Tài liệu Quan hệ giữa các đại lượng dao động (bài tập có đán án)

Hocmai.vn – Website học trực tuyến số 1 tại Việt Nam DAO ĐỘNG CƠ. Khóa học Luyện thi THPT quốc gia PEN - M: Môn Vật lí (Thầy Hà - Tùng) QUAN HỆ CÁC ĐẠI LƢỢNG DAO ĐỘNG VÀ MỐI QUAN HỆ: Li Độ x, Vận Tốc v, Động Lƣợng p, Gia Tốc a, Lực Kéo Về F (TÀI LIỆU BÀI GIẢNG + BÀI TẬP TỰ LUYỆN) GIÁO VIÊN: ĐỖ NGỌC HÀ Đây là tài liệu đi kèm theo bài giảng “Quan hệ các đại lượng dao động: x, v, p, a, F” 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 bài giảng với tài liệu bài giảng trước khi làm bài tập tự luyện và so sánh với đáp án. I. LÍ THUYẾT 1. Phƣơng Trình Dao Động Các Đại Lƣợng: Một vật có khối lượng m dao động điều hòa trên trục Ox, với O là VTCB thì các đại lượng sau biến thiên điều hòa theo thời gian:  Li độ x Phương trình li độ: x  Acos(t  ) . [Biên của li độ: xmax = A]  Vận tốc v và động lƣợng p   Phương trình vận tốc: v  x'  Asin(t  )  Acos  t     [Biên của vận tốc: vmax = ωA] 2     Phương trình động lượng: p = mv = mA cos  t     [Biên của động lượng: pmax = mωA] 2  Nhận xét: Giá trị (v,p) biến thiên điều hòa cùng tần số của li độ, nhanh pha hơn li độ (x)   rad  (vuông pha) 2  Gia tốc a và lực kéo về (hồi phục) F Phương trình gia tốc: a  v '  x''  2 Acos  t      2x [Biên của gia tốc: amax = ω2A]  Phương trình lực kéo về: F  ma  m2 Acos  t      m2x [Biên của lực kéo về: mω2A] Nhận xét: Giá trị (a,F) biến thiên điều hòa cùng tần số của li độ, nhanh pha hơn (v,p) pha hơn li độ x là   rad  (ngược pha)   rad  (vuông pha) và nhanh 2 2. Các Hệ Thức Độc Lập Thời Gian Của Các Đại Lƣợng Dựa vào phương trình dao động các đại lượng, ta rút ra được các công thức độc lập theo thời gian (các công thức không chứa biến thời gian) như sau Hệ thức liên hệ của x với (v, p): đại lượng x vuông pha với nhóm đại lượng (v, p) 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2  x   v   x   p       1;     1  x max   v max   x max   p max  Hệ thức liên hệ của (v, p) với (a, F): đại lượng nhóm (v, p) vuông pha với nhóm đại lượng (a, F)  v   a       1;  v max   a max   v   F      1  v max   Fmax   p   a   p   F       1;     1  p max   a max   p max   Fmax  Hệ thức liên hệ của x với (a, F): đại lượng x ngược pha với nhóm đại lượng (a, F) F  ma  m2 x Nhận xét: Tại thời điểm bất kì, biết độ lớn giá trị một trong các đại lượng (x, v, p, a, F) sẽ xác định được độ lơn giá trị các đại lượng còn lại. Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | 1 - Hocmai.vn – Website học trực tuyến số 1 tại Việt Nam DAO ĐỘNG CƠ. Khóa học Luyện thi THPT quốc gia PEN - M: Môn Vật lí (Thầy Hà - Tùng) 3. Bảng so sánh các đại lƣợng dao động: (v, p) là các đại lƣợng véc-tơ + Chiều: Cùng chiều chuyển động của vật →(v, p) > 0 khi vật đi theo chiều dương và (v, p) < 0 nếu vật đi theo chiều âm trục Ox →(v, p) đổi chiều (đổi dấu) tại vị trí biên. + Giá trị của (v, p): Tại biên x = ± A thì (v, p) = 0 Vật qua VTCB theo chiều âm thì (v, P) có giá trị cực tiểu: v min  A; pmin  mA (a, F) là các đại lƣợng véc-tơ + Chiều: luôn hướng về vị trí cân bằng →(a, F) > 0 khi vật đi có li độ âm và (a, F) < 0 nếu vật đi có li độ dương. →(a, F) đổi chiều (đổi dấu) khi qua vị trí cân bằng. + Giá trị của (a, F) Tại VTCB x = 0 thì (a, F) = 0 Vật ở biên dương x = A thì (a, F) có giá trị cực tiểu: Vật qua VTCB theo chiều dương thì (v, P) có giá trị cực đại: v max  A; p max  mA Vật ở biên âm x = - A thì (a, F) có giá trị cực đại: Chú ý: Nếu nói đến độ lớn của (v, p) thì độ lớn (v, p) đạt giá trị cực đại tại vị trí cân bằng x = 0 và bằng 0 tại hai vị trí biên x = ± A Chú ý: (a, F) có độ lớn tỉ lệ với độ lớn của li độ. Tại biên x = ± A thì độ lớn của (a, F) cực đại Tại vị trí cân bằng rõ ràng độ lớn (a, F) bằng 0. a min  2 A; Fmin  m2 A a max  2 A; Fmax  m2 A 4. Giá Trị Các Đại Lƣợng Trong Quá Trình Dao Động trên trục Ox v p0 a  a m ax  2 A F  Fm ax  m2 A v p0 v  v m ax  A a  a min  2 A p  p m ax  mA F  Fmin  m2 A a F 0 (v, p) > 0; (a, F) < 0 (v, p) > 0; (a, F) > 0 (+) -A A O (v, p) < 0; (a, F) > 0 x (v, p) < 0; (a, F) < 0 v  v min  A v p0 a  a m ax   A p  p min  mA a  a min  2 A F  Fm ax  m2 A a F 0 F  Fmin  m2 A v p0 2 Một số nhận xét: + (v, p) và (a, F) cùng chiều (cùng dấu) khi vật đi từ biên về vị trí cân bằng + (v, p) và (a, F) ngược chiều (khác dấu) khi vật đi từ vị trí cân bằng ra biên + Vật đi từ biên về vị trí cân bằng là chuyển động nhanh dần + Vật đi từ vị trí cân bằng đến biên là chuyển động chậm dần Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | 2 - Hocmai.vn – Website học trực tuyến số 1 tại Việt Nam Khóa học Luyện thi THPT quốc gia PEN - M: Môn Vật lí (Thầy Hà - Tùng) DAO ĐỘNG CƠ. II. BÀI TẬP Dạng 1. Lí Thuyết Về Các Đại Lƣợng Dao Động.  Bài Tập Mẫu Ví dụ 1 (ĐH-2012): 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 vị trí cân bằng 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. Solution:…………………………………………………………………………………………………… Ví dụ 2 (ĐH-2010): 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. Solution:…………………………………………………………………………………………………… Ví dụ 3: Khi nói về một vật đang dao động điều hòa, phát biểu nào sau đây đúng? A.Vectơ gia tốc của vật đổi chiều khi vật có li độ cực đại. B.Vectơ vận tốc và vectơ lực kéo về của vật cùng chiều nhau khi vật chuyển động về phía vị trí cân bằng. C.Vectơ lực kéo về của vật luôn hướng ra xa vị trí cân bằng. D.Vectơ vận tốc và vectơ gia tốc của vật cùng chiều nhau khi vật chuyển động ra xa vị trí cân bằng. Solution:…………………………………………………………………………………………………… Ví dụ 4 (CĐ-2012): 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. Solution:…………………………………………………………………………………………………… Ví dụ 5: Khi một vật dao động điều hòa trên trục Ox, vận tốc của vật có giá trị cực đại khi vật A. ở vị trí cân bằng B. qua vị trí cân bằng theo chiều dương C. qua vị trí cân bằng theo chiều âm. D. ở vị trí biên Solution:…………………………………………………………………………………………………… Ví dụ 6: Khi một vật dao động điều hòa trên trục Ox, gia tốc của vật có độ lớn cực tiểu khi vật A. ở vị trí cân bằng B. ở vị trí biên âm C. ở vị trí biên dương D. ở vị trí biên Solution:…………………………………………………………………………………………………… Ví dụ 7: Một vật dao động điều hoà trên trục Ox, tại thời điểm nào đó vận tốc và gia tốc của vật có giá trị âm. Trạng thái dao động của vật khi đó là A. nhanh dần theo chiều dương. B. chậm dần đều theo chiều dương. C. nhanh dần theo chiều âm. D. chậm dần theo chiều dương. Solution:…………………………………………………………………………………………………… Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | 3 - Hocmai.vn – Website học trực tuyến số 1 tại Việt Nam Khóa học Luyện thi THPT quốc gia PEN - M: Môn Vật lí (Thầy Hà - Tùng) DAO ĐỘNG CƠ. Ví dụ 8: Một vật dao động điều hoà, khi vận tốc của vật tăng từ giá trị cực tiểu lên giá trị cực đại thì gia tốc của vật có giá trị A. tăng lên cực đại rồi giảm xuống B. tăng từ cực tiểu lên cực đại. C. giảm xuống cực tiểu rồi tăng lên. D. giảm từ cực đại xuống cực tiểu. Solution:…………………………………………………………………………………………………… Ví dụ 9:   Một chất điểm dao động điều hòa có phương trình x  4cos  t  (cm), t(s). Ở thời điểm t (kể từ lúc dao động) 2  trong khoảng nào sau đây, giá trị của vận tốc và gia tốc cùng dương ? A. 3 s < t < 4 s. B. 2 s < t < 3 s. C. 1 s < t < 2 s. D. 0 s < t < 1 s. Solution:…………………………………………………………………………………………………… Ví dụ 10: Một vật dao động điều hoà trên trục Ox, tại thời điểm t nào đó vận tốc và gia tốc của vật cùng dấu. Trạng thái dao động của vật tại thời điểm t + T/4 là A. chậm dần ra biên. B. chậm dần đều về vị trí cân bằng. C. chậm dần đều ra biên. D. nhanh dần về vị trí cân bằng. Solution:……………………………………………………………………………………………………  Bài Tập Tự Luyện Câu 1: Trong một dao động cơ điều hòa, những đại lượng nào sau đây có giá trị không thay đổi? A. Biên độ và tần số. B. Gia tốc và li độ. C. Gia tốc và tần số. D. Biên độ và li độ. Câu 2: Gia tốc của một chất điểm dao động điều hoà biến thiên A. cùng tần số và ngược pha với li độ. B. khác tần số và ngược pha với li độ. C. khác tần số và cùng pha với li độ. D. cùng tần số và cùng pha với li độ. Câu 3: Nói về một chất điểm dao động điều hòa, phát biểu nào dưới đây đúng? A. Ở vị trí cân bằng, chất điểm có độ lớn vận tốc cực đại và gia tốc bằng không. B. Ở vị trí biên, chất điểm có độ lớn vận tốc cực đại và gia tốc cực đại. C. Ở vị trí cân bằng, chất điểm có vận tốc bằng không và gia tốc cực đại. D. Ở vị trí biên, chất điểm có vận tốc bằng không và gia tốc bằng không. Câu 4: Một chất điểm dao động điều hoà trên trục Ox. Khi đi từ vị trí biên về vị trí cân bằng thì A. độ lớn lực kéo về tác dụng lên chất điểm tăng. B. độ lớn vận tốc của chất điểm giảm. C. độ lớn li độ của chất điểm tăng. D. độ lớn gia tốc của chất điểm giảm. Câu 5(CĐ-2012): Khi nói về một vật đang dao động điều hòa, phát biểu nào sau đây đúng? A.Vectơ gia tốc của vật đổi chiều khi vật có li độ cực đại. B.Vectơ vận tốc và vectơ gia tốc của vật cùng chiều nhau khi vật chuyển động về phía vị trí cân bằng. C.Vectơ gia tốc của vật luôn hướng ra xa vị trí cân bằng. D.Vectơ vận tốc và vectơ gia tốc của vật cùng chiều nhau khi vật chuyển động ra xa vị trí cân bằng. Câu 6: Khi nói về dao động điều hoà của một vật, phát biểu nào sau đây đúng? A. Khi vật ở vị trí biên, gia tốc của vật bằng không. B. Vectơ gia tốc của vật luôn hướng về vị trí cân bằng. C. Vectơ vận tốc của vật luôn hướng về vị trí cân bằng. D. Khi đi qua vị trí cân bằng, vận tốc của vật bằng không. Câu 7: Tìm kết luận sai về lực kéo về lên vật dao động điều hoà: Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | 4 - Hocmai.vn – Website học trực tuyến số 1 tại Việt Nam Khóa học Luyện thi THPT quốc gia PEN - M: Môn Vật lí (Thầy Hà - Tùng) DAO ĐỘNG CƠ. A. luôn hướng về vị trí cân bằng. B. luôn cùng chiều vận tốc. C. luôn cùng chiều với gia tốc. D. luôn ngược dấu với li độ. Câu 8: Trong dao động điều hoà khi vật đổi chiều chuyển động thì A. Lực kéo về có độ lớn cực đại B. Lực kéo về có độ lớn bằng 0 C. Lực kéo về đổi chiều D. Lực kéo về có giá trị nhỏ nhất Câu 9: Một vật đang dao động điều hòa, vectơ lực kéo về và vectơ gia tốc A. Luôn cùng chiều nhau B. Cùng chiều khi vật chuyển động ra xa vị trí cân bằng (VTCB) và ngược chiều khi vật từ biên về VTCB. C. Luôn ngược chiều nhau D. Cùng chiều với với vecto vận tốc. Câu 10 (CĐ-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 vị trí cân bằng. 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. Câu 11: Trong dao động điều hòa, lực gây ra dao động cho vật A. biến thiên tuần hoàn nhưng không điều hòa. B. biến thiên điều hòa cùng tần số, cùng pha với li độ. C. biến thiên điều hòa cùng tần số nhưng ngược pha với li độ. D. không đổi. Câu 12: Khi một vật dao động điều hòa thì A. Vecto lực kéo về tác dụng lên vật bị đổi chiều ở vị trí biên. B. Vecto lực kéo về tác dụng lên vật bị đổi chiều khi đi qua vị trí cân bằng. C. Vecto gia tốc bị đổi chiều ở vị trí biên. D. Vecto vận tốc của vật bị đổi chiều khi đi qua vị trí cân bằng. Câu 13: Trong dao động điều hòa, lực kéo về có giá trị A. biến thiên tuần hoàn nhưng không điều hòa. B. biến thiên điều hòa cùng tần số, cùng pha với gia tốc. C. biến thiên điều hòa cùng tần số, cùng pha với li độ. C. biến thiên điều hòa cùng tần số, cùng pha với vận tốc. Câu 14: Khi một vật dao động điều hòa, chuyển động của vật từ vị trí cân bằng ra vị trí biên là chuyển động A. nhanh dần đều. B. chậm dần đều. C. nhanh dần. D. chậm dần. Câu 15: Khi một vật dao động điều hòa thì A. lực kéo về tác dụng lên vật có độ lớn cực đại khi vật ở vị trí cân bằng. 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. động lượng của vật có độ lớn cực đại khi vật ở vị trí cân bằng. Câu 16: Khi một vật dao động điều hòa thì phát biểu đúng là A. lực kéo về tác dụng lên vật có giá trị cực đại khi vật ở vị trí biên. B. gia tốc của vật có giá trị cực đại khi vật ở vị trí biên dương C. vận tốc của vật có giá trị cực tiểu khi vật qua vị trí cân bằng theo chiều âm. D. động lượng của vật có giá trị cực đại khi vật đi qua vị trí cân bằng. Câu 17: Khi một vật dao động điều hòa trên trục Ox, gia tốc của vật có giá trị cực đại khi vật A. ở vị trí cân bằng B. ở vị trí biên âm C. ở vị trí biên dương D. ở vị trí biên Câu 18: Khi một vật dao động điều hòa trên trục Ox, vận tốc của vật có độ lớn cực đại khi vật A. ở vị trí cân bằng B. qua vị trí cân bằng theo chiều dương Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | 5 - Hocmai.vn – Website học trực tuyến số 1 tại Việt Nam Khóa học Luyện thi THPT quốc gia PEN - M: Môn Vật lí (Thầy Hà - Tùng) DAO ĐỘNG CƠ. C. qua vị trí cân bằng theo chiều âm. D. ở vị trí biên Câu 19: Khi một vật dao động điều hòa, chuyển động của vật từ vị trí cân bằng ra vị trí biên là chuyển động A. nhanh dần đều. B. chậm dần đều. C. nhanh dần. D. chậm dần. Câu 20: Khi một vật dao động điều hòa trên trục Ox, vận tốc của vật có giá trị cực tiểu khi vật A. ở vị trí cân bằng B. qua vị trí cân bằng theo chiều dương C. qua vị trí cân bằng theo chiều âm. D. ở vị trí biên Câu 21: Một vật dao động điều hoà trên trục Ox, tại thời điểm nào đó vận tốc và gia tốc của vật có giá trị dương. Trạng thái dao động của vật khi đó là A. nhanh dần theo chiều dương. B. chậm dần đều theo chiều dương. C. nhanh dần theo chiều âm. D. chậm dần theo chiều dương. Câu 22: Một vật dao động điều hoà trên trục Ox, tại thời điểm nào đó vận tốc và gia tốc của vật có giá trị trái dấu nhau. Khi đó chuyển động của vật là A. nhanh dần đều. B. chậm dần đều. C. nhanh dần. D. chậm dần. Câu 23: Con lắc lò xo gồm vật nhỏ gắn với lò xo nhẹ dao động điều hòa theo phương ngang. Lực kéo về tác dụng vào vật luôn A. cùng chiều với chiều chuyển động của vật. B. cùng chiều với chiều biến dạng của lò xo. C. hướng về vị trí cân bằng. D. hướng về vị trí biên. Câu 24: Một vật dao động điều hòa khi đang chuyển động từ vị trí cân bằng đến vị trí biên âm thì A. vectơ vận tốc ngược chiều với vectơ gia tốc. B. độ lớn vận tốc và gia tốc cùng tăng. C. vận tốc và gia tốc cùng có giá trị âm. D. độ lớn vận tốc và độ lớn gia tốc cùng giảm Câu 25: Một chất điểm dao động điều hòa có phương trình x = 6cos(5πt + π/2) cm, t(s). Ở thời điểm t (kể từ lúc dao động) trong khoảng nào sau đây, giá trị của vận tốc và li độ cùng dương ? A. 0,1 s < t < 0,2 s. B. 0 < t < 0,1 s. C. 0,3 s < t < 0,4 s. D. 0,2 s < t < 0,3 s.   Câu 26: Một chất điểm dao động điều hòa dọc theo trục Ox với phương trình x  Asin  8t   . Trong chu kỳ đầu 3  tiên, tính từ thời điểm t0 = 0, chất điểm chuyển động nhanh dần ngược chiều dương của trục Ox trong khoảng thời gian nào sau đây? 1 11 B. t1  s đến t 2  s 48 6 5 1 1 C. t1  s đến t 2  s D. t1  0 đến t 2  s 48 24 6 Câu 27: Một vật dao động điều hoà trên trục Ox, tại thời điểm t nào đó vận tốc và gia tốc trái dấu. Tại thời điểm t + 3T/4, vận tốc và gia tốc A. cùng dấu B. Có giá trị bằng 0 C. trái dấu. D. Có giá trị cực đại Câu 28: Trong dao động điều hòa của con lắc lò xo nằm ngang, khi lực kéo về tác dụng lên vật tăng từ giá trị cực tiểu đến giá trị cực đại thì tốc độ của vật sẽ A. tăng lên cực đại rồi giảm xuống. B. tăng từ cực tiểu lên cực đại. C. giảm xuống cực tiểu rồi tăng lên. D. giảm từ cực đại xuống cực tiểu. Câu 29: Một vật dao động điều hoà trên trục Ox, tại thời điểm t nào đó vận tốc và gia tốc của vật cùng dấu. Trạng thái dao động của vật tại thời điểm t + T/2 là A. chậm dần ra biên. B. chậm dần về vị trí cân bằng. C. chậm dần đều ra biên. D. nhanh dần về vị trí cân bằng. A. t1  1 5 s đến t 2  s 24 48 Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | 6 - Hocmai.vn – Website học trực tuyến số 1 tại Việt Nam DAO ĐỘNG CƠ. Khóa học Luyện thi THPT quốc gia PEN - M: Môn Vật lí (Thầy Hà - Tùng) Dạng 2. “Biên” Của Các Đại Lƣợng Dao Động Ghi Nhớ: “Biên” hay độ lớn cực đại của các đại lượng dao động x, v, a, F, P lần lượt là xmax = A; vmax = ωA; pmax = mωA; amax = ω2A; Fmax = mω2A;  Bài Tập Mẫu Ví Dụ 1 (CĐ-2014): Một chất điểm dao động điều hòa với biên độ 10 cm và tần số góc 2 rad/s. Tốc độ cực đại của chất điểm là A. 10 cm/s. B. 40 cm/s. C. 5 cm/s. D. 20 cm/s. Solution: …………………………………………………………………………………………………………………… Chọn đáp án …. Ví Dụ 2 (CĐ-2013): Một vật nhỏ dao động điều hòa với biên độ 5 cm và vận tốc có độ lớn cực đại là 10π cm/s. Chu kì dao động của vật nhỏ là A. 4 s. B. 2 s. C. 1 s. D. 3 s. Solution: …………………………………………………………………………………………………………………… Chọn đáp án …. Ví Dụ 3 (ĐH-2014): Một chất điểm dao động điều hòa với phương trình x = 6cosπt (x tính bằng cm, t tính bằng s). Phát biểu nào sau đây đúng? A. Chu kì của dao động là 0,5 s. B. Tốc độ cực đại của chất điểm là 18,8 cm/s. C. Gia tốc của chất điểm có độ lớn cực đại là 113 cm/s2. D. Tần số của dao động là 2 Hz. Solution: …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… Chọn đáp án …. Ví Dụ 4 (ĐH-2009): Một vật dao động điều hòa có độ lớn vận tốc cực đại là 31,4 cm/s. Lấy   3,14 . Tốc độ trung bình của vật trong một chu kì dao động là A. 20 cm/s B. 10 cm/s C. 0. D. 15 cm/s. Solution: …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… Chọn đáp án …. Ví Dụ 5: Một chất điểm dao động điều hòa với chu kì T. Tốc độ trung bình lớn nhất của chất điểm trong thời gian Tốc độ cực đại của vật bằng 2 v v A. B. . . 3 2 Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 C. 3v . 4 D. T là v. 6 v 3 - Trang | 7 - Hocmai.vn – Website học trực tuyến số 1 tại Việt Nam Khóa học Luyện thi THPT quốc gia PEN - M: Môn Vật lí (Thầy Hà - Tùng) DAO ĐỘNG CƠ. Solution: …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… ……………….…………………………………………………………………………………………………… Chọn đáp án …. Ví Dụ 6: Một vật dao động điều hòa dọc theo trục Ox với phương trình x  A cos  t   . Vận tốc cực đại của vật là vmax = 8 cm/s và gia tốc cực đại amax = 162 cm/s2. Tại thời điểm t = 67  s  , vật qua vị trí cân bằng theo chiều âm. 12 Phương trình dao động của vật là 2   A. x  4 cos  2 t    cm  . 3   2   B. x  4 cos  2 t   cm  . 3       C. x  4 cos  2t    cm  . D. x  4 cos  2t    cm  . 3 3   Solution: …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… ……………….…………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… Chọn đáp án …. Ví Dụ 7 (ĐH-2012): Một vật nhỏ có khối lượng 500 g dao động điều hòa dưới tác dụng của một lực kéo về có biểu thức F = 0,8cos4t (N). Dao động của vật có biên độ là A. 6 cm B. 12 cm C. 8 cm D. 10 cm. Solution: …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… Chọn đáp án …. Ví Dụ 8: Một vật dao động điều hòa. Khi vật đi qua vị trí cân bằng, vận tốc và động lượng của vật có độ lớn lần lượt là 10 cm/s, 0,1 kg.m/s. Khi vật ở vị trí biên, độ lớn gia tốc của vật là 4 m/s2 và độ lớn lực kéo về tác dụng lên vật là A. 4 N. B. 5 N. C. 8 N. D. 2 N. Solution: …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… ……………….…………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… Chọn đáp án …. Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | 8 - Hocmai.vn – Website học trực tuyến số 1 tại Việt Nam DAO ĐỘNG CƠ. Khóa học Luyện thi THPT quốc gia PEN - M: Môn Vật lí (Thầy Hà - Tùng)  Bài Tập Tự Luyện Câu 1 (CĐ-2012): Một vật dao động điều hòa với biên độ A và tốc độ cực đại vmax. Tần số góc của vật dao động là v v v v A. max . B. max . C. max . D. max . A A 2 A 2A Câu 2: Một chất điểm dao động điều hòa với biên độ 5 cm và tần số góc 2 rad/s. Tốc độ cực đại của chất điểm là A. 10 cm/s. B. 40 cm/s. C. 5 cm/s. D. 20 cm/s. Câu 3: Một vật nhỏ dao động điều hòa với biên độ 10 cm và vận tốc có độ lớn cực đại là 10π cm/s. Chu kì dao động của vật nhỏ là A. 4 s. B. 2 s. C. 1 s. D. 3 s. Câu 4: Một vật nhỏ dao động điều hòa trên đoạn thẳng quỹ đạo dài 20 cm. Quãng đường nhỏ nhất vật đi được trong 0,5 s là 10 cm. Tốc độ lớn nhất của vật trong quá trình dao động xấp xỉ bằng: A. 35,0 cm/ s. B. 30,5 cm/s. C. 40,7 cm/ s. D. 41,9 cm/ s. Câu 5: Một con lắc lò xo gồm một vật nặng có khối lượng 500 g treo vào đầu lò xo có độ cứng k = 2,5 N/cm. Kích thích cho vật dao động, vật có gia tốc cực đại 5 m/s2. Biên độ dao động của vật là A. 5 cm. B. 2 cm. C. 5 cm. D. 1 cm. Câu 6: Một chất điểm dao động điều hòa với chu kì T. Tốc độ trung bình lớn nhất của chất điểm trong thời gian T là 6 v. Tốc độ cực đại của vật bằng 2 v v 3v 2 3v B. C. D. . . . 9 3 3 4 2 2 Câu 7: Một con lắc lò xo dao động điều hoà với chu kì T. Lấy g = π m/s . Gia tốc vật có giá trị lớn nhất là g. Biên độ dao động của vật là A. T2 T2 T2 T2 (m). B. (m). C. (m). D. (m). 10 15 4 20 Câu 8: Một vật nhỏ dao động điều hòa với biên độ 10 cm và vận tốc có độ lớn cực đại là 100 cm/s. Gia tốc cực đại của vật nhỏ là A. 10 m/s2. B. 1 m/s2. C. 1000 m/s2. D. 100cm/s2. Câu 9: Một chất điểm dao động điều hòa với phương trình x = 5cos(πt+φ) (x tính bằng cm, t tính bằng s). Phát biểu nào sau đây đúng? A. Chu kì của dao động là 0,5 s. B. Tốc độ cực đại của chất điểm là 20 cm/s. C. Gia tốc của chất điểm có độ lớn cực đại là 50 cm/s2. D. Tần số của dao động là 2 Hz. Câu 10: Một vật dao động điều hòa có độ lớn vận tốc cực đại là 15,7 cm/s. Lấy   3,14 . Tốc độ trung bình của vật A. trong một chu kì dao động là A. 20 cm/s B. 10 cm/s C. 0. D. 15 cm/s. Câu 11: Một vật dao động điều hòa có khối lượng m dao động điều hoà với phương trình li độ là x  Acos  t   . Động lượng tức thời cực đại của vật là m2 A 2 2 D. 0,5mA2 2 Câu 12: Một vật dao động điều hòa dọc theo trục Ox .Vận tốc cực đại của vật là vmax = 8 cm/s và gia tốc cực đại amax = 162 cm/s2. Trong thời gian một chu kì dao động vật đi được quãng đường là A. 8 cm. B. 12 cm. C. 20 cm. D. 16 cm. A. 0,5m2 A2 B. mA C. Câu 13: Một vật dao động điều hòa dọc theo trục Ox với phương trình x  A cos  t   . Vận tốc cực đại của vật là vmax = 8 cm/s và gia tốc cực đại amax = 162 cm/s2. Tại thời điểm t = 0, vật qua vị trí cân bằng theo chiều âm. Phương trình dao động của vật là Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | 9 - Hocmai.vn – Website học trực tuyến số 1 tại Việt Nam Khóa học Luyện thi THPT quốc gia PEN - M: Môn Vật lí (Thầy Hà - Tùng) 2   A. x  4 cos  2 t    cm  . 3     B. x  4 cos  2t    cm  . 2    C. x  4 cos  2t    cm  . 3    D. x  4 cos  2t    cm  3  DAO ĐỘNG CƠ. Câu 14: Một vật dao động điều hòa dọc theo trục Ox với phương trình x  A cos  t   . Vận tốc cực đại của vật là vmax = 8 cm/s và gia tốc cực đại amax = 162 cm/s2. Tại thời điểm t = 67  s  , vật qua vị trí cân bằng theo chiều âm. 12 Phương trình dao động của vật là 2   A. x  4 cos  2 t    cm  . 3     B. x  4 cos  2t    cm  . 2      C. x  4 cos  2t    cm  . D. x  4 cos  2t    cm  3 3   Câu 15: Một vật dao động điều hòa. Khi vật đi qua vị trí cân bằng, vận tốc và động lượng của vật có độ lớn lần lượt là 10 cm/s, 0,1 kg.m/s. Khi vật ở vị trí biên, độ lớn gia tốc của vật là 8 m/s2 và độ lớn lực kéo về tác dụng lên vật là A. 4 N. B. 5 N. C. 8 N. D. 2 N. Câu 16: Một vật nhỏ khối lượng 100 g, dao động điều hòa với biên độ 4 cm và tần số 5 Hz. Lấy π2 = 10. Lực kéo về tác dụng lên vật nhỏ có độ lớn cực đại bằng A. 8 N. B. 6 N. C. 4 N. D. 2 N. Câu 17: Một vật nhỏ có khối lượng 200 dao động điều hòa dưới tác dụng của một lực kéo về có biểu thức F = 0,16cos8t (N). Dao động của vật có biên độ là A. 6 cm B. 12 cm C. 8 cm D. 10 cm. Câu 18: Một vật nhỏ có khối lượng 10 g dao động điều hòa dưới tác dụng của một lực kéo về được chỉ ra trên đồ thị bên. Chu kì dao động của vật là A. 0,256 s B. 0,152 s C. 0,314 s D. 1,255 s Câu 19: Con lắc lò xo nằm ngang dao động điều hòa xung quanh vị trí cân bằng với chu kỳ T =  /10 (s) và có tốc độ 80 trung bình trong một chu kỳ là (cm/s). Biết lực kéo về có độ lớn cực đại là 2 (N). Khối lượng con lắc là  A. 0,5 kg B. 100 g C. 250 g D. 2,5 kg Câu 20: Một vật nhỏ dao động điều hòa với tần số góc 10 rad/s. a (m/s2) Giá trị còn thiếu trong dấu ? ở đồ thị hình bên là A. 400 4 B. - 4 x (cm) -4 C. 40 ? D. - 400 Câu 21: Hai con lắc lò xo nằm ngang dao động điều hòa xung quanh vị trí cân bằng với các quả nặng có khối lượng bằng nhau, biên độ như nhau. Giá trị độ lớn cực đại của lực phục hồi với con lắc thứ nhất là 1 (N) và con lắc thứ hai là 4 (N). Tỷ số chu kỳ dao động của con lắc thứ nhất so với con lắc thứ hai là A. 1/2 B. 4 C. 1 D. 2 Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | 10 - Hocmai.vn – Website học trực tuyến số 1 tại Việt Nam DAO ĐỘNG CƠ. Khóa học Luyện thi THPT quốc gia PEN - M: Môn Vật lí (Thầy Hà - Tùng) Dạng 3. Phƣơng trình và Quan Hệ Pha Dao Động Của x, v, p, a, F. Ghi Nhớ: Biểu thức dao động các đại lƣợng: Phương trình li độ: x  Acos(t  ) .   Phương trình vận tốc: v  x'  Asin(t  )  Acos  t     . 2  Phương trình gia tốc: a  v '  x''  2 Acos  t      2x Phương trình lực kéo về (lực hồi phục): F  ma  m2 Acos  t      m2x  Bài Tập Mẫu   Một vật có khối lượng 500 g dao động điều hoà theo phương trình x  4cos  2t   (cm;s) . Viết phương trình 3  dao động của vận tốc (v), động lượng (p), gia tốc (a), lực kéo về (F).  Solution: Ta có: A = 4 cm;   2  rad / s  ; pha ban đầu của li độ: x   rad  3 Viết phương trình vận tốc Biên của vận tốc: v max  A  8  cm / s  . Pha ban đầu của vận tốc: v  x   5   rad  . 2 6 5   Phương trình vận tốc: v  v max .cos  t  v   8.cos  2t    cm / s  6   Viết phương trình động lượng Biên của động lượng: v max  mA  0,04  kg.m / s  . Pha ban đầu của động lượng: p  x   5   rad  . 2 6 5   Phương trình vận tốc: p  p max .cos  t  p   0,04.cos  2t    kg.m / s  . 6   5   Hoặc đơn giản do biết phương trình v nên: p  mv  0,04.cos  2t    kg.m / s  6   Viết phương trình gia tốc:   Biên của gia tốc: a max  2 A  162 cm / s2 . Pha ban đầu của gia tốc: a  x    4 2   rad  . 3 3 2   Phương trình gia tốc: a  a max .cos  t  a   162 .cos  2t   cm / s2 3   Viết phương trình lực kéo về:   Biên của lực kéo về: Fmax  m2 A  0,082  N  . Pha ban đầu của lực kéo về: F  x    4 2   rad  . 3 3 2   Phương trình lực kéo về: F  Fmax .cos  t  F   0,082 .cos 2 t    N 3   2   Hoặc đơn giản do biết phương trình a nên: F  ma  0,082 .cos  2t    N  3   Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | 11 - Hocmai.vn – Website học trực tuyến số 1 tại Việt Nam DAO ĐỘNG CƠ. Khóa học Luyện thi THPT quốc gia PEN - M: Môn Vật lí (Thầy Hà - Tùng) Ví Dụ 1: Một vật dao động điều hoà trên trục Ox. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc vào thời gian x (cm) của li độ có dạng như hình vẽ bên. Phương trình dao động của vận tốc là 6  5 A. v  6 cos(t  ) cm / s B. v  12 cos(2t  ) cm / s t (s) 6 6 0 5 3  3 12 C. v  12 cos(t  ) cm / s D. v  12cos(2t  ) cm / s -6 4 6 Solution: …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… ……………….…………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… Chọn đáp án …. Ví Dụ 2: Một vật dao động điều hoà trên trục Ox. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc vào thời v (cm/s) gian của vận tốc của vật có dạng như hình vẽ bên. Phương trình dao động của li 8 độ là 4 t 5 t 2 0 A. x  24cos(  ) cm B. x  24cos(  ) cm 5,5π t (s) 3 6 3 3 t    -8 C. x  8cos(  ) cm D. x  8cos( t  ) cm 3 3 3 3 Solution: …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… ……………….…………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… Chọn đáp án …. Ví Dụ 3: Một vật nhỏ dao động điều hòa có phương trình v  20 sin 4t (cm/s) (t tính bằng s). Tại thời điểm ban đầu, vật ở li độ A. - 5 cm B. -10 cm C. 10 cm D. 5 cm. Solution: …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… Chọn đáp án …. Ví Dụ 4: Vật dao động điều hòa với phương trình: x = 20cos(2πt - π/2) (cm) (t đo bằng giây). Gia tốc của vật tại thời điểm t = 1/12 (s) là: 2 2 2 2 A. 2 m/s . B. 9,8 m/s . C. - 4 m/s . D. 10 m/s . Solution: …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… ……………….…………………………………………………………………………………………………… Chọn đáp án …. Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | 12 - Hocmai.vn – Website học trực tuyến số 1 tại Việt Nam DAO ĐỘNG CƠ. Khóa học Luyện thi THPT quốc gia PEN - M: Môn Vật lí (Thầy Hà - Tùng) Ví Dụ 5: 5   Một chất điểm dao động điều hòa có phương trình vận tốc là v  20 sin  4t   (cm/s). Gốc tọa độ ở vị trí 6   cân bằng. Mốc thời gian được chọn vào lúc li độ, vận tốc và gia tốc của vật có giá trị A. x = 5 cm, v = 0 đang tăng B. x = 2,5 3 đang giảm; v = 10 cm/s đang giảm C. x = -2 cm đang giảm, v = 0 đang giảm D. x = 0 đang tăng, v = -10 cm/ đang tăng. Solution: …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… Chọn đáp án ….  Bài Tập Tự Luyện Câu 1: Một vật dao động điều hoà trên trục Ox. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc vào thời gian của vận tốc của vật có dạng như hình vẽ bên. Phương trình dao động của li độ là t 5 t 2 A. x  24cos(  ) cm B. x  24cos(  ) cm 3 6 3 3 t    C. x  8cos(  ) cm D. x  8cos( t  ) cm 3 3 3 3 Câu 2: Một vật dao động điều hoà trên trục Ox. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc vào thời gian của vận tốc của vật có dạng như hình vẽ bên. Phương trình dao động của li độ là 4 3 2 2 A. x  cos(t  ) cm B. x  cos(4t  ) cm  4  3 2  2  C. x  cos(2t  ) cm D. x  cos(4t  ) cm  6  6 Câu 3: Một vật dao động điều hoà trên trục Ox. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc vào thời gian của li độ có dạng như hình vẽ bên. Phương trình dao động của vận tốc là  5 A. v  6 cos(t  ) cm / s B. v  12 cos(2t  ) cm / s 6 6 3  C. v  12 cos(t  ) cm / s D. v  12cos(2t  ) cm / s 4 3 Câu 4: Một vật dao động điều hoà trên trục Ox. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc vào thời gian của li độ có dạng như hình vẽ bên. Phương trình vận tốc của vật dao động điều hoà là  A. v  10 cos(2t  ) cm/s B. v  10 cos(2t  ) cm/s 2 C. v  5 cos(t  ) cm/s   D. v  5 cos  t   cm/s 2  v (cm/s) 8 4 0 5,5π t (s) -8 v-cm/s 8 4 0 t (s) 1 6 11 24 -8 x (cm) 6 0 -3 -6 t (s) 5 12 x (cm) 5 0 0,5 t (s) -5 5   Câu 5: Một chất điểm dao động điều hòa có phương trình vận tốc là v  20 sin  4t   (cm/s). Gốc tọa độ ở vị 6   trí cân bằng. Mốc thời gian được chọn vào lúc li độ, vận tốc và gia tốc của vật có giá trị A. x = 5 cm, v = 0 đang tăng B. x = 2,5 đang tăng; v = 10 cm/s đang giảm C. x = -2 cm đang giảm, v = 0 đang giảm D. x = 0 đang tăng, v = -10 cm/ đang tăng. Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | 13 - Hocmai.vn – Website học trực tuyến số 1 tại Việt Nam Khóa học Luyện thi THPT quốc gia PEN - M: Môn Vật lí (Thầy Hà - Tùng) DAO ĐỘNG CƠ. Câu 6: Một vật dao động điều hòa trên trục Ox, gốc tọa độ O tại vị trí cân bằng với phương trình gia tốc có dạng 5 a  10cos(10t  ) (m/s2). Tại thời điểm ban đầu, vận tốc có giá trị 6 A. 50 cm/s đang giảm B. – 50 cm/s và đang giảm C. 50 cm/s và đang giảm D. 100 cm/s Câu 7: Một vật dao động điều hòa trên trục Ox, gốc tọa độ O tại vị trí cân bằng với phương trình gia tốc có dạng  a  10cos(10t  ) (m/s2). Phương trình dao động của vật là 2   A. x  10cos(10t  ) (cm). B. x  10cos(10t  ) (cm). 2 2   C. x  100cos(10t  ) (cm). D. x  100cos(10t  ) (cm). 2 2  Câu 8: Phương trình gia tốc của một vật dao động điều hòa có dạng a = 8cos(20t - ) với a đo bằng cm/s2 và t đo 2 bằng s. Phương tình dao động của vật là   A. x = 0,02cos(20t + ) cm B. x = 2cos(20t + ) cm 2 2   C. x = 2cos(20t - ) cm D. x = 4cos(20t + ) cm 2 2 Câu 9: Một vật khối lượng m = 100 g dao động điều hòa với phương trình x = 10cos(2πt + φ) cm, t tính bằng s. Lực kéo về tác dụng lên vật có biểu thức A. Fx = 0,4cos(2πt + φ) N. B. Fx = − 0,4sin(2πt + φ) N. C. Fx = − 0,4cos(2πt + φ) N. D. Fx = 0,4sin(2πt + φ) N. Câu 10 (CĐ-2009): Một chất điểm dao động điều hòa có phương trình vận tốc là v = 4cos2t (cm/s). Gốc tọa độ ở vị trí cân bằng. Mốc thời gian được chọn vào lúc chất điểm có li độ và vận tốc là: A. x = 2 cm, v = 0. B. x = 0, v = 4 cm/s C. x = -2 cm, v = 0 D. x = 0, v = -4 cm/s. 2   Câu 11: Một vật nhỏ dao động điều hòa theo phương trình v  20cos  2t  (cm/s) (t tính bằng s). Tại thời 3   điểm ban đầu, vật ở li độ: A. 5 cm B. -5 cm C. 5 3 cm D. 5 3 cm Câu 12: Một vật nhỏ dao động điều hòa có phương trình v  20 sin 4t (cm/s) (t tính bằng s). Lấy π2 = 10 Tại thời điểm ban đầu, vật có gia tốc A. 8 m/s2 B. 4 m/s2 C. - 8 m/s2 D. - 4 cm. Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | 14 - Hocmai.vn – Website học trực tuyến số 1 tại Việt Nam DAO ĐỘNG CƠ. Khóa học Luyện thi THPT quốc gia PEN - M: Môn Vật lí (Thầy Hà - Tùng) Dạng 4. Thời Gian Dao Động Trong Các Khoảng Giá Trị Đặc Biệt  Bài Tập Mẫu Ví dụ 1: Một con lắc lò xo dao động điều hòa với chu kì T. Biết trong một chu kì, khoảng thời gian vật cách vị trí cân T bằng không vượt quá 5 cm là . Biên độ dao động của vật là: 3 A. 5 cm. B. 20 cm. C. 10 cm . D. 15 cm. Solution: -A -5 O 5 A x Trong một chu kì, vật dao động thoả mãn điều kiện bài cho (cách VTCB không vượt quá 5 cm) được biểu diễn T bởi 4 đoạn nét liền ở hình vẽ trên. Bài cho thời gian dao động trên các đoạn đó là . 3 T T Vì vậy, thời gian dao động trên một đoạn nét liền trên hình, chẳng hạn từ O đến 5 cm là : 4 = . 3 12 A T A Ta biết vật dao động từ O đến cũng là . Vì vậy  5  A  10 cm  . 2 12 2 Chọn đáp án C Ví dụ 2:   Một con lắc lò xo dao động điều hòa với phương trình x  4cos  2t   . Từ thời điểm t1 = 0,5 s đến t2 = 2  11,375 s khoảng thời gian để vật dao động cách VTCB không nhỏ hơn 2 cm là A. 5 s. B. 20 s. C. 7,29 s . D. 15 s. Solution: -4 -2 O 2 4 x + Như trục thời gian trên; trong một chu kì, khoảng thời gian để vật dao động cách VTCB không nhỏ hơn 2 cm T 2T 2 là: 4.   s . 6 3 3 7T + ∆t = t2 – t1 = 10,875 (s) = 10T + . 8 2 20 + Sau 10 chu kì kể từ t1, khoảng thời gian vật dao động thoả mãn điều kiện đề bài là: 10.   s  và vật trở lại 3 3  3     rad  , tức vật qua VTCB theo chiều trạng thái tại t1. Pha dao động tại t1 = 0,5 s: 0,5s  2.0,5   2 2 2 dương. + Sau đó 7T  7T T T T     : , dao động vật diễn biến trên trục thời gian như sau  4 2 8 8  8 -4 Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 -2 2 -2 O 2 4 x - Trang | 15 - Hocmai.vn – Website học trực tuyến số 1 tại Việt Nam Khóa học Luyện thi THPT quốc gia PEN - M: Môn Vật lí (Thầy Hà - Tùng) Rõ ràng, khoảng thời gian dao động thoả mãn điều kiện bài cho là: + Vậy khoảng thời gian tổng cộng cần tìm là: DAO ĐỘNG CƠ. T T T T 5     s . 6 6 6 8 8 20 5   7,29  s  3 8 Ví dụ 3 (ĐH-2012): Một chất điểm dao động điều hòa với chu kì T. Gọi vTB là tốc độ trung bình của chất điểm trong một chu kì, v  là tốc độ tức thời của chất điểm. Trong một chu kì, khoảng thời gian mà v  v TB là 4 T 2T T T A. B. C. D. 3 6 3 2 Lời Giải: …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… Chọn đáp án …….. Ví dụ 4 (ĐH-2010): Một con lắc lò xo dao động điều hòa với chu kì T và biên độ 5 cm. Biết trong một chu kì, khoảng thời gian để T vật nhỏ của con lắc có độ lớn gia tốc không vượt quá 100 cm/s2 là . Lấy 2=10. Tần số dao động của vật là: 3 A. 4 Hz. B. 3 Hz. C. 2 Hz. D. 1 Hz. Lời Giải: …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… Chọn đáp án ……..  Bài Tập Tự Luyện Câu 1: Một con lắc lò xo dao động điều hòa với chu kì T trên trục Ox. Biết trong một chu kì, khoảng thời gian vật T nhỏ có li độ x thoả mãn x  3 cm là . Biên độ dao động của vật là: 2 A. 3 2 cm. B. 4 cm. C. 6 cm . D. 12 cm. Câu 2: Một con lắc lò xo dao động điều hòa với chu kì T trên trục Ox. Biết trong một chu kì, khoảng thời gian vật T nhỏ có li độ x thoả mãn x  3 cm là . Biên độ dao động của vật là: 3 A. 3 2 cm. B. 3 3 cm. C. 6 cm . D. 12 cm. Câu 3: Một con lắc lò xo dao động điều hòa với chu kì T trên trục Ox. Biết trong một chu kì, khoảng thời gian vật 5T nhỏ có li độ x thoả mãn x  3 cm là . Biên độ dao động của vật là: 6 A. 3 2 cm. B. 2 3 cm. C. 6 cm . D. 12 cm. Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | 16 - Hocmai.vn – Website học trực tuyến số 1 tại Việt Nam Khóa học Luyện thi THPT quốc gia PEN - M: Môn Vật lí (Thầy Hà - Tùng) DAO ĐỘNG CƠ. Câu 4: Một con lắc lò xo dao động điều hòa với chu kì T. Biết trong một chu kì, khoảng thời gian vật nhỏ con lắc T cách vị trí cân bằng không vượt quá 5 cm là . Biên độ dao động của vật là: 3 A. 5 cm. B. 20 cm. C. 10 cm . D. 15 cm. 5   Câu 5: Một con lắc lò xo dao động điều hòa với phương trình x  A cos  5t   . Sau 3,9 s kể từ thời điểm ban 6   đầu khoảng thời gian vật dao động có li độ thỏa mãn x  0 cm là A. 2 s. B. 1,9 s. C. 2,5 s . D. 1,95 s.   Câu 6: Một con lắc lò xo dao động điều hòa với phương trình x  4cos  2t   . Từ thời điểm t1 = 0,5 s đến t2 = 2  11,375 s khoảng thời gian vật dao động cách VTCB không nhỏ hơn 2 cm là A. 5 s. B. 20 s. C. 7,29 s . D. 15 s.   Câu 7: Một con lắc lò xo dao động điều hòa với phương trình x  6cos  t   . Sau 15s kể từ thời điểm ban đầu 4  khoảng thời gian vật dao động cách VTCB một đoạn d thỏa mãn: 3 cm  d  3 3 cm là A. 2,5 s. B. 3,5 s. C. 7 s . D. 5,5 s.  2  Câu 8: Một con lắc lò xo dao động điều hòa với phương trình x  2cos  2t   . Từ thời điểm s đến thời điểm 6 3  6,25 s khoảng thời gian vật dao động có li độ thỏa mãn x  1 cm là A. 4 s. B. 3 s. C. 5 s . D. 5,5 s. Câu 9: Một con lắc lò xo dao động điều hòa tự do theo phương ngang. Chu kỳ dao động của con lắc là π (s) Trong một chu kì, thời gian để độ lớn vận tốc không vượt quá một nửa giá trị cực đại là  2   A. s B. s C. s D. s 6 3 3 4 Câu 10: Một dao động điều hòa với chu kì T và biên độ 10 cm. Biết trong một chu kì khoảng thời gian để vật nhỏ của con lắc có độ lớn vận tốc không vượt quá 10π cm/s là T/3. Tốc độ cực đại có giá trị bằng bao nhiêu? A. 20 3 cm/s B. 20 2 cm/s C. 20 cm/s D. 10 3 cm/s. Câu 11: Con lắc lò xo dao động điều hòa chu kỳ T, chiều dài quỹ đạo 8 cm. Trong một chu kỳ, thời gian vật nhỏ của 2T con lắc có vận tốc không nhỏ hơn 8π cm/s là . Chu kỳ của vật là 3 A. 1 s. B. 0,5 s. C. 0,25 s. D. 2 s. Câu 12: Một vật dao động điều hòa với biên độ 4 cm. Biết rằng trong một chu kỳ dao động, khoảng thời mà tốc độ T của vật không lớn hơn 16 3 cm/s là . Tính chu kỳ dao động của vật? 3 1 4 3 s C. D. s s 2 2 3 4 3 3 Câu 13: Một dao động điều hòa với chu kì T và biên độ 10 cm. Biết trong một chu kì khoảng thời gian để vật nhỏ của T con lắc có độ lớn vận tốc không vượt quá 10π cm/s là . . Tốc độ cực đại có giá trị bằng bao nhiêu? 3 A. 1 s B. A. 20 3 cm/s B. 20 2 cm/s C. 20 cm/s D. 10 3 cm/s Câu 14 (ĐH-2012): Một chất điểm dao động điều hòa với chu kì T. Gọi vTB là tốc độ trung bình của chất điểm trong  một chu kì, v là tốc độ tức thời của chất điểm. Trong một chu kì, khoảng thời gian mà v  v TB là 4 T 2T T T A. B. C. D. 3 6 3 2 Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | 17 - Hocmai.vn – Website học trực tuyến số 1 tại Việt Nam Khóa học Luyện thi THPT quốc gia PEN - M: Môn Vật lí (Thầy Hà - Tùng) DAO ĐỘNG CƠ. Câu 15 (ĐH-2010): Một con lắc lò xo dao động điều hòa với chu kì T và biên độ 5 cm. Biết trong một chu kì, khoảng T thời gian để vật nhỏ của con lắc có độ lớn gia tốc không vượt quá 100 cm/s2 là . Lấy 2=10. Tần số dao động của 3 vật là: A. 4 Hz. B. 3 Hz. C. 2 Hz. D. 1 Hz. Câu 16: Một chất điểm dao động điều hòa với chu kì T. Gọi vtb là tốc độ trung bình của chất điểm trong một chu kì, v  là tốc độ tức thời của chất điểm. Trong một chu kì, khoảng thời gian mà v  v tb là 4 A. T/3 B. T/2 C. T/6 D. 2T/3 Câu 17: Một vật dao động điều hòa với chu kì T và biên độ 4 cm. Biết rằng trong một chu kỳ dao động, khoảng thời T gian độ lớn gia tốc không vượt quá 50 2 cm/s2 là . Tần số góc dao động của vật bằng 2 A. 2π rad/s B. 5π rad/s C. 5 rad/s D. 5 2 rad/s Câu 18: Một chất điểm dao động điều hòa với chu kì T. Gọi vTB là tốc độ trung bình của chất điểm trong một chu kì,   v TB  v  v TB là v là tốc độ tức thời của chất điểm. Trong một chu kì, khoảng thời gian mà v thoả mãn 4 2 2 T 2T T T B. C. D. 3 6 3 2 Câu 19: Một con lắc lò xo khối lượng 100 g dao động điều hòa với chu kì T và biên độ 4 cm. Biết trong một chu kì, 2T khoảng thời gian để vật nhỏ của con lắc có độ lớn lực kéo về không nhỏ hơn 2 N là . Lấy 2=10. Chu kì dao động 3 của vật là: A. 0,3 s. B. 0,2 s. C. 0,4 s. D. 0,1 s. Câu 20: Một vật nhỏ khối lượng 200g dao động điều hòa với chu kì T và biên độ 4 cm. Biết rằng trong một chu kỳ T dao động, khoảng thời gian độ lớn gia tốc không nhỏ hơn 500 2 cm/s2 là . Độ cứng con lắc lò xo là 2 A. 20 N/m B. 50 N/m C. 40 N/m D. 30 N/m Câu 21 (CĐ-2012): Con lắc lò xo gồm một vật nhỏ có khối lượng 250g và lò xo nhẹ có độ cứng 100 N/m dao động điều hòa dọc theo trục Ox với biên độ 4 cm. Khoảng thời gian ngắn nhất để vận tốc của vật có giá trị từ A. - 40 cm/s đến 40 3 cm/s là     A. s. B. s. C. . D. s. 40 120 20 60 Câu 22 (ĐH-2009): Một con lắc lò xo gồm lò xo nhẹ có độ cứng 20 N/m dao động điều hoà với tần số 3 Hz. Trong 2 một chu kì, khoảng thời gian để vật có gia tốc không vượt quá 360 3 (cm/s2) là s. Lấy π2 = 10. Năng lượng dao 9 1 2 1 động là (Công thức năng lượng dao động CLLX: W  kA  m2 A2 ) 2 2 A. 4 mJ B. 2 mJ C. 6 mJ D. 8 mJ Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | 18 - Hocmai.vn – Website học trực tuyến số 1 tại Việt Nam Khóa học Luyện thi THPT quốc gia PEN - M: Môn Vật lí (Thầy Hà - Tùng) DAO ĐỘNG CƠ. Dạng 5. Quan Hệ Giá Trị Tức Thời Các Đại Lƣợng x, v, p, a, F Tại Cùng Một Thời Điểm Ghi Nhớ: Tại cùng một thời điểm, giá trị tức thời các đại lượng dao động quan hệ với nhau qua các hệ thức độc lập (không phụ thuộc) với thời gian (thời điểm) như sau: Hệ thức liên hệ của x với (v, p): đại lượng x vuông pha với nhóm đại lượng (v, p) 2 2 2  x   v       1;  x max   v max  2  x   p      1  x max   p max  Hệ thức liên hệ của (v, p) với (a, F): đại lượng nhóm (v, p) vuông pha với nhóm đại lượng (a, F) 2 2  v   F      1  v max   Fmax  2 2  p   F      1  p max   Fmax   v   a       1;  v max   a max   p   a       1;  p max   a max  2 2 2 2 Hệ thức liên hệ của x với (a, F): đại lượng x ngược pha với nhóm đại lượng (a, F) F  ma  m2 x ; p = mv. Nhận xét: Tại thời điểm bất kì, biết độ lớn giá trị một trong các đại lượng (x, v, p, a, F) sẽ xác định được độ lớn giá trị các đại lượng còn lại. Nhẩm nhanh giá trị các đại lượng vuông pha, chẳng hạn x và v: x x max v 3 x 3 v và ngược lại: x  max  v  max  v  max 2 2 2 2 x max 2 v 2  v  max 2 2 Các đại lượng vuông pha khác tương tự như vậy. x Bài Tập Mẫu Ví dụ 1 (CĐ-2011): Một vật dao động điều hòa có chu kì 2 s, biên độ 10 cm. Khi vật cách vị trí cân bằng 6 cm, tốc độ của nó bằng A. 12,56 cm/s. B. 20,08 cm/s. C. 25,13 cm/s. D. 18,84 cm/s. Lời Giải: …………………………………………………………………………………………………………………… Chọn đáp án …….. Ví dụ 2 (ĐH-2011): Một chất điểm dao động điều hòa trên trục Ox. Trong thời gian 31,4 s chất điểm thực hiện được 100 dao động toàn phần. Gốc thời gian là lúc chất điểm đi qua vị trí có li độ 2 cm theo chiều âm với tốc độ là 40 3 cm/s. Lấy  = 3,14. Phương trình dao động của chất điểm là   A. x  6cos(20t  ) (cm) B. x  4cos(20t  )(cm) 6 3   C. x  4cos(20t  ) (cm) D. x  6cos(20t  ) (cm) 3 6 Lời Giải: Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | 19 - Hocmai.vn – Website học trực tuyến số 1 tại 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 3: Một vật dao động điều hoà với phương trình liên hệ v, x dạng điểm t = x2 v 2   1 , trong đó x (cm), v (m/s). Tại thời 16 640 67  s  , vật qua vị trí cân bằng theo chiều âm. Lấy 2  10 . Phương trình dao động của vật là 12 2   A. x  4 cos  2 t    cm  . 3   2   B. x  4 cos  2 t   cm  . 3       C. x  4 cos  2t    cm  . D. x  4 cos  2t    cm  3 3   Lời Giải: …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… Chọn đáp án …….. Ví dụ 4: Một dao động điều hòa có vận tốc và tọa độ tại thời điểm t1 và t2 tương ứng là: v1 = 20 cm/s; x1 = 8 3 cm và v2 = 20 2 cm/s ; x2 = 8 2 cm. Vận tốc cực đại của vật dao động là A. 40 2 cm/s B. 80 cm/s C. 40 cm/s D. 40 3 cm/s Lời Giải: …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… Chọn đáp án …….. Ví dụ 5: Một vật dao động điều hòa dọc theo trục Ox với biên độ 4 cm, chu kì 2 s. Tại thời điểm t = 0,25 s, vật có vận tốc v  2 2 cm/s, gia tốc a < 0. Phương trình dao động của vật là: A. x = 4cos(2πt + 0,5π) cm. B. x = 4cos(πt + 0,5π) cm. C. x = 4cos(πt – 0,5π) cm. D. x = 4cos(2π.t – 0,5π) cm. Lời Giải: …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… Chọn đáp án …….. Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | 20 -