tỉ số biên độ dài lắc đơn lắc lò xo sau thang máy chuyển động A 0,53 B 0,43 C 1,5 D + Đối với lắc lò xo Tại vị trí cân lắc có tốc độ v  A Khi thang máy xuống nhanh dần vị trí cân dao động dịch chuyển lên phía ma a vị trí cân cũ đoạn l    2,5 cm k  29 v Biên độ dao động A1  l2     cm   + Đối với lắc đơn, ta xét toán tổng quát Một lắc đơn dao động điều hòa thang máy với biên độ góc α0 vị trí lắc có li độ góc α thang máy lên (hoặc xuống) nhanh dần với gia tốc a Xác định biên độ góc lắc sau Một cách hình thức ta xen lắc chuyển động trường trọng lực biểu kiến với gia tốc biểu kiến g bk  g  a Bùi Xuân Dương Trang 27 Tuyển chọn tập Vật Lý 12 Định luật bảo toàn cho lắc (với 0 biên độ góc lúc sau dao động) mv2  mg bk l 1  cos    mg bk l 1  cos 0  Với v2  2gl  cos   cos 0  Trong khai triển gần đúng: cos    2 ta thu  2 2   2 g     g bk  g bk  2  Rút gọn biểu thức: g  g bk  g  02  0    g bk g  bk  Từ phương trình ta thất + Nếu thang máy chuyển động có gia tốc vị trí biên   0 biên độ góc lắc khơng đổi + Nếu thang máy chuyển động có gia tốc vị trí cân   biên độ góc lắc tỉ lệ g với bậc hai gia tốc trọng trường trường hợp 02  0 g bk Áp dụng cho toán 02   g g cm 0  A  A g bk g bk A  0, 43 A1 Bùi Xuân Dương Trang 28 Tuyển chọn tập Vật Lý 12 Hi vọng tài liệu giúp ích cho bạn q trình ơn tập môn Vật Lý Do hạn chế mặt nhận thức nên khơng tránh khỏi sai sót Mọi sai sót mong bạn phản hồi cho địa chỉ: xuanduong150391@gmail.com trang page VậtLýPhổThông Bùi Xuân Dương Trang 29
- Xem thêm -

Xem thêm: TUYỂN CHỌN BÀI TẬP DAO ĐỘNG CƠ CÁC TRƯỜNG THPT , TUYỂN CHỌN BÀI TẬP DAO ĐỘNG CƠ CÁC TRƯỜNG THPT

Gợi ý tài liệu liên quan cho bạn

Nhận lời giải ngay chưa đến 10 phút Đăng bài tập ngay