Ôn tập vật lý 12 - Chương I: Dao động cơ - Chủ đề 1: Đại cương về dao động điều hòa

129 trang

phongnguyet00 Lượt xem

5565

4 Download

Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Ôn tập vật lý 12 - Chương I: Dao động cơ - Chủ đề 1: Đại cương về dao động điều hòa", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

CHƯƠNG I: DAO ĐỘNG CƠ
CHỦ ĐỀ 1. ĐẠI CƯƠNG VỀ DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA
A. LÝ THUYẾT:
I. Dao động tuần hoàn.
1. Dao động: là chuyển động có giới hạn trong không gian, lặp đi lặp lại nhiều lần quanh vị trí cân bằng.
2. Dao động tuần hoàn:
+ Là dao động mà sau những khoảng thời gian bằng nhau nhất định vật trở lại vị trí và chiều chuyển động như cũ (trở lại trạng thái ban đầu).
+ Chu kì dao động: là khoảng thời gian ngắn nhất để trạng thái dao động lặp lại như cũ hoặc là khoảng thời gian vật thực hiện một dao động toàn phần.
T = (s) với N là số dao động thực hiện trong thời gian Δt
+ Tần số là số dao động toàn phần mà vật thực hiện được trong một giây hoặc là đại lượng nghịch đảo của chu kì.
Với : f = (Hz) hay ω = 2πf (rad/s)
II. Dao động điều hoà:
1. Định nghĩa: Dao động điều hòa là dao động trong đó li độ của vật là một hàm cosin (hoặc sin) của thời gian.
2. Phương trình dao động x = Acos(ωt + φ). (cm) hoặc (m). Với T = Þ
Ø Các đại lượng đặc trưng trong dao động điều hoà:
Li độ x (m; cm) (toạ độ) của vật; cho biết độ lệch và chiều lệch của vật so với VTCB O.
Biên độ A > 0(m cm;): (độ lớn li độ cực đại của vật); cho biết độ lệch cực đại của vật so
với VTCB O.
▪ Pha ban đầu φ(rad) ): xác định li độ x vào thời điểm ban đầu t0 =0 hay cho biết trạng thái
ban đầu của vật vào thời điểm ban đầu t0 = 0 .Khi đó: x0 = Acosφ
Pha dao động (ωt + φ) (rad): xác định li độ x vào thời điểm t hay cho biết trạng thái dao
động (vị trí và chiều chuyển động) của vật ở thời điểm t.
▪ Tần số góc ω (rad/s): cho biết tốc độ biến thiên góc pha.
3. Phương trình vận tốc của vật dao động điều hòa:
Vận tốc: v = = x’ Þ v = -ωAcos(ωt+φ) = ωAcos(ωt + φ+ π/2) (cm/s) hoặc (m/s)
¶ Nhận xét:
▪ Vận tốc của vật luôn cùng chiều với chiều chuyển động; vật chuyển động theo chiều dương
Þ v > 0 ; vật chuyển động ngược chiều dương Þ v < 0;
▪ Vận tốc của vật dao động điều hòa biến thiên điều hòa cùng tần số nhưng sớm pha hơn
so với với li độ
▪ Vận tốc đổi chiều tại vị trí biên; li độ đổi dấu khi qua vị trí cân bằng.
▪ Ở vị trí biên (xmax = ± A ): Độ lớn vmin =0
▪ Ở vị trí cân bằng (xmin = 0 ): Độ lớn vmax = ω.A.
▪ Quỹ đạo dao động điều hoà là một đoạn thẳng.
4. Phương trình gia tốc của vật dao động điều hòa:
Gia tốc a = = v'= x''; a =-ω2Acos(ωt + φ) =- ω2x hay a =ω2Acos(ωt + φ ± π) (cm/s2) hoặc (m/s2)
¶ Nhận xét:
▪ Gia tốc của vật dao động điều hòa biến thiên điều hòa cùng tần số nhưng ngược pha với
li độ hoặc sớm pha π/2 so với vận tốc.
▪ Vecto gia tốc luôn hướng về VTCB O và có độ lớn tỉ lệ với độ lớn của li độ.
▪ Ở vị trí biên (xmax =±A ), gia tốc có độ lớn cực đại : |amax|=ω2.A .
▪ Ở vị trí cân bằng (xmin = 0 ), gia tốc bằng amin = 0 .
▪ Khi vật chuyển động từ VTCB ra biên thì vật chuyển động chậm dần Þv.a < 0 hay a và v
trái dấu.
▪ Khi vật chuyển động từ biên về VTCB thì vật chuyển động nhanh dần Þv.a > 0 hay a và v
cùng dấu.
5. Lực trong dao động điều hoà :
Định nghĩa: là hợp lực của tất cả các lực tác dụng lên vật dao động điều hòa còn gọi là lực
kéo về hay lực hồi phục
Đặc điểm:
- Luôn hướng về VTCB O
- Có độ lớn tỉ lệ với độ lớn li độ nhưng có dấu trái dấu với li độ x.
Fhp = ma =-mω2x = - k x = - m.ω2A2cos(ωt +φ) (N)
¶ Nhận xét:
▪ Lực kéo về của vật dao động điều hòa biến thiên điều hòa cùng tần số nhưng ngược pha với li độ(cùng pha với gia tốc).
▪ Vecto lực kéo về đổi chiều khi vật qua VTCB O và có độ lớn tỉ lệ thuận với độ lớn của gia tốc.
▪ Ở vị trí biên (xmax =±A ) Þ |Fmax |= k|xmax |= mω2.A = kA .
▪ Ở vị trí CB O (xmin = 0 ) Þ |Fmin| = k|xmin| =0 .
6. Đồ thị của dao động điều hòa :
- Giả sử vật dao động điều hòa có phương trình là:
x = Acos(ωt + φ).
- Để đơn giản, ta chọn φ = 0, ta được: x = Acosωt .
Þ v = x ' = - Aωsinωt = Aωcos(ωt + π/2)
Þ a = - ω2x = - ω2Acosωt
Một số giá trị đặc biệt của x, v, a như sau:
t
0
T/4
T/2
3T/4
T
x
A
0
-A
0
A
v
0
-ωA
0
ωA
0
a
- ω2A
0
ω2A
0
- ω2A
Đồ thị của dao động điều hòa là một đường hình sin.
▪ Đồ thị cũng cho thấy sau mỗi chu kì dao động thì tọa độ x, vận tốc v và gia tốc a lập lại giá
trị cũ.
¶ CHÚ Ý:
Đồ thị của v theo x: → Đồ thị có dạng elip (E)
Đồ thị của a theo x: → Đồ thị có dạng là đoạn thẳng
Đồ thị của a theo v: → Đồ thị có dạng elip (E)
7. Công thức độc lập với thời gian
a) Giữa tọa độ và vận tốc (v sớm pha hơn x góc π/2)
Þ
b) Giữa gia tốc và vận tốc:
hay Û v2 = ω2A2 - Û a2 = ω4A2 - ω2v2
8. Dao động tự do (dao động riêng)
+ Là dao động của hệ xảy ra dưới tác dụng chỉ của nội lực
+ Là dao động có tần số (tần số góc, chu kỳ) chỉ phụ thuộc các đặc tính của hệ không phụ
thuộc các yếu tố bên ngoài.
9. Mối liên hệ giữa dao động điều hòa và chuyển động tròn đều:
Xét một chất điểm M chuyển động tròn đều trên một đường tròn tâm O, bán kính A như hình vẽ.
+ Tại thời điểm t = 0 : vị trí của chất điểm là M0, xác định bởi góc φ
+ Tại thời điểm t : vị trí của chất điểm là M, xác định bởi góc (ωt + φ)
+ Hình chiếu của M xuống trục xx’ là P, có toạ độ x:
x = = OMcos(ωt + φ)
Hay: x = A.cos(ωt + φ)
Ta thấy: hình chiếu P của chất điểm M dao động điều hoà quanh điểm O.
ÞKết luận:
a) Khi một chất điểm chuyển động đều trên (O, A) với tốc độ góc ω, thì chuyển động của hình chiếu của chất điểm xuống một trục bất kì đi qua tâm O, nằm trong mặt phẳng quỹ đạo là một dao động điều hoà.
b) Ngược lại, một dao động điều hoà bất kì, có thể coi như hình chiếu của một chuyển động tròn đều xuống một đường thẳng nằm trong mặt phẳng quỹ đạo, đường tròn bán kính bằng biên độ A, tốc độ góc ω bằng tần số góc của dao động điều hoà.
c) Biểu diễn dao động điều hoà bằng véctơ quay: Có thể biểu diễn một dao động điều hoà có phương trình: x = A.cos(ωt + φ) bằng một vectơ quay
+ Gốc vectơ tại O
+ Độ dài: || ~A
+ (,Ox ) = φ
10. Độ lệch pha trong dao động điều hòa:
Khái niệm: là hiệu số giữa các pha dao động. Kí hiệu: Δφ = φ2 - φ1 (rad)
- Δφ =φ2 - φ1 > 0. Ta nói: đại lượng 2 nhanh ph a(hay sớm pha) hơn đại lượng 1 hoặc đại lượng 1 chậm pha (hay trễ pha) so với đại lượng 2
- Δφ =φ2 - φ1 < 0. Ta nói: đại lượng 2 chậm pha (hay trễ pha) hơn đại lượng 1 hoặc ngược lại
- Δφ = 2kπ . Ta nói: 2 đại lượng cùng pha
- Δφ =(2k + 1)π. Ta nói: 2 đại lượng ngược pha
- Δφ =(2k+1). Ta nói: 2 đại lượng vuông pha
Nhận xét:
▪ V sớm pha hơn x góc π/2; a sớm pha hơn v góc π/2; a ngược pha so với x.
B. TRẮC NGHIỆM:
Theo định nghĩa. Dao động điều hoà là:
A. chuyển động mà trạng thái chuyển động của vật được lặp lại như cũ sau những khoảng thời gian bằng nhau
B. chuyển động của một vật dưới tác dụng của một lực không đổi.
C. hình chiếu của chuyển động tròn đều lên một đường thẳng nằm trong mặt phẳng quỹ đạo. D. chuyển động có phương trình mô tả bởi hình sin hoặc cosin theo thời gian
Trong dao động điều hoà, phát biểu nào sau đây là không đúng .
A. Cứ sau một khoảng thời gian T thì vật lại trở về vị trí ban đầu.
B. Cứ sau một khoảng thời gian T thì vận tốc của vật lại trở về giá trị ban đầu.
C. Cứ sau một khoảng thời gian T thì gia tốc của vật lại trở về giá trị ban đầu.
D. Cứ sau một khoảng thời gian T thì biên độ vật lại trở về giá trị ban đầu.
Trong dao động điều hoà của chất điểm, chất điểm đổi chiều chuyển động khi
A. lực tác dụng lên chất điểm đổi chiều.
B. lực tác dụng lên chất điểm bằng không.
C. lực tác dụng lên chất điểm có độ lớn cực đại.
D. lực tác dụng lên chất điểm có độ lớn cực tiểu.
Vận tốc của vật dao động điều hoà có độ lớn cực đại khi
A. vật ở vị trí có li độ cực đại. B. gia tốc của vật đạt cực đại.
C. vật ở vị trí có li độ bằng không. D. vật ở vị trí có pha dao động cực đại.
Phát biểu nào sau đây sai khi nói về dao động điều hoà:
A. dao động điều hòa là dao động tuần hoàn.
B. biên độ của dao động là giá trị cực đại của li độ.
C. vận tốc biến thiên cùng tần số với li độ.
D. dao động điều hoà có quỹ đạo là đường hình sin.
Một vật đang dao động điều hoà, khi vật chuyển động từ vị trí biên về vị trí cân bằng thì:
A. vật chuyển động nhanh dần đều. B. vật chuyển động chậm dần đều.
C. gia tốc cùng hướng với chuyển động. D. gia tốc có độ lớn tăng dần.
Phát biểu nào sau đây về sự so sánh li độ, vận tốc và gia tốc là đúng . Trong dao động điều hoà, li độ, vận tốc và gia tốc là ba đại lượng biến đổi điều hoà theo thời gian và có
A. cùng biên độ. B. cùng pha.
C. cùng tần số góc. D. cùng pha ban đầu.
Khi nói về một vật dao động điều hòa có biên độ A và chu kì T, với mốc thời gian (t = 0) là lúc vật ở vị trí biên, phát biểu nào sau đây là sai.
A. Sau thời gian T/8, vật đi được quãng đường bằng 0,5A.
B. Sau thời gian T/2, vật đi được quản g đường bằng 2A.
C. Sau thời gian T/4, vật đi được quãng đường bằng A.
D. Sau thời gian T, vật đi được quãng đường bằng 4A.
Một vật dao động điều hòa có phương trình x= Acos(ωt + φ). G ọi v và a lần lượt là vận tốc và gia tốc của vật. Hệ thức đúng là.
A. B. C. D.
Lực kéo về tác dụng lên một chất điểm dao động điều hòa có độ lớn
A. tỉ lệ với độ lớn của li độ và luôn hướng về vị trí cân bằng.
B. tỉ lệ với bình phương biên độ.
C. không đổi nhưng hướng thay đổi.
D. và hướng không đổi.
Trong dao động điều hòa, giá trị cực đại của vận tốc là
A. vmax = ωA. B. vmax = ω2A. C. vmax = - ωA. D. v max = - ω2A.
Một vật dao động điều hòa, khi vật đi qua vị trí cân bằng thì:
A. độ lớn vận tốc cực đại, gia tốc bằng không. B. độ lớn gia tốc cực đại, vận tốc bằng không.
C. độ lớn gia tốc cực đại, vận tốc khác không. D. độ lớn gia tốc và vận tốc cực đại.
Chọn phát biểu sai về quan hệ giữa chuyển động tròn đều và dao động điều hoà là hình chiếu của nó.
A. biên độ của dao động bằng bán kính quỹ đạo của chuyển động tròn đều.
B. vận tốc của dao động bằng vận tốc dài của chuyển động tròn đều.
C. tần số góc của dao động bằng tốc độ góc của chuyển động tròn đều.
D. li độ của dao động bằng toạ độ hình chiếu của chuyển động tròn đều.
Trong dao động điều hoà, phát biểu nào sau đây là không đúng .
A. Vận tốc của vật có độ lớn đạt giá trị cực đại khi vật chuyển động qua vị trí cân bằng.
B. Gia tốc của vật có độ lớn đạt giá trị cực đại khi vật chuyển động qua vị trí cân bằng.
C. Vận tốc của vật có độ lớn đạt giá trị cực tiểu khi vật ở một trong hai vị trí biên.
D. Gia tốc của vật có độ lớn đạt giá trị cực tiểu khi vật chuyển động qua vị trí cân bằng.
Điều nào sau đây sai về gia tốc của dao động điều hoà:
A. biến thiên cùng tần số với li độ x.
B. luôn luôn cùng chiều với chuyển động.
C. bằng không khi hợp lực tác dụng bằng không.
D. là một hàm sin theo thời gian.
Một chất điểm có khối lượng m dao động điều hoà xung quanh vị cân bằng với biên độ A. Gọi vmax , amax, Wđmax lần lượt là độ lớn vận tốc cực đại, gia tốc cực đại và động năng cực đại của chất điểm. Tại thời điểm t chất điểm có ly độ x và vận tốc là v. Công thức nào sau đây là không dùng để tính chu kì dao động điều hoà của chất điểm ?
A. T = B. T = . C. T = D. T = 2π
Con lắc có khối lượng m dao động điều hòa với phương trình tọa độ x = Acos(ωt + φ). Công suất tức thời cực đại của con lắc là:
A. mω3A2 B. mω3A2. A. mω3A2. A. mω3A2.
Phát biểu sai khi nói về dao động điều hoà ?
A. Gia tốc của chất điểm dao động điều hoà sớm pha hơn li độ một góc π/2
B. Vận tốc của chất điểm dao động điều hoà trễ pha hơn gia tốc một góc π/2
C. Khi chất điểm chuyển động từ vị trí cân bằng ra biên thì thế năng của chất điểm tăng.
D. Khi chất điểm chuyển động về vị trí cân bằng thì động năng của chất điểm tăng.
. Chọn câu đúng. Một vật dao động điều hòa đang chuyển động từ vị trí cân bằng đến vị trí biên âm thì
A. vận tốc và gia tốc cùng có giá trị âm. B. độ lớn vận tốc và gia tốc cùng tăng.
C. độ lớn vận tốc và gia tốc cùng giảm. D. vectơ vận tốc ngược chiều với vectơ gia tốc.
Phát biểu nào sau đây sai khi nói về dao động điều hòa của chất điểm?
A. Vận tốc của chất điểm có độ lớn tỉ lệ nghịch với li độ.
B. Biên độ dao động không đổi theo thời gian.
C. Khi chọn gốc tọa độ tại vị trí cân bằng thì lực kéo về có độ lớn tỉ lệ thuận với li độ.
D. Động năng biến đổi tuần hoàn với chu kì bằng nửa chu kì dao động.
Chọn phát biểu đúng nhất? Hình chiếu của một chuyển động tròn đều lên một đường kính
A. là một dao động điều hòa B. được xem là một dao động điều hòa
C. là một dao động tuần hoàn D. không được xem là một dao động điều hòa
Chọn câu đúng ? Gia tốc trong dao động điều hòa
A. luôn cùng pha với lực kéo về B. luôn cùng pha với li độ
C. có giá trị nhỏ nhất khi li độ bằng 0 D. chậm pha π/2 so với vân tốc
Khi thay đổi cách kích thích ban đầu để vật dao động thì đại lượng nào sau đây thay đổi
A. tần số và biên độ B. pha ban đầu và biên độ
C. biên độ D. tần số và pha ban đầu
Vật dao động điều hòa theo phương trình x = -Acos(ωt + φ) (A > 0) . Pha ban đầu của vật là
A. φ +π B. φ C. - φ D. φ + π/2
Vật dao động điều hòa theo phương trình x = 5cos(ωt +φ) + 1(cm). Vị trí cân bằng của vật
A. tại toạ độ x = 0 B. tại x = 1cm C. tại x = - 1cm D. tại x = 5cm
Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa li độ và vận tốc là một
A. đường hình sin B. đường thẳng C. đường elip D. đường hypebol
Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa gia tốc và li độ là một
A. đường thẳng B. đường parabol C. đường elip D. đường hình sin
Đồ thị biểu diễn mối quanhệ giữa gia tốc và vận tốc là một
A. đường hình sin B. đường elip C. đường thẳng D. đường hypebol
Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa lực kéo về và li độ là một
A. đường thẳng dốc xuống B. đường thẳng dốc lên
C. đường elip D. đường hình sin
Vật dao động điều hòa với biên độ A, chu kì T. Vận tốc trung bình của vật trong một nửa chu kì là
A. 0 B. 4A/T C. 2A/T D. A/T
(CĐ2008) Một vật dao động điều hoà dọc theo trục Ox với phương trình x = Acosωt. Nếu chọn gốc toạ độ O tại vị trí cân bằng của vật thì gốc thời gian t = 0 là lúc vật
A. ở vị trí li độ cực đại thuộc phần dương của trục Ox.
B. qua vị trí cân bằng O ngược chiều dương của trục Ox.
C. ở vị trí li độ cực đại thuộc phần âm của trục Ox.
D. qua vị trí cân bằng O theo chiều dương của trục Ox.
(CĐ2008) Một vật dao động điều hoà dọc theo trục Ox, quanh vị trí cân bằng O với biên độ A và chu kỳ T. Trong khoảng thời gian T/4, quãng đường lớn nhất mà vật có thể đi được là
A. A. B. 3A/2. C. A. D. A.
(CĐ2012) Khi một vật dao động điều hòa, chuyển động của vật từ vị trí biên về vị trí cân bằng là chuyển động
A. nhanh dần đều. B. chậm dần đều. C. nhanh dần. D. chậm dần.
(ĐH2009) Hình chiếu của một chất điểm chuyển động tròn đều lên một đường kính quỹ đạo có chuyển động là dao động điều hòA. Phát biểu nào sau đây sai?
A. Tần số góc của dao động điều hòa bằng tốc độ góc của chuyển động tròn đều.
B. Biên độ của dao động điều hòa bằng bán kính của chuyển động tròn đều.
C. Lực kéo về trong dao động điều hòa có độ lớn bằng độ lớn lực hướng tâm trong chuyển động tròn đều.
D. Tốc độ cực đại của dao động điều hòa bằng tốc độ dài của chuyển động tròn đều.
(ĐH 2010) Khi một vật dao động điều hòa thì
A. lực kéo về tác dụng lên vật có độ lớn cực đại khi vật ở VTCB.
B. gia tốc của vật có độ lớn cực đại khi vật ở vị trí cân bằng.
C. lực kéo về tác dụng lên vật có độ lớn tỉ lệ với bình phương biên độ.
D. vận tốc của vật có độ lớn cực đại khi vật ở vị trí cân bằng.
(ĐH 2010) Một vật dao động điều hòa với chu kì T. Chọn gốc thời gian là lúc vật qua vị trí cân bằng, vận tốc của vật bằng 0 lần đầu tiên ở thời điểm
A. T/2 . B. T/8 C. T/6 . D. T/4.
(ĐH 2010) Một con lắc lò xo dđ đều hòa với tần số 2f1 . Động năng của con lắc biến thiên tuần hoàn theo thời gian với tần số f2 bằng
A. 2f1 . B. f1/2 . C. f1 . D. 4f1 .
(ĐH2010) Vật dđđh với chu kì T. Thời gian ngắn nhất khi đi từ vị trí biên có li độ x = A đến vị trí x = - A/2, tốc độ trung bình là
A. 6A/T B. 9A/2T C. 3A/2T D. 4A/T
(ĐH2010) Lực kéo về tác dụng lên vật dao động điều hòa có độ lớn
A. tỉ lệ với độ lớn của li độ và luôn hướng về vị trí cân bằng.
B. tỉ lệ với bình phương biên độ.
C. không đổi nhưng hướng thay đổi.
D. và hướng không đổi.
Một vật nhỏ dao động điều hòa trên trục Ox. Khi đi từ vị trí biên về vị trí cân bằng thì
A. độ lớn vận tốc của chất điểm giãm B. động năng của chất điểm giãm
C. độ lớn gia tốc của chất điểm giãm. D. độ lớn li độ của chất điểm tăng.
(ĐH2011) Khi nói về một vật dao động điều hòa, phát biểu nào sau đây sai?
A. Lực kéo về tác dụng lên vật biến thiên điều hòa theo thời gian.
B. Động năng của vật biến thiên tuần hoàn theo thời gian.
C. Vận tốc của vật biến thiên điều hòa theo thời gian.
D. Cơ năng của vật biến thiên tuần hoàn theo thời gian.
(ĐH2012) Một chất điểm dao động điều hòa trên trục Ox. Vectơ gia tốc của chất điểm có
A. độ lớn cực đại ở vị trí biên, chiều luôn hướng ra biên.
B. độ lớn cực tiểu khi qua VTCB luôn cùng chiều với vectơ vận tốc.
C. độ lớn không đổi, chiều luôn hướng về vị trí cân bằng.
D. độ lớn tỉ lệ với độ lớn của li độ, chiều luôn hướng về vị trí cân bằng.
Vật dao động điều hòa theo trục Ox. Phát biểu nào sau đây đúng ?
A. Quỹ đạo chuyển động của vật là một đoạn thẳng.
B. Lực kéo về tác dụng vào vật không đổi.
C. Quỹ đạo chuyển động của vật là một đường hình cos.
D. Li độ của vật tỉ lệ với thời gian dao động.
Khi nói về dao động điều hoà của một vật, phát biểu nào sau đây sai?
A. Vectơ vận tốc và vectơ gia tốc của vật luôn ngược chiều nhau.
B. Chuyển động của vật từ vị trí cân bằng ra vị trí biên là chuyển động chậm dần.
C. Lực kéo về luôn hướng về vị trí cân bằng.
D. Vectơ gia tốc của vật luôn hướng về vị trí cân bằng và có độ lớn tỉ lệ với độ lớn của li độ.
Tại thời điểm t thì tích của li độ và vận tốc của vật dao động điều hòa âm (x.v<0), khi đó:
A. Vật đang chuyển động nhanh dần đều theo chiều dương
B. Vật đang chuyển động nhanh dần về vị trí cân bằng
C. Vật đang chuyển động chậm dần theo chiều âm
D. Vật đang chuyển động chậm dần về biên
Con lắc lò xo dao động điều hòa theo phương nằm ngang, trong hai lần liên tiếp con lắc qua vị trí cân bằng thì luôn có
A. Gia tốc bằng nhau, động năng bằng nhau B. Vận tốc khác nhau, động năng khác nhau
C. Gia tốc bằng nhau, vận tốc bằng nhau D. Vận tốc bằng nhau, động năng bằng nhau
Trong dao động điều hòa, khi gia tốc của vật đang có giá trị âm và độ lớn đang tăng thì
A. Vận tốc có giá trị dương B. vận tốc và gia tốc cùng chiều
C. lực kéo về sinh công dương D. li độ của vật âm.
Xét một dao động điều hòa trên trục Ox. Trong trường hợp nào dưới đây hợp lực tác dụng lên vật luôn cùng chiều với chiều chuyển động.
A. Vật đi từ vị trí cân bằng ra vị trí biên.
B. Vật đi từ vị trí biên về vị trí cân bằng.
C. Vật đi từ vị trí biên dương sang vị trí biên âm.
D. Vật đi từ vị trí biên âm sang vị trí biên dương.
Hai chất điểm dao động điều hòa cùng tần số trên đường thẳng Ox. Tại thời điểm t, hai chất điểm đều có động năng bằng 3 lần thế năng, khi đó chúng có li độ cùng dấu nhau và chuyển động ngược chiều nhau. Kết luận nào sau đây đúng?
A. Hai chất điểm dao động lệch pha nhau π/6.
B. Hai chất điểm dao động lệch pha nhau π/3.
C. Hai chất điểm dao động vuông pha.
D. Hai chất điểm dao động lệch pha nhau 2π/3
Phát biểu nào sau đây là đúng khi nói về vật dao động điều hoà?
A. Gia tốc của vật dao động điều hoà là gia tốc biến đổi đều
B. Lực tác dụng trong dao động điều hoà luôn cùng hướng với vectơ vận tốc
C. Lực kéo về trong dao động điều hoà luôn hướng về vị trí cân bằng và có độ lớn tỉ lệ với độ lớn của li độ
D. Vận tốc của vật dao động điều hoà luôn ngược pha với gia tốc và tỉ lệ với gia tốc
BẢNG TRA ĐÁP ÁN CHỦ ĐỀ 1- CHƯƠNG I
1D
2D
3C
4C
5D
6C
7C
8A
9C
10A
11A
12A
13B
14B
15B
16A
17C
18A
19D
20A
21B
22A
23B
24A
25B
26C
27A
28B
29A
30B
31A
32D
33C
34C
35D
36D
37D
38B
39A
40C
41D
42D
43A
44A
45B
46A
47A
48B
49D
50C
CHỦ ĐỀ 2. CON LẮC LÒ XO
A. LÝ THUYẾT
1. Cấu tạo: Con lắc lò xo gồm một lò xo có độ cứng k, khối lượng không đáng kể, một đầu gắn cố định, đầu kia gắn với vật nặng khối lượng m được đặt theo phương ngang hoặc treo thẳng đứng.
+ Con lắc lò xo là một hệ dao động điều hòa.
2. Lực kéo về: Lực gây ra dao động điều hòa luôn luôn hướng về vị trí cân bằng và được gọi là lực kéo về hay lực hồi phục. Lực kéo về có độ lớn tỉ lệ với li độ và là lực gây ra gia tốc cho vật dao động điều hòa.
Biểu thức đại số của lực kéo về: Fkéo về = ma = -mω2x = -kx
- Lực kéo về của con lắc lò xo không phụ thuộc vào khối lưng vật.
3. Phương trình dao động : x = A.cos(ωt + φ). Với: ω =
Chu kì và tần số dao động của con lắc lò xo: T = = 2π và f = =
4. Năng lượng của con lắc lò xo
a) Động năngcủa vật :
Wđ = mv2 = mω2A2sin2(ωt + φ)
b) Thế năng của vật:
Wt =kx2 = kA2cos2(ωt+φ)
c) Cơ năng:
W = Wđ + Wt = mA2ω2 = kA2 = Wđ max = Wt max = W =hằng số.
Ø Chú ý.
- Do cos2α= và sin2α= nên biểu thức động năng và thế năng sau khi hạ bậc là: Wt = ; Wđ = ; Với W = mA2ω2 = kA2
- Vậy động năng và thế năng của vật dao động điều hòa biến thiên với tần số góc ω’=2ω, tần số f’=2f và chu kì T’= T/2
- Cơ năng của con lắc tỉ lệ với bình phương biên độ dao động.
- Cơ năng của con lắc lò xo không phụ thuộc vào khối lượng vật.
- Cơ năng của con lắc được bảo toàn nếu bỏ qua mọi ma sát..
- Động năng của vật đạt cực đại khi vật qua VTCB và cực tiểu tại vị trí biên.
- Thế năng của vật đạt cực đại tại vị trí biên. và cực tiểu khi vật qua VTCB.
5. Lực đàn hồi khi vật ở vị trí có li độ x.
a. Tổng quát. Fđh(x) = k.|Δℓ| = K|Δℓ0 ±x|
▪ Dấu (+) khi chiều dương của trục tọa độ hướng xuống dưới
▪ Dấu (-) khi chiều dương của trục tọa độ hướng lên trên
▪ Δℓ0 là độ biến dạng của lò xo(tính từ vị trí C) đến VTCB O.
▪ Δℓ = Δℓ0 ± x là độ biến dạng của lò xo (tính từ vị trí C đến vị trí có li độ x
▪ x là li độ của vật (được tính từ VTCB O)
b. Lực đàn hồi cực đại và cực tiểu Fđhmax; Fđhmin
Lực đàn hồi cực đại. Fđhmax = K(Δl + A) A)
* Lực đàn hồi cực đại khi vật ở vị trí thấp nhất của quỹ đạo(Biên dưới)
Lực đàn hồi cực tiểu
▪ Khi A ≥ Δl : Fđhmin =0
* Lực đàn hồi cực tiểu khi vật ở vị trí mà lò xo không biến dạng. Khi đó Δl = 0 → |x| = Δl
▪ Khi A < Δl : Fđhmin = K(Δl - A)
* Đây cũng chính là lực đàn hồi khi vật ở vị trí cao nhất của quỹ đạo.
¶ CHÚ Ý:
Khi lò xo treo thẳng đứng thì ở vị trí cân bằng ta luôn có.
K.Δl0 = m.g Þ ω2 = Þ T =
(Fkéo về)max = kA Û Vật ở vị trí biên
(Fkéo về)min = kA Û Vật ở vị trí cân bằng O
- Khi con lắc lò xo đặt trên mặt sàn nằm ngang thì Δl =0. Khi đó lực đàn hồi cũng chính là lực kéo về. Khi đó ta có: Fđh(x) = Fkéo về = k|x| Þ
- Lực tác dụng lên điểm treo cũng chính là lực đàn hồi.
6. Chiều dài của lò xo khi vật ở vị trí có li độ x.
lx = ℓ0 + Δl0 ± x
- Dấu ( + ) khi chiều dương của trục tọa độ hướng xuống dưới
- Dấu ( -) khi chiều dương của trục tọa độ hướng lên trên
- Chiều dài cực đại: lmax = l0 + Δl0 + A
- Chiều dài cực tiểu: lmin = l0 + Δl0 - A Þ A = (MN : chiều dài quĩ đạo)
Chú ý. Khi lò xo nằm ngang thì Δl =0 →
B. TRẮC NGHIỆM:
Con lắc lò xo ngang dao động điều hoà, vận tốc của vật bằng không khi vật chuyển động qua
A. vị trí cân bằng. B. vị trí mà lực đàn hồi của lò xo bằng không.
C. vị trí vật có li độ cực đại. D. vị trí mà lò xo không bị biến dạng.
Trong dao động điều hoà của con lắc lò xo, phát biểu nào sau đây là không đúng .
A. Lực kéo về phụ thuộc vào độ cứng của lò xo.
B. Lực kéo về phụ thuộc vào khối lượng của vật nặng.
C. Gia tốc của vật phụ thuộc vào khối lượng của vật.
D. Tần số góc của vật phụ thuộc vào khối lượng của vật.
Con lắc lò xo đang dao động điều hoà, vận tốc của vật bằng không khi vật đi qua :
A. vị trí mà lò xo có chiều dài lớn nhất. B. vị trí mà lò xo không bị biến dạng.
C. vị trí mà lực đàn hồi bằng không. D. vị trí cân bằng.
Dao động điều hoà của con lắc lò xo nằm ngang. Chọn phát biểu sai:
A. lực đàn hồi của lò xo luôn hướng về vị trí cân bằng.
B. lực đàn hồi phụ thuộc vào độ cứng của lò xo.
C. lực đàn hồi phụ thuộc vào li độ.
D. lực đàn hồi phụ thuộc vào khối lượng của vật nặng
Một con lắc lò xo dao động không ma sát trên mặt phẳng ngang. Phát biểu nào sau đây sai:
A. dao động của con lắc là dao động tuần hoàn.
B. dao động của con lắc là dao động điều hoà.
thời gian thực hiện một dao động càng lớn khi biên độ càng lớn.
số dao động thực hiện được trong một giây tỉ lệ thuận với căn bậc hai của độ cứng k.
Một con lắc lò xo dao động điều hoà trên mặt phẳng ngang. Chọn phát biểu đúng :
A. độ lớn của lực đàn hồi tỉ lệ với khối lượng m của vật nặng.
B. lực đàn hồi luôn ngược chiều với li độ x.
C. lực đàn hồi luôn cùng chiều với vectơ vận tốc
D. lực đàn hồi luôn ngược chiều với vectơ gia tốc.
Con lắc có khối lượng m dao động điều hòa với phương trình tọa độ x = Acos(ωt + φ). Công suất tức thời cực đại của con lắc là:
A. mω3A2 B. mω3A2. A. mω3A2. A. mω3A2.
Con lắc lò xo dao động điều hoà, khi tăng khối lượng của vật lên 4 lần thì tần số dao động của vật
A. tăng lên 4 lần. B. giảm đi 4 lần. C. tăng lên 2 lần. D. giảm đi 2 lần.
Chu kì dao động của con lắc lò xo phụ thuộc vào:
A. gia tốc của sự rơi tự do. B. biên độ của dao động.
C. điều kiện kích thích ban đầu. D. khối lượng của vật nặng.
(CĐ2012) Một vật dao động điều hòa với biên độ A và tốc độ cực đại vmax. Tần số góc của vật dao động là
A. B. C. D.
Con lắc lò xo dđđh. Lực kéo về tác dụng vào vật luôn
A. cùng chiều với chiều chuyển động của vật. B. hướng về vị trí cân bằng.
C. cùng chiều với chiều biến dạng của lò xo. D. hướng về vị trí biên.
Phát biểu nào sau đây về động năng và thế năng trong dao động điều hoà là không đúng .
A. Động năng đạt giá trị cực đại khi vật chuyển động qua vị trí cân bằng
B. Động năng đạt giá trị cực tiểu khi vật ở một trong hai vị trí biên.
C. Thế năng đạt giá trị cực đại khi vận tốc của vật có độ lớn đạt cực tiểu.
D. Thế năng đạt giá trị cực tiểu khi gia tốc của vật có giá trị cực tiểu.
(CĐ2011) Một vật nhỏ có chuyển động là tổng hợp của hai dao động điều hòa cùng phương. Hai dao động này có phương trình là x1 = A1cosωt và x2 = A2cos(ωt + π/2). Gọi E là cơ năng của vật. Khối lượng của vật bằng:
A. B. C. D.
Cơ năng của một vật dao động điều hòa
A. biến thiên tuần hoàn theo thời gian với chu kỳ bằng một nửa chu kỳ dao động của vật.
B. tăng gấp đôi khi biên độ dao động của vật tăng gấp đôi.
C. bằng động năng của vật khi vật tới vị trí cân bằng.
D. biến thiên điều hòa theo thời gian với chu kỳ bằng chu kỳ dao động của vật.
. Khi nói về năng lượng của một vật dao động điều hòa, phát biểu nào sau đây là đúng . A. Cứ mỗi chu kì dao động của vật, có bốn thời điểm thế năng bằng động năng.
B. Thế năng của vật đạt cực đại khi vật ở vị trí cân bằng.
C. Động năng của vật đạt cực đại khi vật ở vị trí biên.
D. Thế năng và động năng của vật biến thiên cùng tần số với tần số của li độ.
Trong dao động điều hòa của con lắc lò xo thẳng đứng thì lực đóng vài trò là lực kéo về là
A. lực đàn hồi của lò xo B. lực quán tính của vật
C. tổng hợp lực đàn hồi và trọng lực D. trọng lực
Trong dao động điều hòa của con lắc lò xo treo thẳng đứng với điều kiện biên độ A lớn hơn độ giãn lò xo khi vật cân bằng. Lực đàn hồi của lò xo đổi chiều khi
A. vật ở vị trí cao nhất B. vật ở vị trí thấp nhất
C. vật qua vị trí cân bằng D. vật đến vị trí lò xo không biến dạng
Trong dao động điều hòa của con lắc lò xo độ cứng k, khối lượng vật m với biên độ A. Mối liên hệ giữa vận tốc và li độ của vật ở thời điểm t là
A. A2 - x2 = v2 B. x2 - A2 = v2 C. A2 - x2 = v2 D. x2 - A2 = v2
Đối với con lắc lò xo treo thẳng đứng dao động điều hòa thì
A. li độ của vật có độ lớn bằng độ biến dạng của lò xo
B. vị trí cân bằng là vị trí lò xo không biến dạng
C. Lực đàn hồi lò xo có độ lớn cực tiểu luôn tại vị trí cao nhất
D. Lực tác dụng lên vật là một đại lượng điều hòa
Con lắc lò xo đặt trên mặt phẳng nghiêng góc α thì chu kì dao động riêng của con lắc phụ thuộc vào
A. chỉ vào khối lượng vật và độ cứng lò xo B. góc α, khối lượng vật và độ cứng lò xo
C. góc α và độ cứng lò xo D. chỉ vào góc α và độ cứng lò xo
Thế năng của con lắc lò xo treo thẳng đứng
A. chỉ là thế năng đàn hồi B. cả thế năng trọng trường và đàn hồi
C. chỉ là thế năng trọng trường D. không có thế năng
Tìm kết luận sai khi nói về dao động điều hòa của một chất điểm trên một đoạn thẳng nào đó? Tại sao?
A. Trong mỗi chu kì dao động thì thời gian tốc độ của vật giảm dần bằng một nửa chu kì dao động.
B. Lực hồi phục (hợp lực tác dụng vào vật ) có độ lớn tăng dần khi tốc độ của vật giảm dần. C. Trong một chu kì dao động có hai lần động năng băng một nửa cơ năng dao động.
D. Tốc độ của vật giảm dần khi vật chuyển động từ vị trí cân bằng ra phía biên.
Con lắc lò xo gồm vật nhỏ có khối lượng m và lò xo nhẹ có độ cứng k được treo trong thang máy đứng yên. Ở thời điểm t nào đó khi con lắc đang đao động, thang máy bắt đầu chuyển động nhanh dần đều theo phương thẳng đứng đi lên. Nếu tại thời điểm t con lắc đang A. qua vị trí cân bằng thì biên độ dao động không đổi.
B. ở vị trí biên dưới thì biên độ dao động tăng lên.
C. ở vị trí biên trên thì biên độ dao động giảm đi.
D. qua vị trí cân bằng thì biên độ dao động tăng lên.
Một con lắc lò xo dao động điều hòa theo phương thẳng đứng. Nhận xét nào sau đây là sai?
A. Lực tác dụng của lò xo vào vật bị triệt tiêu khi vật đi qua vị trí lò xo không biến dạng.
B. Hợp lực tác dụng vào vật bị triệt tiêu khi vật đi qua vị trí cân bằng.
C. Lực tác dụng của là xo vào giá đỡ luôn bằng hợp lực tác dụng vào vật dao động.
D. Khi lực do lò xo tác dụng vào giá đỡ có độ lớn c

Tài liệu đính kèm:

Ly_thuyet_toan_tap_vat_ly_12.doc