Hocmai.vn – Website học trực tuyến số Việt Nam Khóa học Luyện thi THPT quốc gia PEN - C: Mơn Vật lí (Thầy Đỗ Ngọc Hà) DAO ĐỘNG CƠ NĂNG LƯỢNG CON LẮC DAO ĐỘNG (P2) (ĐÁP ÁN - HƯỚNG DẪN GIẢI BÀI TẬP TỰ LUYỆN) GIÁO VIÊN: ĐỖ NGỌC HÀ Đây tài liệu kèm theo giảng “Năng lượng lắc dao động (P2)” thuộc khóa học PEN-C: Mơn Vật lí (Thầy Đỗ Ngọc Hà) 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 Dạng Thường Xuyên Sử Dụng Mối Liên Hệ W®  nWt  x   A n 1 01 C 02 C 03 D 04 A 05 A 06 D 07 A 08 D 09 B 10 C 11 C 12 C 13 C 14 D 15 A 16 C 17 D 18 B 19 B 20 C 21 C 22 B 23 D 24 B 25 B 26 B 27 B 28 A 29 B 30 B 31 C 32 A 33 C 34 A 35 A 36 B 37 A 38 C 39 A 40 C 41 A 42 C 43 B 44 A 45 B 46 D 47 B 48 D 49 B 50 B 51 B 52 D 53 A 54 C 55 C 56 B 57 B 58 C 59 A 60 D 61 A 62 B 63 B 64 C 65 B 66 C 67 B 68 B 69 D 70 C 71 B 72 D 73 A 74 B 75 B 76 C 77 C 78 C 79 A 80 A Câu 8: W  nW®  W®  Wt → x   n 1 A 1 n 1  A n 1 n Chọn D Câu 9: A Wt  3W®  W®  Wt  x   Chọn B Câu 10: W®  8Wt  x   A A   Chọn C 1 Câu 11: x A A   n   W®  8Wt Chọn C 1 Câu 12: x A A   n  15  W®  15Wt  Wt  W® Chọn C 15 15  Câu 13: x  60%A  3A A 16 16 25  n  W®  Wt  W  Wt Chọn C 9 16 1 Câu 14: W®  A W  W®  3Wt  x   cm Chọn D 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 - C: Mơn Vật lí (Thầy Đỗ Ngọc Hà) DAO ĐỘNG CƠ Câu 15: m2 A2  0,18J  A  6cm A A   n   W®  Wt Chọn A  x  2cm  11 W Câu 16:   1 kA  W®  Wt  W®  kx2  W®  k A2  x2  0,08J 2 3A A 16 16 16   W®  Wt  W®  W = kA  0,08J Cách 2: A  5cm  x  3cm  25 16 1 Cách 1: W  Chọn C Câu 17: W®  3Wt  x  v A  v  max Chọn D 2 Câu 18: v A Wt  3W®  W®  Wt  x   v  max Chọn B 2 Câu 19: A  A  8cm 39  W®  Wt  1,56Wt Chọn B 25  x  4cm : W®  3Wt  x  4cm    x  5cm   5A A  39 1 25 Câu 20: 16  W®  W = 3,2J  A 16  25 x  0,6A   W®  Wt    W®  Wt  1, 4J Chọn B 9 16  W  W = 1,8J 1  t 25 Câu 21: W®  Wt  x  A A v = x Chọn C 2 Câu 22: v v max A 1 x  W®  Wt  W®  W Chọn B 2 Câu 23: A A Wt  3W®  W®  Wt  x  v   x  v Chọn D 2 Câu 24: v v max A 24 x   5 A 1 24  W®  Wt Chọn B 24 Câu 25: a  a max 2 A A   x   W®  3Wt Chọn B 2 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 - C: Môn Vật lí (Thầy Đỗ Ngọc Hà) DAO ĐỘNG CƠ Câu 26: a  2x  x  2,5cm  A  W®  3Wt  W®  W Chọn B Câu 27: W®  2Wt  x  A  a  x  2 A  a max Chọn B Câu 28: x 2A  A 5  W®  Wt  W®  W Chọn A 1 Câu 29: W®  Wt  x  A A v   0,6m  A  cm Chọn B 2 Câu 30: k = 20 N/cm = 2000 N/m → ω = 100 rad/s v2  A  x   cm  A  W®  3Wt  x   2,5 2cm Chọn B 2 Câu 31: x 2A  A 21  W®  Wt Chọn C 21 1 Câu 32:  W®  2Wt  x   W®  A a  a max a A Wt  x '   a '  max  a Chọn A 3 Câu 33: x  A  Wt1  W v  A A 3 x   Wt2  W 2 Vậy: Wt2 = 3Wt1 Chọn C Câu 34:  W®  W vị trí cân bằng; W®  →Thời gian ngắn cần tìm A W vị trí x   T Chọn A Câu 35:  W®  3Wt vị trí x   A →Theo trục phân bố thời gian quen thuộc, thời gian ngắn cần tìm Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 T Chọn A - Trang | - Hocmai.vn – Website học trực tuyến số Việt Nam Khóa học Luyện thi THPT quốc gia PEN - C: Mơn Vật lí (Thầy Đỗ Ngọc Hà) DAO ĐỘNG CƠ Câu 36: Áp dụng kết câu 35: T  s Chọn B 30 Câu 37:  W®  A Wt vị trí x   →Theo trục phân bố thời gian quen thuộc, thời gian ngắn cần tìm T Chọn A Câu 38:  W®  Wt vị trí x   A →Theo trục phân bố thời gian, khoảng thời gian liên tiếp mà động thê là:  T  0, 4s  f = 2,5Hz Chọn C T  0,1s Câu 39: T  0,1s  T = 0,4s    5  k  m2  25 N/m Chọn A Câu 40: t  T : hai thời điểm vuông pha →   a1   v   5   A  3cm Chọn C   2  A  30   v  v   A      Câu 41: T 25 k  0,06s  T = 0,24s     m   72g Chọn A  Câu 42: A A , khơng tính tổng qt chọn: x  2 A T  Nếu vật qua x  () , sau  s vật tới biên dương, tức Wt = W cực đại! 12 A T A  Nếu vật qua x  () , sau  s vật tới x   () tức W®  3Wt 12 W®  3Wt  x  Chọn C Câu 44: T  0,5s  T = 2s       S  T   2A sin   A  4cm max   4   t = 0, x = O(+) →       Vậy phương trình dao động x  4cos  t   Chọn A 2  Câu 45: A A ; W®  3Wt vị trí x   2 T →Thời gian ngắn  0,1s  T  2,4s  f  0,42Hz Chọn B 24  W®  Wt vị trí x   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 - C: Mơn Vật lí (Thầy Đỗ Ngọc Hà) DAO ĐỘNG CƠ Câu 46:  W®  3Wt vị trí x   A A ; W®  Wt vị trí x   ; 2 →Trong khoảng thời gian ngắn nhất, ta chọn vật từ trực tiếp từ x  A A đến x  , tốc độ trung bình là: 2 A A  S 2  21,96 cm/s Chọn D v tb   T t 12 Câu 48:  W®  A 3 A ; W vị trí x   ; W®  Wt vị trí x   4 →Trong khoảng thời gian ngắn nhất, ta chọn vật từ trực tiếp từ x  S v tb   t A A đến x  , tốc độ trung bình là: 2 A A  2  8,78 cm/s Chọn D T 12 Câu 49: Vật chuyển động chậm dần theo chiều âm, biên theo chiều âm, tức vật từ VTCB biên âm, vật có li độ âm → W®  3Wt x   A Chọn B Câu 50:  Động nửa động nặng cực đại (cơ năng) hay Wđ = Wt x   A , động không vượt dao động đoạn bên (gần biên động nhỏ) Diễn biến dao động chu kì  A A 2 A 2 O Theo trục phân bố thời gian, khoảng thời gian thỏa mãn A x T  1s  T  2s  f  0,5Hz Chọn A Câu 51: Tương tự như câu 50! Câu 52:  3Wđ = Wt x   A , vật có 3Wđ ≤ Wt (động nhỏ hơn) vật dao động gần biên (các đoạn bên ngoài) Diễn biến dao động chu kì x  A Theo trục phân bố thời gian, khoảng thời gian thỏa mãn Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 A O A x T Chọn D - Trang | - Hocmai.vn – Website học trực tuyến số Việt Nam Khóa học Luyện thi THPT quốc gia PEN - C: Mơn Vật lí (Thầy Đỗ Ngọc Hà) DAO ĐỘNG CƠ Câu 53: Wđ = 0,25W (Wđ = A Wt ) x   Vật có Wđ ≥ 0,25W (động lớn) vật dao động gần VTCB Diễn biến dao động chu kì  A A O Theo trục phân bố thời gian, khoảng thời gian thỏa mãn A x 2T Chọn A Câu 54: A Vật có Wđ khơng bé 3Wt (động lớn) vật dao động gần VTCB A 7T () sau: Diễn biến dao động vật 1,75s = kể từ t = 0: x  A A A  Wđ = 3Wt x   A Các đoạn nét liền thỏa mãn thời gian dao động O 2 A x T  s Chọn C 12 Câu 55: Tương tự như câu 42! Câu 56: t  0,5s  T 2  T  3s     a max  2 A  0,395 m/s2 Chọn B Câu 57: Tại t = 0, vật biên dương, thời điểm vật có W®  0,04s  A T W hay x   T  T  0,24s  TW  0,12s m/s2 Chọn B ® Câu 58: A A T Vật từ VTCB tới x   0,3s  T  0,24s 2 v A A T  Vật theo chiều dương từ VTCB x   v  max  x   0, 4s Chọn C 2  W®  Wt vị trí x   Câu 59: Khoảng thời gian lớn vật S  3cm  A nghiệm phương trình: t max  T 1  S  A  2A   cos  t max   s  T  s    6  T    W  m2 A2  0,0864J Chọn A Câu 60: T  0,5s  T  2s   =  rad/s 4 T T   t  s    S max(  t)  2A  2Asin  3A  12cm  A  4cm 6 Dễ thấy:   Vậy x  4cos  t   cm Chọn D 2  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 - C: Mơn Vật lí (Thầy Đỗ Ngọc Hà) DAO ĐỘNG CƠ Câu 61: Tại t = 0, vật qua VTCB theo chiều dương nên động cực đại W, thời điểm vật có động giảm T W A  T x ) →   T  0,4 (s)    rad/s 15 3T Sau t  0,3  s   kể từ thời điểm ban đầu, vật S  3A  12cm  A  4cm Vậy v max  A  20 cm/s Chọn A lần ( W®  Câu 62: Tại t = 0, khơng tính tổng quát giả sử vật qua VTCB theo chiều dương Wđ = Wt  x   A Sau chu kì dao động, vật qua vị trí thỏa mãn lần → tách 2014 = 2012 + → Sau 503T vật qua vị trí thỏa mãn Wđ = Wt 2012 lần trở lại trạng thái t = 0: x = O(+), khoảng thời gian thêm lần theo trục phân bố thời gian là: Vậy thời điểm cần tìm là: 503T + T T  T T  = 1006,75 s Chọn B Câu 63: Khi x = cm, W®  2Wt  x  3cm  Khi x  1cm  A  A  3cm A A   W®  26Wt Chọn B 3 26  Câu 64: T = 120  0, 4s 300 Wđ = 3Wt  x   Tại t = 0, vật có gia tốc đạt giá trị cực tiểu ↔ vật biên dương A Sau chu kì dao động, vật qua vị trí thỏa mãn lần → tách 2016 = 2012 + → Sau 503T vật qua vị trí thỏa mãn Wđ = 3Wt 2012 lần trở lại trạng thái t = 0: x = A, khoảng thời gian thêm lần theo trục phân bố thời gian là: Vậy thời điểm cần tìm là: 503T + T T T   12 T T T = 201,53 s Chọn C   12 Câu 65: Ví dụ giảng Câu 66: Tương tự câu 61 Câu 67: 1 Khi tiếp đoạn S nữa: W  1,5J  m2S m2S 2 Khi tiếp đoạn S thì: W  x  m2S (*) Giải phương trình bên trên, ta có: W = 1,9 J m2S = 0,1 J vào (*) → x = J Chọn B Khi rời cân đoạn S: W  1,8J  Câu 68: Ví dụ giảng Câu 69: Khi rời cân đoạn S: W  0,091J  1 m2S Khi tiếp đoạn 2S nữa: W  0,019J  m2S 2 Giải hệ ta W = 0,1 J, động cực đại vật qua VTCB Chọn D 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 - C: Mơn Vật lí (Thầy Đỗ Ngọc Hà) Câu 70: Đơn giản ta tưởng tượng khoảng thời gian t  vị trí cân đến vị trí có động 75 mJ DAO ĐỘNG CƠ  s vật theo chiều dương từ vị trí có động 25mJ qua 20 W A 3W A → x  Khi động Wđ = 75 mJ = → x 4  T  Theo trục phân bố thời gian t  s   T  s    10 rad/s 20 W  m2 A2  0,1J  A  10cm Chọn C Khi động Wđ = 25 mJ = Câu 71: T → T = 2s → ω = π rad/s Rõ ràng: 0,5s = T : vuông pha → x12  x22  A2  A  8cm A  Do đó, t = 0: x  4cm()  ()       Vậy phương trình dao động: x  8cos  t   cm Chọn B 3  ∆t = 1,5s  Câu 72: 60  0,4s    5 rad/s 150 v2  A  x   2 cm  T = A () , động tăng → A 3 3   x ()     cm Chọn D Vậy phương trình dao động: x  2 cos  5t  4   t = 0: vật có li độ tăng nghĩa theo chiều dương, W®  Wt  x   Câu 73: A Trong chu kì dao động W®  3Wt (động lớn hơn) vật dao động đoạn T bên → Theo trục phân bố thời gian, khoảng thời gian thỏa mãn là: Chọn A W®  3Wt  x   Câu 74: A     ()  v  10 cos  t   → x  10 cos  t   cm → t = 0: x  3 6    W®  3Wt  x   A S  v tb   t  A A Diễn biến dao động từ t = tới vật có W®  3Wt lần thứ sau: A A  2  A O A A 2 A A x A  2A  0,5A  17,56 cm/s Chọn B T T T   12 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 - C: Mơn Vật lí (Thầy Đỗ Ngọc Hà) DAO ĐỘNG CƠ Câu 75: 1 Khi tiếp đoạn S nữa: W  64mJ  m2S m2S 2 Khi tiếp đoạn S thì: W  x  m2S (*) Giải phương trình bên trên, ta có: W = 100 mJ m2S = 9mJ vào (*) → x = 19 mJ Chọn B Khi rời cân đoạn S: W  91J  Câu 76: A W  x   Bài cho vật theo chiều dương mà đồ thị cho thấy động A  giảm (vật chuyển động chậm dần biên), x  ()     A Kết hợp trục phân bố thời gian đồ thị cho, khoảng thời gian vật từ x  () tới động T (x = A) là:  s  T  1s    2 rad/s 6  W  m2 A2  0,02J  A  5cm   Vậy phương trình dao động là: x  5cos  t   cm Chọn C 3  Từ đồ thị, t = 0: Wđ  Câu 77: Ví dụ 11 giảng Câu 78: A A Wx , khơng tính tổng qt, chọn x  nhìn đồ thị cho thấy A động giảm (vật chuyển động chậm dần biên), x  () T T 10 Kết hợp trục phân bố thời gian đồ thị cho, thấy 0,35s  rad/s   T  0,6s    12  W  m2 A2  0,32J  A  8cm Từ đồ thị, t = 0: Wđ  S  Theo trục phân bố thời gian: v tb  t A A  2A  48,78 cm/s Chọn C 0,35s Câu 79: Hai dao động pha đó: x1 A1 W    thời điểm đó: t1  x2 A2 Wt2 Thời điểm trước: Wt2 = 0,24J → Wt1 = 2,16J → lắc một: W1 = Wđ1 + Wt1 = 2,88J → lắc hai: W2 = W1/9 = 0,32J (do tỉ lệ với bình phương biên độ) Thời điểm sau: Wt1 = 0,09J → Wt2 = 0,01J → động lắc hai: Wđ2 = 0,32 – 0,01 = 0,31J Chọn A Câu 80: Tương tự Câu 79 Giáo viên: Đỗ Ngọc Hà Nguồn Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 : Hocmai.vn - Trang | - ... trung bình là: 2 A A  2  8,78 cm/s Chọn D T 12 Câu 49: Vật chuyển động chậm dần theo chi u âm, biên theo chi u âm, tức vật từ VTCB biên âm, vật có li độ âm → W®  3Wt x   A Chọn B Câu 50:... = 0, khơng tính tổng quát giả sử vật qua VTCB theo chi u dương Wđ = Wt  x   A Sau chu kì dao động, vật qua vị trí thỏa mãn lần → tách 2 014 = 2012 + → Sau 503T vật qua vị trí thỏa mãn Wđ =... quốc gia PEN - C: Mơn Vật lí (Thầy Đỗ Ngọc Hà) DAO ĐỘNG CƠ Câu 61: Tại t = 0, vật qua VTCB theo chi u dương nên động cực đại W, thời điểm vật có động giảm T W A  T x ) →   T  0,4 (s) 