Tài liệu ôn thi tốt nghiệp vật lý chương 1

Tài liệu ôn thi tốt nghiệp Vật lý Chương I: Dao động cơ Chương I: DAO ĐỘNG CƠ Một số công thức lượng giác cần nhớ: � � � �  cos  x   cos  x    ; sin x  cos �x  � ;  sin x  cos �x  � � 2� � 2� Bài 1: DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA 1. Khái niệm dao động cơ: Chuyển động của vật qua lại quanh vị trí cân bằng gọi là dao động cơ. Vị trí cân bằng là vị trí của vật khi đứng yên.s 2. Khái niệm dao động điều hòa: Khi vật dao động, nếu sau những khoảng thời gian bằng nhau, gọi là chu kỳ, vật trở lại vị trí cũ theo hướng cũ thì dao động của vật gọi là dao động tuần hoàn. Dao động điều hòa là dao động trong đó li độ của vật là một hàm cosin (hay sin) của thời gian. 3. Phương trình dao động điều hòa Phương trình dao động có dạng x  A cos  t    trong đó A,  ,  là các hằng số. Trong đó - A là biên độ dao động (m, cm, mm). Lưu ý: Biên độ là một số không âm, và cùng đơn vị với li độ. 2  2 f là tần số góc trong dao động (rad/s) trong đó T(s) là chu kì, f(Hz) và -  T tần số. -  là pha ban đầu � � t    �. 4. Phương trình vận tốc: v  x '   A sin  t     A cos � 2 � �  so với li độ 2 Vận tốc cực đại khi qua vị trí cân bằng x  0 � vmax  A. Vận tốc đạt giá trị cực tiểu khi qua vị trí biên x  �A � vmax  0 2 2 2 5. Phương trình gia tốc: a  v '   A cos  t     A cos  t        x  Vậy gia tốc sớm pha hơn vận tốc một góc và ngược pha với li độ. Và luôn luôn 2 hướng về vị trí cân bằng. 2 Gia tốc cực đại khi qua vị trí biên x  �A � amax  A Gia tốc đạt giá trị nhỏ nhất khi qua trị cấn bằng x  0 � a  0 6. Công thức xác định chu kì T(s), tần số trong giao động f(Hz) 2 t 1  N   Chu kì T  Tần số f    N T 2 t Trong đó N là số dao động toàn phần trong khoảng thời gian t(s). v2 7. Công thức liên hệ giữa li độ, biên độ, vận tốc và tần số A2  x 2  2  Từ công thức ta có thể tìm tần số góc, vận tốc. v2 Vân tốc A2  x 2  2 � v  � A2  x 2  Bài 2. CON LẮC ĐƠN 1. Khái niệm: Con lắc lò xo gồm một vật nhỏ có khối lượng m gắn vào đầu của một lò xo có độ cứng k. Vật m có thể trượt trên mặt phẳng nằm ngang không ma sát. Khi được kích thích, con lắc lò xo sẽ dao động điều hòa. Vậy vận tốc sớm pha GV: Đặng Văn Đà Email: [email protected] Trang:1 Tài liệu ôn thi tốt nghiệp Vật lý Chương I: Dao động cơ k m 1 k Chu kỳ: T  2 Tần số: f  m k 2 m 2. Tần số góc:   Trong đó: k là độ cứng của lò xo (N/m) ; m khối lượng của vật (kg) 3. Lực kéo về: F  kx  ma luôn hướng về vị trí cân bằng. 4. Năng lượng dao động (cơ năng): W  Wđ  Wt Hay: W 1 1 m2 A 2  kA 2  conts 2 2 Trong dao động điều hoà, cơ năng không đổi và tỉ lệ với bình phương biên độ dao động. 1 2 1 2 + Động năng: Wđ  mv 2 + Thế năng: Wt  kx 2 Đơn vị: v (m/s) ; A, x (m) ; W (J) Khi vật dao động điều hoà thì động năng và thế năng biến đổi điều hoà theo thời gian với tần số góc  '  2 , chu kỳ T '  T , tần số f '  2f . Động năng và thế năng 2 chuyển hoá qua lại lẫn nhau. 5. Với con lắc lò xo treo thẳng đứng, khi vật ở vị trí cân bằng lò xo dãn ra một đoạn l . Ta có kl  mg  k g  m l T  2 m l  2 k g f 1 k 1 g  2 m 2 l Bài 3. CON LẮC ĐƠN 1. Khái niệm: Con lắc đơn gồm vật nhỏ khối lượmg m, treo ở đầu một sợi dây có chiều dài l , không dãn, khối lượng không đáng kể. Với dao động nhỏ, con lắc đơn dao động điều hòa theo phương trình s  s 0 cos  t    trong đó s 0  l  0 là biên độ dao động.  0 là biên độ góc (rad). 2. Tần số góc:   g l Chu kỳ: T  2 l 1 g Tần số: f  g 2 l Đơn vị: l (m) ; g = 10 m/ s 2 . s l 3. Lực kéo về: Pt  mg sin   mg  ma luôn hướng về vị trí cân bằng. 4. Năng lượng dao động (cơ năng): W  Wđ  Wt  mgl (1  cos 0 )  1 mgl  02 = hằng 2 số. 1 2 + Động năng: Wđ  mv 2 + Thế năng: Wt  mgl  1  cos   Gốc thế năng tại vị trí cân bằng. Bài 4. DAO ĐỘNG TẮT DẦN, CƯỠNG BỨC DAO ĐỘNG 1. Khái niệm dao động tắt dần: Dao động tắt dần có biên độ giảm dần theo thời gian. + Nguyên nhân gây tắt dần là do lực cản của môi trường. + Biên độ dao động giảm dần nên cơ năng cũng giảm dần. + Các thiết bị đóng cửa tự động hay giảm xóc ôtô,…là những ứng dụng của dao động tắt dần. GV: Đặng Văn Đà Email: [email protected] Trang:2 Tài liệu ôn thi tốt nghiệp Vật lý Chương I: Dao động cơ 2. Duy trì dao động. Để dao động không tắt dần (biên độ dao động không thay đổi), cứ sau mỗi chu kỳ, vật dao động được cung cấp một phần năng lượng đúng bằng phần năng lượng đã tiêu hao do ma sát. Dao động của vật khi đó được gọi là dao động duy trì. + Dao động duy trì không làm thay đổi tần số (chu kỳ) dao động riêng. + Dao động của con lắc đồng hồ là dao động duy trì. Dây cót đồng hồ hay pin là nguồn cung cấp năng lượng. 3. Cưỡng bức dao động: Để dao động không tắt dần (biên độ dao động không thay đổi), người ta tác dụng vào hệ dao động một ngoại lực cưỡng bức tuần hoàn. Khi ấy dao động của hệ được gọi là dao động cưỡng bức. + Dao động cưỡng bức có tần số (chu kỳ) bằng tần số (chu kỳ) của lực cưỡng bức. + Biên độ của dao động cưỡng bức phụ thuộc vào biên độ của lực cưỡng bức và độ chênh lệch giữa tần số của lực cưỡng bức và tần số dao động riêng của hệ dao động. + Hiện tượng biên độ dao động cưỡng bức tăng đến giá trị cực đại khi tần số f của lực cưỡng bức tiến đến bằng tần số riêng f o của hệ dao động gọi là hiện tượng cộng hưởng. + Điều kiện để có cộng hưởng là f  f o . + Khi các hệ dao động như toà nhà, cầu, khung xe,…chịu tác dụng của các lực cưỡng bức mạnh, có tần số bằng tần số dao động riêng của hệ. Hiện tượng cộng hưởng xảy ra, làm các hệ ấy dao động mạnh có thể gãy hoặc đổ. Người ta cần phải cẩn thận để tránh hiện tượng này. + Hiện tượng cộng hưởng lại là có lợi như khi xảy ra ở hộp đàn của đàn ghita, viôlon,… Bài 5. TỔNG HỢP HAI DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA CÙNG PHƯƠNG CÙNG TẦN SỐ 1. Véc tơ quay. Phương trình dao động x  A cos  t    có thể được biểu diễn bằng uuur uuur một vectơ quay OM được vẽ ở thời điểm ban đầu. Vectơ quay OM có: + Gốc tại gốc toạ độ của trục Ox. + Độ dài bằng biên độ dao động, OM = A. + Hợp với trục Ox một góc bằng pha ban đầu  . Chiều dương là chiều dương của đường tròn lượng giác. 2. Giản đồ Pre-Nen: Độ lệch pha của hai dao động x1  A1 cos  t  1   1 ; x 2  A 2 cos  t  2   2  :   1  2 + Khi 1  2 dao động (1) sớm pha hơn dao động (2) và ngược lại. + Khi   2n  n  0, �1, �2,... hai dao động cùng pha. + Khi    2n  1   n  0, �1, �2,... hai dao động ngược pha.  2  n  0, �1, �2,... hai dao động vuông pha. + Khi    2n  1 3. Công thức xác định biên độ và pha ban đầu. Dao động tổng hợp của hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số: x1  A1 cos  t  1  và x 2  A 2 cos  t  2  là một dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số với hai dao động thành phần. Phương trình dao động tổng hợp x  A cos  t    , trong đó + Biên độ A của dao động tổng hợp được xác định bởi: A  A12  A 22  2A1A 2 cos  2  1  + Pha ban đầu  của dao động tổng hợp được xác định bởi: tan   GV: Đặng Văn Đà A1 sin 1  A 2 sin 2 A1 cos 1  A 2 cos 2 Email: [email protected] Trang:3 Tài liệu ôn thi tốt nghiệp Vật lý Chương I: Dao động cơ + Khi x1 & x 2 cùng pha thì A  A1  A 2 và   1  2 . + Khi x1 & x 2 ngược pha thì A  A1  A 2 và   1 nếu A1  A 2 ;   2 nếu A 2  A1 . + Khi x1 & x 2 vuông pha thì A  A12  A 22 và tan   Ay Ax (Dùng giản đồ Pre-Nen để xác định pha ban đầu) + Trong mọi trường hợp thì biên độ nằm trong giới hạn A1  A 2 �A �A1  A 2 MỘT SỐ DẠNG TOÁN THƯỜNG GẶP 1. Thời gian trong dao động điều hòa Xét dao động với chu kỳ T, biên độ A trên trục Ox theo phương trình x  A cos  t    x’ M’ O I’ I N x M VTCB Thời gian ngắn nhất, khi vật dao động: + Từ M’ đến M hoặc ngược lại: t  + Từ O đến M hoặc ngược lại: t  t  + Từ O đến I hoặc ngược lại: T . 12 + Từ I đến M hoặc ngược lại: t  T . 4 T . 2 t  T . 6 + Từ O đến N hoặc ngược lại: T . 8 2. Viết phương trình dao động là đi tìm A,  và  rồi thế vào phương trình x  A cos  t    2 hay   2f T k g Với con lắc lò xo:   Với con lắc đơn:   m l Đơn vị của k (N/m) ; m (kg) ; l (m) và g = 10 m/ s 2 . + Tìm  từ công thức   + Tìm A có thể dựa vào công thức A2  x 2  l v2 A 2 hoặc 2  x + Tìm  dựa vào gốc thời gian (t = 0). Trường hợp tổng quát: cos   A   0 Nếu vật chuyển động theo chiều dương thì chọn Nếu vật chuyển động ngược chiều dương thì   0 Ví dụ: Một con lắc lò xo đang dao động điều hòa với quỹ đạo là một đoạn thẳng dài 8cm. Biết con lắc có độ cứng 40N/m và vật nặng có khối lượng 100 g. Viết phương trình dao động của con lắc chọn t=0 vật qua vị trí có li độ 2cm. Giải Phương trình dao động có dạng: x  A cos  t    l Biên độ: A   4cm 2 GV: Đặng Văn Đà Email: [email protected] Trang:4 Tài liệu ôn thi tốt nghiệp Vật lý Tần số góc   Chương I: Dao động cơ k  20 rad / s m x 2 1    �   � rad A 4 2 3  � � Nếu vật chuyển động theo chiều dương thì    rad � x  4 cos �20t  �cm . 3 3� �  � � Nếu vật chuyển động theo chiều âm thì   rad � x  4 cos �20t  �cm . 3 3� � Pha ban đầu t  0 � x  2 � cos   3. Các công thức suy ra từ công thức gốc  Với con lắc lò xo: + Từ   k m m k 1 k + Từ f  2 m + Từ T  2  k 2 42 m T 2k � k � m  T2 4 2 k � k  4 2 f 2 m � m  2 2 4 f � k  m2 � m Với con lắc đơn: l + Từ T  2 g + Từ f 1 g 2 l � 4 2 l � g 2 T g  4 2 f 2 l � � l T 2g l 2 4 g 4 2 f 2 4. Xác định lực đàn hồi của lò xo Fðh  kx Fmax  kA a) Với con lắc lò xo nằm ngang : b) Với con lắc lò xo treo thẳng đứng + Chiều dương hướng xuống: Fđh  k l  x + Chiều dương hướng lên: Fđh  k l  x c) Lực đàn hồi cực đại: Fmax  k  l  A  0 khi l �A � Fmin  � k  l  A  khi l  A � k (N/m) ; m (kg) ; A, x, l (m) ; F (N). d) Lực đàn hồi cực tiểu: ---------Hết-------- GV: Đặng Văn Đà Email: [email protected] Trang:5 Tài liệu ôn thi tốt nghiệp Vật lý Chương I: Dao động cơ BÀI TẬP � � Câu 1: Một vật dao động điều hòa theo phương trình x  20 cos �2t  � mm  . Ở thời � 1  s  , li độ của vật là 4 A. -14, 4 mm . B. 5 mm. 4� điểm t = D. 14,4mm . C. 0 mm . - HD: Hãy thế t và phương trình dao động Câu 2: Con lắc lò xo dao động điều hòa với chu kỳ 0,5s , khối lượng quả nặng là 400 gam. Lấy 2  10. Độ cứng của lò xo là A. 0,156 N/m. B. 32 N/m. C. 64 N/m. D. 6400 N/m - HD: Áp dụng công thức tính chu kì, sau đó bình phương hai vế Câu 3: Con lắc lò xo nằm ngang dao động điều hòa. Vận tốc của vật bằng không khi vật chuyển động qua A. vị trí cân bằng. B. vị trí vật có li độ cực đại. C. vị trí mà lò xo không bị biến dạng. D. vị trí mà lực đàn hồi của lò xo bằng không - HD: Xem lý thuyết bài 1. Câu 4: Con lắc lò xo gồm vật nặng có khối lượng m = 100 g và lò xo có độ cứng k = 100 N/m, dao động điều hòa với chu kỳ là A. 0,1 s. B. 0,2 s. C. 0,3 s. D. 0,4 s. - HD: Áp dụng công thức tính chu kì của con lắc lò xo Câu 5: Một vật dao động điều hòa với biên độ 4 cm và chu kỳ 2 s. Chọn gốc thời gian là lúc vật đi qua vị trí cân bằng theo chiều dương. Phương trình dao động của vật là � π� x = 4cos � 2πt - �  cm  . 2 � � A. � π� x = 4cos � 2πt + �  cm  . 2 � � B. � π� x = 4cosπt cm   �� 2 � � D. .    C. - HD: Xem lại phần hướng dẫn viết phương trình dao động. Câu 6: Trong dao động điều hòa A. vận tốc biến đổi điều hòa cùng pha với li độ. B. vận tốc biến đổi điều hòa ngược pha với li độ. x = 4cosπt cm . C. vận tốc biến đổi điều hòa sớm pha D. vận tốc biến đổi điều hòa trễ pha  so với li độ. 2  so với li độ 2 - HD: Xem lại lý thuyết của bài 1 Câu 7: Nếu chọn gốc tọa độ trùng với vị trí cân bằng thì ở thời điểm t, biểu thức quan hệ giữa biên độ A, li độ x, vận tốc v và tần số góc  của chất điểm dao động điều hòa là A. A 2  v2  2 x 2 . B. A 2  x 2  2 A 2 . - HD: Xem lại lý thuyết bài 1 GV: Đặng Văn Đà C. A 2  v2  x2 . 2 Email: [email protected] D. A 2  x 2  v2 . 2 Trang:6 Tài liệu ôn thi tốt nghiệp Vật lý Chương I: Dao động cơ � � � Câu 8: Phương trình dao động của một chất điểm có dạng x  6cos �t  � cm  . Gốc thời 2 � gian được chọn vào lúc A. chất điểm đi qua vị trí x = 6 cm. B. chất điểm đi qua vị trí cân bằng theo chiều dương. C. chất điểm đi qua vị trí x = - 6 cm. D. chất điểm đi qua vị trí cân bằng theo chiều âm. - HD: Xem phần hướng dẫn viết phương trình dao động Câu 9: Trong dao động điều hòa li độ, vận tốc, gia tốc là ba đại lượng biến đổi điều hòa theo thời gian và có A. cùng biên độ. B. cùng pha. C. cùng tần số góc. D. cùng pha ban đầu Câu 10: Gia tốc của vật dao động điều hòa bằng 0 khi A. vật ở vị trí có li độ cực đại. B. vật ở vị trí biên âm. C. vật ở vị trí có li độ bằng không. D. vật ở vị trí có pha dao động cực đại. Câu 11: Hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số, có độ lệch pha  . Biên độ của hai dao động lần lượt là A1 và A2. Biên độ A của dao động tổng hợp có giá trị A. lớn hơn A1 + A2. B. nhỏ hơn A1  A 2 . 1  A1  A 2  . 2 D. nằm trong khoảng từ A1  A 2 đến A1 + A2. C. luôn luôn bằng Câu 12: Xét dao động tổng hợp của hai dao động có cùng tần số và cùng phương dao động. Biên độ của dao động tổng hợp không phụ thuộc A. biên độ của dao động thứ nhất. B. biên độ của dao động thứ hai. C. tần số chung của hai dao động. D. độ lệch pha của hai dao động. Câu 13: Một con lắc lò xo gồm vật nặng 400 g gắn vào đầu lò xo có độ cứng 40 N/m. Kéo quả nặng ra khỏi vị trí cân bằng một đoạn 4 cm rồi thả nhẹ cho vật dao động. Chọn gốc tọa độ tại vị trí cân bằng, chiều dương theo chiều kéo vật, gốc thời gian là lúc thả cho vật dao động. Phương trình dao động của vật là � π� 10πt + �  cm  . A. x = 4cos � 2 � � � π� 10t + �  cm  . C. x = 4cos � 2� � B. x = 4cos  10πt   cm  . D. x = 4cos  10t   cm  . Câu 14: Một con lắc đơn có chu kỳ dao động là 4 s, thời gian ngắn nhất để con lắc đi từ vị trí cân bằng đến vị trí có li độ cực đại là A. 0,5 s. B. 1,0 s. C. 1,5 s. D. 2,0 s. Câu 15: Dao động cưỡng bức có A. chu kỳ dao động bằng chu kỳ biến thiên của ngoại lực. B. tần số dao động không phụ thuộc tần số của ngoại lực. C. biên độ dao động chỉ phụ thuộc tần số của ngoại lực. D. năng lượng dao động không phụ thuộc ngoại lực. Câu 16: Một điểm M chuyển động đều với tốc độ 0,60 m/s trên một đường tròn có đường kính 0,40 m. Hình chiếu P của điểm M lên một đường kính của đường tròn dao động điều hòa với biên độ, tần số góc và chu kỳ lần lượt là A. 0,40 m ; 3,0 rad/s ; 2,1 s. B. 0,20 m ; 3,0 rad/s ; 2,48 s. C. 0,20 m ; 1,5 rad/s ; 4,2 s. D. 0,20 m ; 3,0 rad/s ; 2,1 s. GV: Đặng Văn Đà Email: [email protected] Trang:7 Tài liệu ôn thi tốt nghiệp Vật lý Chương I: Dao động cơ Câu 17: Con lắc lò xo gồm vật nhỏ khối lượng m dao động điều hòa dọc trên trục Ox với phương trình dao động x  5cos  t     cm  . Động năng của vật A. bảo toàn trong suốt quá trình dao động. B. tỉ lệ với tần số góc  . C. biến đổi điều hòa với tần số góc  . D. biến đổi tuần hoàn với tần số góc 2 . Câu 18: Một con lắc đơn có khối lượng vật nặng m dao động điều hòa với tần số f. Nếu khối lượng vật nặng là 2kg thì tần số dao động của vật là: A. 2f . B. 2f . C. f / 2 . D. f . Câu 19: Giá trị cực đại của lực đàn hồi tác dụng vào quả nặng (khối lượng m) của con lắc lò xo dao động điều hòa theo phương thẳng đứng với biên độ A là �mg � � � mg � �  k�  A� . �k � �mg � � � 2mg � �  k�  A� . �k � . A. Fmax  k �  2A � k . B. Fmax  k �  A � k C. Fmax D. Fmax Câu 20: Vận tốc của chất điểm dao động điều hòa có độ lớn cực đại khi A. li độ bằng không. B. pha dao động cực đại. C. gia tốc có độ lớn cực đại. D. li độ có độ lớn cực đại. Câu 21: Một vật dao động điều hòa theo phương trình x = 8cos3,14t  cm  , lấy   3,14 . Độ lớn vận tốc của vật tại vị trí cân bằng là A. 25,12 cm/s. B. 0 cm/s. C. 78,88 cm/s. D. 52,12 cm/s. Câu 22: Một vật dao động điều hòa với phương trình x  4sin t  cm  . Thời gian ngắn nhất để vật đi từ vị trí cân bằng đến vị trí có li độ x = 2 cm là A. 1 s. 6 B. 0,7 s. C. 0,06 s. D. 1 s. 12 Câu 23: Dao động tổng hợp của hai dao động điều hòa cùng phương x1  4cos10t  cm  và � � x 2  4cos � 10t+ �  cm  có biên độ và pha ban đầu là 2� � 3   A. 4 2  cm  & . B. 4 2  cm  & . C. 4 2  cm  & . 4 4 2 D. 8 2  cm  &  . 2 � � 5t  �(x tính bằng cm, t Câu 24: Một vật dao động điều hòa theo phương trình x  4sin � � 3� tính bằng s). Vận tốc và gia tốc của vật có giá trị cực đại bằng A. 0,2 m/s và 1 m / s 2 . B. 0,4 m/s và 1,5 m / s 2 . C. 0,2 m/s và 2 m / s 2 . D. 0,6 m/s và 2 m / s 2 . Câu 25: Một con lắc lò xo gồm vật nặng 400 g gắn vào đầu lò xo có độ cứng 40 N/m. Kéo quả nặng ra khỏi vị trí cân bằng một đoạn 4 cm rồi thả nhẹ cho vật dao động. Vận tốc cực đại của vật là A. 160 cm/s. B. 80 cm/s. C. 40 cm/s. D. 20 cm/s. Câu 26: Một con lắc lò xo gồm vật nặng 400 g gắn vào đầu lò xo có độ cứng 40 N/m. Kéo quả nặng ra khỏi vị trí cân bằng một đoạn 5 cm rồi thả nhẹ cho vật dao động. Vận tốc của vật khi ở vị trí cách vị trí cân bằng 3 cm là A. 20 cm/s. B. 30 cm/s. C. 40 cm/s. D. 10 cm/s. GV: Đặng Văn Đà Email: [email protected] Trang:8 Tài liệu ôn thi tốt nghiệp Vật lý Chương I: Dao động cơ � � �  cm  . Tốc độ Câu 27: Một vật dao động điều hòa theo phương trình x  10cos �4t  � 6 trung bình của vật trong một chu kỳ dao động là A. 80  cm / s  . B. 40π  cm / s  . C. 40  cm / s  . � D. 20  cm / s  . Câu 28: Phát biểu nào sau đây là không đúng đối với con lắc lò xo đặt nằm ngang, chuyển động không ma sát? A. Chuyển động của vật là chuyển động thẳng. B. Chuyển động của vật là một dao động điều hòa. C. Chuyển động của vật là chuyển động biến đổi đều. D. Chuyển động của vật là chuyển động tuần hoàn. Câu 29: Một con lắc lò xo có khối lượng m và lò xo có độ cứng k. Nếu tăng khối lượng lên 2 lần và giảm độ cứng đi 2 lần thì chu kỳ sẽ A. tăng 4 lần. B. không đổi. C. giảm 2 lần. D. tăng 2 lần. Câu 30: Chu kỳ dao động điều hòa của con lắc lò xo không phụ thuộc vào A. khối lượng của con lắc. B. biên độ dao động. C. độ cứng của lò xo. D. tần số dao động. Câu 31: Con lắc lò xo gồm vật nặng có khối lượng m và lò xo có độ cứng k = 80 N/m, dao động điều hòa với biên độ 5 cm. Động năng của con lắc khi nó qua vị trí có li độ x = - 3 cm là A. 0,032 J. B. 0,064 J. C. 0,096 J. D. 0,128 J. Câu 32: Điều nào sau đây là sai khi nói về năng lượng trong dao động điều hòa của con lắc lò xo? A. Cơ năng tỉ lệ với bình phương biên độ dao động. B. Có sự chuyển hóa qua lại giữa động năng và thế năng nhưng cơ năng được bảo toàn. C. Cơ năng tỉ lệ với độ cứng của lò xo. D. Cơ năng biến thiên theo thời gian với chu kỳ bằng nửa chu kỳ biến thiên của vận tốc. Câu 33: Một con lắc lò xo gồm vật nặng 400 g gắn vào đầu lò xo có độ cứng 40 N/m. Kéo quả nặng ra khỏi vị trí cân bằng một đoạn 4 cm rồi thả nhẹ cho vật dao động. Cơ năng dao động của con lắc là A. 320 J. B. 6,4 . 10 2 J. C. 3,2 . 10 2 J D. 3,2 J. Câu 34: Một vật dao động điều hòa theo phương trình x  10cos4t  cm  . Tốc độ trung bình của vật trong A. 80  cm/s  . 1 chu kỳ dao động, kể từ lúc t = 0 là 4 B. 40  cm/s  . C. 40  cm / s  . D. 20  cm/s  . Câu 35: Con lắc đơn dao động điều hòa với chu kỳ 1s tại nơi có gia tốc trọng trường 9,8 m/s2. Chiều dài của con lắc là A. 12,4 cm. B. 24,8 cm. C. 1,56 m. D. 2,45 m. Câu 36: Một vật dao động điều hòa với chu kỳ T. Động năng của vật sẽ A. biến đổi theo thời gian dưới dạng hàm số sin. B. biến đổi tuần hoàn theo thời gian với chu kỳ T/2. C. biến đổi tuần hoàn với chu kỳ T. D. không thay đổi theo thời gian. Câu 37: Khi gắn quả nặng m1 vào một lò xo thì nó dao động với chu kỳ 1,2 s. Khi gắn quả nặng m2 vào lò xo đó thì nó dao động với chu kỳ 1,6 s. Khi gắn đồng thời m 1 và m2 vào lò xo đó thì nó dao động với chu kỳ A. 1,4 s. B. 2,8 s. C. 2,0 s. D. 4,0 s. GV: Đặng Văn Đà Email: [email protected] Trang:9 Tài liệu ôn thi tốt nghiệp Vật lý Chương I: Dao động cơ Câu 38: Phát biểu nào sau đây về động năng và thế năng trong dao động điều hòa là không đúng? A. Động năng và thế năng biến đổi điều hòa cùng chu kỳ. B. Động năng biến đổi điều hòa cùng chu kỳ với vận tốc. C. Thế năng biến đổi điều hòa với tần số gấp 2 lần tần số của li độ. D. Tổng động năng và thế năng không phụ thuộc vào thời gian. Câu 39: Phát biểu nào sau đây là sai? A. Dao động tắt dần là dao động có biên độ giảm dần theo thời gian. B. Dao động cưỡng bức là dao động chịu tác dụng của một ngoại lực biến thiên tuần hoàn. C. Khi có cộng hưởng dao động, tần số của dao động cưỡng bức bằng tần số dao động riêng của hệ dao động đó. D. Tần số của dao động cưỡng bức luôn bằng tần số riêng của hệ dao động. Câu 40: Một vật chịu tác động đồng thời hai dao động điều hòa cùng phương với các � phương trình: x1 = 5cosπt �- π� cm  ; x =2 5cosπt cm  � 2� � � π� cm  . A. x = 5 2cosπt �� � 4� � π� cm  . C. x = 5 3cosπt �+ � � 4�  . Phương trình dao động của vật sẽ là � � B. x = 5 2sin �t - � cm  . 4 � � � π� cm  . D. x = 5cosπt �+ � � 6� Câu 41: Hai dao động điều hòa cùng phương cùng tần số và cùng pha có biên độ A 1 & A2 với A 2  3A1 . Dao động tổng hợp có biên độ bằng A. A1. B. 2 A1. C. 3 A1. D. 4 A1. Câu 42: Con lắc đơn có chiều dài không đổi, dao động điều hòa với chu kỳ T. Khi đưa con lắc lên cao thì chu kỳ dao động của nó A. tăng lên. B. giảm xuống . C. không thay đổi. D. không xác dịnh được tăng hay giảm. Câu 43: Tại một nơi xác định, chu kỳ dao động điều hòa của con lắc đơn tỉ lệ thuận với A. chiều dài con lắc. B. căn bậc hai chiều dài con lắc. C. căn bậc hai gia tốc trọng trường. D. gia tốc trọng trường. � � � � 8t  �, với x tính bằng Câu 44: Một vật dao động điều hòa theo phương trình x  4sin � 6 cm, t tính bằng s. Chu kỳ dao động của vật là 1 s. 2 Câu 45: Một con lắc lò xo dao động điều hòa với phương trình x  Acost và có cơ năng A. 1 s. 8 B. 4 s. C. 1 s. 4 D. là W. Động năng của vật tại thời điểm t là A. Wđ = W cosωt . 2 B. Wđ = W sinωt . 4 2 C. Wđ = Wcosωt . Wsin2 D. Wđ =ωt . Câu 46: Li độ và gia tốc của một vật dao động điều hòa luôn biến thiên điều hòa cùng tần số và A. lệch pha với nhau  . 4 C. ngược pha với nhau. GV: Đặng Văn Đà 10 B. lệch pha với nhau  . 2 D. cùng pha với nhau. Email: [email protected] Trang: Tài liệu ôn thi tốt nghiệp Vật lý Chương I: Dao động cơ Câu 47: Một chất điểm dao động điều hòa trên trục Ox với chu kỳ T. Vị trí cân bằng của chất điểm trùng với gốc tọa độ, khoảng thời gian ngắn nhất để nó đi từ vị trí có li độ x  A đến vị trí có li độ x  A. A là 2 T . 6 B. T . 4 C. T . 2 D. T . 3 Câu 48: Trong dao động điều hòa, vận tốc tức thời của vật dao động tại một thời điểm t luôn  so với li độ dao động. 4  C. lệch pha so với li độ dao động. 2 A. sớm pha B. cùng pha với li độ dao động. D. ngược pha với li độ dao động. Câu 49: Trong dao động điều hòa A. gia tốc biến đổi điều hòa cùng pha so với vận tốc. B. gia tốc biến đổi điều hòa ngược pha so với vận tốc. C. gia tốc biến đổi điều hòa sớm pha D. gia tốc biến đổi điều hòa trễ pha  so với vận tốc. 2  so với vận tốc. 2 Câu 50: Một con lắc lò xo treo thẳng đứng. Lò xo có độ cứng 20 N/m, vật treo có khối lượng m. Khi vật ở vị trí cân bằng lò xo dãn ra một đoạn 4 cm. Con lắc dao động điều hòa với biên độ 3 cm. Lực đàn hồi của lò xo có giá trị nhỏ nhất trong quá trình vật dao động là A. 2 N. B. 14 N. C. 0,2 N. D. 1,4 N. Câu 51: Một con lắc lò xo treo thẳng đứng. Lò xo có độ cứng 20 N/m, vật treo có khối lượng m. Khi vật ở vị trí cân bằng lò xo dãn ra một đoạn 4 cm. Con lắc dao động điều hòa với biên độ 3 cm. Lực đàn hồi của lò xo có giá trị lớn nhất trong quá trình vật dao động là A. 2 N. B. 14 N. C. 0,2 N. D. 1,4 N. Câu 52: Một con lắc lò xo gồm vật nặng có khối lượng m = 400g và lò xo có độ cứng k = 160 N/m. Vật dao động điều hòa theo phương thẳng đứng với biên độ 10 cm. Vận tốc của vật khi qua vị trí cân bằng có độ lớn là A. 4 m/s . B. 0 m/s. C. 2 m/s . D. 6,28 m/s. Câu 53: Con lắc lò xo dao động điều hòa theo phương ngang với biên độ A. Li độ của vật khi động năng bằng thế năng của lò xo là A 2 A 2 . 2 A 3 . 2 B. x  � . A. x  � C. x  � A 4 D. x  � . Câu 54: Tại cùng một vị trí địa lí, hai con lắc đơn có chu kỳ dao động riêng lần lượt là 1,5 s và 2 s. Chu kỳ dao động riêng của con lắc thứ ba có chiều dài bằng tổng chiều dài của hai con lắc nói trên là A. 0,5  s  . B. 1, 75  s  . C. 2,5  s  . D. 3,5  s  . Câu 55: Hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số, có các phương trình dao động � là: x1 = 3cosωt �� π� cm  � 4� dao động trên là A. 1 cm. GV: Đặng Văn Đà 11  � và x 2 = 4cosωt �+ � B. 7 cm. π� cm  � 4�  . Biên độ của dao động tổng hợp hai C. 5 cm. Email: [email protected] D. 12 cm. Trang: Tài liệu ôn thi tốt nghiệp Vật lý Chương I: Dao động cơ Câu 56: Một con lắc lò xo gồm một lò xo khối lượng không đáng kể, một đầu cố định và một đầu gắn với một viên bi nhỏ. Con lắc này đang dao động điều hòa theo phương nằm ngang. Lực đàn hồi của lò xo tác dụng lên viên bi luôn hướng A. theo chiều chuyển động của viên bi. B. theo chiều dương quy ước. C. về vị trí cân bằng của viên bi.D. theo chiều âm quy ước. Câu 57: Một con lắc đơn gồm một hòn bi nhỏ khối lượng m, treo vào một sợi dây không dãn, khối lượng sợi dây không đáng kể. Khi con lắc đơn này dao động điều hòa với chu kỳ 3 s thì hòn bi chuyển động trên một cung tròn dài 4 cm. Thời gian để hòn bi đi được 2 cm kể từ vị trí cân bằng là A. 0,5 s. B. 1,5 s. C. 0,25 s. D. 0,75 s. Câu 58: Một con lắc lò xo gồm một lò xo khối lượng không đáng kể, độ cứng k, một đầu cố định và một đầu gắn với một viên bi nhỏ khối lượng m. Con lắc này đang dao động điều hòa có cơ năng A. tỉ lệ với bình phương biên độ dao động. B. tỉ lệ nghịch với khối lượng m của viên bi. C. tỉ lệ với bình phương chu kỳ dao động. D. tỉ lệ nghịch với độ cứng k của lò xo. Câu 59: Một hệ dao động chịu tác dụng của ngoại lực tuần hoàn Fn  F0 sin10t thì xảy ra hiện tượng cộng hưởng. Tần số dao động riêng của hệ phải là A. 5 Hz . B. 10 Hz . C. 5 Hz . D. 10 Hz . Câu 60: Một con lắc lò xo gồm vật nặng có khối lượng 400 gam và lò xo có độ cứng 40 N/m. Con lắc này dao động điều hòa với chu kỳ bằng A.  s. 5 B. 1 s. 5π C. 5 s . D. 5 s. π Câu 61: Hai dao dộng điều hòa cùng phương, cùng tần số, có phương trình � � � � x1  6sin � t  � cm  và x 2  8sin � t  �   cm  . Dao động tổng hợp của hai dao động này � 3� � 6� có biên độ A. 10 cm. B. 2 cm. C. 7 cm. D. 14 cm. Câu 62: Trong dao động cơ học, khi nói về vật dao động cưỡng bức (giai đoạn đã ổn định), phát biểu nào sau đây là đúng? A. Biên độ của dao động cưỡng bức luôn bằng biên độ của ngoại lực tuần hoàn tác dụng lên vật. B. Chu kì của dao động cưỡng bức luôn bằng chu kì dao động riêng của vật. C. Biên độ của dao động cưỡng bức chỉ phụ thuộc vào tần số của ngoại lực tuần hoàn tác dụng lên vật. D. Chu kì của dao động cưỡng bức bằng chu kì của ngoại lực tuần hoàn tác dụng lên vật. � � � � 10t  �  cm  Câu 63: Hai dao động điều hòa cùng phương, có phương trình là x1  6cos � 4 � � � � 10t  �  cm  . Biên độ của dao động tổng hợp hai dao động trên bằng và x 2  8cos � 4 A. 10 cm. B. 2 cm. C. 14 cm. D. 12 cm. Câu 64: Một chất điểm dao động điều hòa trên đoạn thẳng AB. Khi qua vị trí cân bằng, vectơ vận tốc của chất điểm A. luôn có chiều hướng đến A. B. có độ lớn cực đại. GV: Đặng Văn Đà 12 Email: [email protected] Trang: Tài liệu ôn thi tốt nghiệp Vật lý C. bằng không. Chương I: Dao động cơ D. luôn có chiều hướng đến B. � � � � Câu 65: Hai dao động điều hòa cùng phương, có phương trình là x1  3cos �t  � cm  và 3 � � x 2  4cos � t  �  cm  . Hai dao động này � 3� 2 A. lệch pha nhau góc . 3 C. cùng pha nhau. B. ngược pha nhau. D. lệch pha nhau góc  . 3 Câu 66: Cho hai dao động điều hòa cùng phương có các phương trình lần lượt là   x1  4 cos(t  )(cm) và x 2  4 cos( t  )(cm) . Dao động tổng hợp của hai dao động này có 6 2 biên độ là A. 4 2 cm . B. 2 cm. C. 4 3 cm . D. 8 cm. Câu 67: Dao động tắt dần A. luôn có hại. B. có biên độ giảm dần theo thời gian. C. luôn có lợi. D. có biên độ không đổi theo thời gian. Câu 68: Một chất điểm dao động điều hòa trên trục Ox theo phương trình x  5cos 4t (x tính bằng cm, t tính bằng s). Tại thời điểm t = 5 s, vận tốc của chất điểm này có giá trị bằng A. 20 cm / s . B. 0 cm / s . C. 5 cm / s . D. 20 cm / s . Câu 69: Một vật nhỏ dao động điều hòa theo một trục cố định. Phát biểu nào sau đây đúng? A. Lực kéo về tác dụng vào vật không đổi. B. Li độ của vật tỉ lệ với thời gian dao động. C. Quỹ đạo chuyển động của vật là một đường hình sin. D. Quỹ đạo chuyển động của vật là một đoạn thẳng. Câu 70: Một con lắc lò xo gồm vật nhỏ khối lượng 400 g, lò xo khối lượng không đáng kể và có độ cứng 100N/m. Con lắc dao động điều hòa theo phương ngang. Lấy 2  10 . Dao động của con lắc có chu kỳ là A. 0,6 s. B. 0,4 s. C. 0,2 s. D. 0,8 s. Câu 71: Một con lắc đơn gồm quả cầu nhỏ khối lượng m được treo vào đầu một sợi dây mềm, nhẹ, không dãn, dài 64 cm. Con lắc dao động điều hòa tại nơi có gia tốc trọng trường g. Lấy g  2 (m / s 2 ) . Chu kỳ dao động của con lắc là A. 2 s. B. 1,6 s. C. 1 s. D. 0,5 s. Câu 72: Một chất điểm dao động điều hòa với chu kỳ 0,5  s  và biên độ 2 cm. Vận tốc của chất điểm tại vị trí cân bằng có độ lớn bằng A. 4 cm/s. B. 8 cm/s. C. 3 cm/s. D. 0,5 cm/s. Câu 73: Một con lắc đơn gồm sợi dây có khối lượng không đáng kể, không dãn, có chiều dài l và viên bi nhỏ có khối lượng m. Kích thích cho con lắc dao động điều hòa ở nơi có gia tốc trọng trường g. Nếu chọn mốc thế năng tại vị trí cân bằng của viên bi thì thế năng của con lắc này ở li độ góc  có biểu thức là A. mgl  3  2cos  . B. mgl  1  sin   . C. mgl  1  cos  . D. mgl  1  cos  . Câu 74: Khi đưa một con lắc đơn lên cao theo phương thẳng đứng (coi chiều dài của con lắc không đổi) thì tần số dao động điều hòa của nó sẽ GV: Đặng Văn Đà 13 Email: [email protected] Trang: Tài liệu ôn thi tốt nghiệp Vật lý Chương I: Dao động cơ A. tăng vì tần số dao động điều hòa của nó tỉ lệ nghịch với gia tốc trọng trường. B. giảm vì gia tốc trọng trường giảm theo độ cao. C. không đổi vì chu kỳ dao động điều hòa của nó không phụ thuộc vào gia tốc trọng trường. D. tăng vì chu kỳ dao động điều hòa của nó giảm. Câu 75: Một con lắc lò xo gồm vật có khối lượng m và lò xo có độ cứng k không đổi, dao động điều hòa. Nếu khối lượng m = 200 g thì chu kỳ dao động của con lắc là 2 s. Để chu kỳ con lắc là 1 s thì khối lượng m bằng A. 800 g. B. 200 g. C. 50 g. D. 100 g. Câu 76: Một vật nhỏ dao động điều hòa có biên độ A, chu kỳ T, ở thời điểm ban đầu t o = 0 vật đang ở vị trí biên. Quãng đường mà vật đi được từ thời điểm ban đầu đến thời điểm T là 4 A A. . 2 t B. 2A. C. A. D. A . 4 Câu 77: Tại một nơi, chu kỳ dao động điều hòa của một con lắc đơn là 2,0 s. sau khi tăng chiều dài của con lắc thêm 21 cm thì chu kỳ dao động điều hòa của nó là 2,2 s. Chiều dài ban đầu của con lắc này là A. 101 cm. B. 99 cm. C. 98 cm. D. 100 cm. Câu 78: Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về dao động cơ học? A. Biên độ dao động cưỡng bức của một hệ cơ học khi xảy ra hiện tượng cộng hưởng không phụ thuộc vào lực cản của môi trường. B. Tần số dao động cưỡng bức của một hệ cơ học bằng tần số của ngoại lực điều hòa tác dụng lên hệ ấy. C. Hiện tượng cộng hưởng xảy ra khi tần số của ngoại lực điều hòa bằng tần số dao động riêng của hệ. D. Tần số dao động tự do của một hệ cơ học là tần số dao động riêng của hệ ấy. Câu 79: Một vật dao động điều hòa dọc theo trục Ox, quanh vị trí cân bằng O với biên độ T , quãng đường lớn nhất mà vật có thể đi được là 4 3A . A. A. B. A 2. C. D. A 3. 2 Câu 80: Chất điểm có khối lượng m1  50 g dao động điều hòa quanh vị trí cân bằng của nó A và chu kỳ T. Trong khoảng thời gian � � � với phương trình dao động x1  sin �5t  � cm  . Chất điểm có khối lượng m 2  100 g dao 6 � động điều hòa quanh vị trí cân bằng của nó với phương trình dao động � � x 2  5sin � t  �  cm  . Tỉ số cơ năng trong quá trình dao động điều hòa của chất điểm m1 � 6� so với chất điểm m 2 bằng 1 1 A. 2. B. 1. C. . D. . 5 2 Câu 81: Một con lắc lò xo gồm viên bi nhỏ khối lượng m và lò xo khối lượng không đáng kể có độ cứng 10 N/m. Con lắc dao động cưỡng bức dưới tác dụng của ngoại lực tuần hoàn có tần số góc F . Biết biên độ của ngoại lực tuần hoàn không thay đổi. Khi thay đổi F thì GV: Đặng Văn Đà 14 Email: [email protected] Trang: Tài liệu ôn thi tốt nghiệp Vật lý Chương I: Dao động cơ biên độ dao động của viên bi thay đổi và khi F  10 rad / s thì biên độ dao động của viên bi đạt giá trị cực đại. Khối lượng m của viên bi bằng A. 10 gam. B. 40 gam. C. 100 gam. D. 120 gam. Câu 82: Cho hai dao động điều hòa cùng phương có phương trình dao động lần lượt là � � � � x1  3 3 sin � 5t  � cm  và x 2  3 3 sin � 5t  �   cm  . Biên độ dao động tổng hợp của 2� 2� � � hai dao động trên bằng A. 3 3 cm . B. 6 3 cm . C. 3 cm . D. 0 cm. Câu 83: Một con lắc lò xo gồm viên bi nhỏ có khối lượng m và lò xo khối lượng không đáng kể có độ cứng k, dao động điều hòa theo phương thẳng đứng tại nơi có gia tốc rơi tự do là g. Khi viên bi ở vị trí cân bằng, lò xo dãn một đoạn l . Chu kỳ dao động điều hòa của con lắc này là A. 2 g . l B. 2 l . g C. 1 m . 2 k D. 1 k . 2 m Câu 84: Một vật dao động điều hòa dọc theo trục Ox với phương trình x  Acost . Nếu chọn gốc tọa độ O tại vị trí cân bằng của vật thì gốc thời gian t = 0 là lúc vật A. qua vị trí cân bằng theo chiều dương của trục Ox. B. ở vị trí li độ cực đại thuộc phần dương của trục Ox. C. qua vị trí cân bằng O ngược chiều dương của trục Ox. D. ở vị trí li độ cực đại thuộc phần âm của trục Ox. Câu 85: Khi nói về một hệ dao động cưỡng bức ở giai đoạn ổn định, phát biểu nào dưới đây là sai? A. Tần số của hệ dao động cưỡng bức bằng tần số của ngoại lực cưỡng bức. B. Biên độ của hệ dao động cưỡng bức phụ thuộc vào tần số của ngoại lực cưỡng bức. C. Tần số của hệ dao động cưỡng bức luôn bằng tần số dao động riêng của hệ. D. Biên độ của hệ dao động cưỡng bức phụ thuộc biên độ của ngoại lực cưỡng bức. Câu 86: Dao động cơ học của con lắc vật lí trong đồng hồ quả lắc khi đồng hồ chạy đúng là dao động A. duy trì. B. tự do. C. cưỡng bức. D. tắt dần. Câu 87: Phát biểu nào sau đây là đúng khi nói về dao động tắt dần? A. Dao động tắt dần có biên độ giảm dần theo thời gian. B. Cơ năng của vật dao động tắt dần không đổi theo thời gian. C. Lực cản môi trường tác dụng lên vật luôn sinh công dương. D. Dao động tắt dần là dao động chỉ chịu tác dụng của nội lực. Câu 88: 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? T , vật đi được quãng đường bằng 0,5A. 8 T B. Sau thời gian , vật đi được quãng đường bằng 2A. 2 T C. Sau thời gian , vật đi được quãng đường bằng A. 4 A. Sau thời gian D. Sau thời gian T, vật đi được quãng đường bằng 4A. GV: Đặng Văn Đà 15 Email: [email protected] Trang: Tài liệu ôn thi tốt nghiệp Vật lý Chương I: Dao động cơ Câu 89: Tại nơi có gia tốc trọng trường là 9,8 m/ s 2 , một con lắc đơn dao động điều hòa với biên độ góc 6o . Biết khối lượng vật nhỏ của con lắc là 90 g và chiều dài dây treo là 1 m. Chọn mốc thế năng tại vị trí cân bằng, cơ năng của con lắc xấp xỉ bằng A. 6,8. 103 J. B. 3,8. 103 J. C. 5,8. 103 J. D. 4,8. 103 J. Câu 90: Một chất điểm dao động điều hòa có phương trình vận tốc là v = 4πcos2πt (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 = 4π cm/s. C. x = – 2 cm, v = 0. D. x = 0, v = – 4π cm/s. GV: Đặng Văn Đà 16 Email: [email protected] Trang: