Bài tập luyện thi THPT môn Vật lý: Dao động cơ học - Con lắc lò xo

Nội dung text: Bài tập luyện thi THPT môn Vật lý: Dao động cơ học - Con lắc lò xo

1. BÀI TẬP DAO ĐỘNG CƠ HỌC- CON LẮC LÒ XO 5 1. Một chất điểm dao động điều hòa theo phương trình x=-5cos(2 t- ) cm. Tìm 6 a. biên độ, tần số góc, chu kì, tần số, pha ban đầu, pha dao động khi t=0,25s. b. vận tốc ở VTCB, gia tốc ở 2 biên, vận tốc và gia tốc khi t= 1/6s; t=0,125s. 2. Một chất điểm dao động điều hòa theo phương trình x=-10cos10 t(cm).Tìm a. pha ban đầu, chiều dài quỹ đạo, amax ; vmax ; thời gian và quãng đường vật thực hiện đựoc 10 dao động b. li độ, vận tốc và gia tốc ở thời điểm 6s và ở thời điểm t = T/12 c. vận tốc và gia tốc tại vị trí x=5cm ; tìm tốc độ trung bình của vật trong 1 chu kì 3. Một vật dao động điều hòa, có quỹ đạo là một đoạn thẳng dài 10cm. Biên độ dao động của vật là A.10cm. B.5cm. C.2,5cm. D.7,5cm. 4. Một vật dao động điều hòa, có quãng đường đi được trong một chu kì là 16cm. Biên độ dao động của vật là A.4cm. B.8cm. C.16cm. D.2cm. 5. Vật dao động điều hòa với phương trình: x= 4cos 2 t (cm,s) thì quỹ đạo , chu kỳ và pha ban đầu lần lượt là: 4 A. 8 cm; 1s; 4 rad B. 4sin; 1s; - 4 rad C. 8 cm; 2s; 4 rad D. 8 cm; 2s;4 rad. 6. Cho dao động điều hòa x = 5cos( 7 t / 3) cm. Xác định biên độ, tần số góc và pha ban đầu A. A=5cm;  7 rad/s; / 3 B. A=5cm;  7 rad/s; / 3 C. A=5cm;  7 rad/s; / 3 D. Đáp số khác 7. Cho dao động điều hòa x = 5cos( 7 t / 3) cm. Xác định biên độ, tần số góc và pha ban đầu A. A=5cm;  7 rad/s; / 3 B. A=5cm;  7 rad/s; / 3 C. A=5cm;  7 rad/s; / 3 D. Đáp số khác 8. Cho dao động điều hòa x = 2cos2 (5 t / 3) cm. Xác định biên độ, tần số góc và pha ban đầu A. A=2cm;  5 rad/s; / 3 B. A=1cm;  10 rad/s; 2 / 3 C. A=4cm;  10 rad/s; / 3 D. Đáp số khác 9 : Một vật dao động theo phương trình x = 2cos(5 t + /6) + 1 (cm). Vị trí cân bằng của vật là A. x = 0 B. x = 1 C. x = -1 D. x = 3 10: Một vật dao động theo phương trình x = 3cos(5 t + /6) - 1 (cm). Vị trí cân bằng của vật là A. x = 0 B. x = 1 C. x = -1 D. x = 3 11: Một vật dao động theo phương trình x -3= 3cos(5 t + /6) (cm). Vị trí cân bằng của vật là A. x = 0 B. x = 1 C. x = -1 D. x = 3 12: Một chất điểm dao động điều hòa trên quỹ đạo có chiều dài 20cm và trong khoảng thời gian 3 phút nó thực hiện 540 dao động toàn phần. Tính biên độ và tần số dao động. A.10cm; 3Hz B.20cm; 1Hz C.10cm; 2Hz D.20cm; 3Hz 13 . Một vật dao động điều hòa với phương trình:x = 5cos 20t ( cm,s ). Vận tốc cực đại và gia tốc cực đại của vật là: A. 10 m/s; 200 m/s2 B. 10 m/s; 2 m/s2 C.100 m/s; 200 m/s2 D. 1 m/s; 20 m/s2 14 : Một chất điểm dao động điều hoà với chu kì 0,5π (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 15: Pittông của một động cơ đốt trong dao động điều hoà trong xilanh trên đoạn AB=16(cm) và làm cho trục khuỷu của động cơ quay với vận tốc 1200(vòng /phút). Bỏ qua mọi ma sát. Chu kỳ dao động và vận tốc cực đại của pittông là: 1 1 A. (s); 3,2 (m / s) B. 20(s); 63,2 (m / s) C. (s); 32 (m / s) D. 20(s); 32 (m / s) 20 20 16: Một dao động điều hòa với tần số góc  20 rad/s, dao động điều hoà với biên độ A = 6cm. Chọn gốc thời gian lúc vật đi qua vị trí cân bằng. Quãng đường vật đi được trong s đầu tiên là: A. 6cm. B. 24cm. C. 9cm. D. 12cm. 10 19. Một chất điểm dao động điều hòa theo phương trình x=5cos(2 t) cm, tọa độ của vật tại thời điểm t=1,5s là : A. x=1,5cm B. x=-5cm C. x=5cm D. x=0cm
2. 20. Một chất điểm dao động điều hòa theo phương trình x=6cos(4 t) cm, vận tốc của vật tại thời điểm t=7,5s là : A. v=0 B. v=75,4cm/s C. v=-75,4cm/s D. v=6cm/s 22. Một vật dao động điều hòa với biên độ 5cm. Khi vật có li độ là 3cm thì vận tốc của nó có độ lớn là 2m/s. Tần số góc của dao động là A.2500 rad/s B. 2500 rad/s C. 50 rad/s D. 50 rad/s 23. Một vật dao động điều hòa với tần số góc 20 rad/s. Khi vật có vận tốc bằng 0,8 m/s thì li độ của nó là 3cm. Gia tốc cực đại của vật là: A. 100cm/s2 B. 80 cm/s2 C. 20 cm/s2 D. 16 cm/ s2 24: Một vật dao động điều hòa với chu kì T = 3,14s. Xác định pha dao động của vật khi nó qua vị trí x = 2cm với vận tốc v = 0,04m/s. A. 0 B. rad C. rad D. rad 4 6 3 25. Một chất điểm chuyển động trên đoạn thẳng có tọa độ và gia tốc liên hệ với nhau bởi biểu thức: a = - 25x ( cm/s 2 ). Chu kỳ và tần số góc của chất điểm là: a/ 1,256 s; 25 rad/s b/ 1 s ; 5 rad/s c/ 2 s ; 5 rad/s d/ 1,256 s ; 5 rad/s 26: Mét vËt dao ®éng ®iÒu hßa trªn trôc Ox, xung quanh vÞ trÝ c©n b»ng lµ gèc täa ®é. Gia tèc cña vËt phô thuéc vµo li ®é x theo ph­¬ng tr×nh: a = -400 2x. sè dao ®éng toµn phÇn vËt thùc hiÖn ®­îc trong mçi gi©y lµ A. 20. B. 10. C. 40. D. 5. 27: Một vật dao động điều hòa trên quỹ đạo dài 40cm. Khi ở vị trí x = 10cm vật có vận tốc 20 3cm / s . Chu kì dao động của vật là: A. 1s B. 0,5s C. 0,1s D. 5s 28: Một vật dao động điều hoà dọc theo trục OX vận tốc của vật khi qua vị trí cân bằng là 62,8 cm/s và gia tốc cực đại là 2 m/s2. Lấy 2=10. Biên độ và chu kỳ dao động của vật là: A. A=1cm; T=0,1 s; B. A=2 cm; T=0,2 s C. A=20 cm; T=2 s; D. A=10 cm; T=1 s 29. Một vật dao động điều hoà khi có li độ x1 2cm thì vận tốc v1 4 3 cm, khi có li độ x2 2 2cm thì có vận tốc v2 4 2 cm. Biên độ và tần số dao động của vật là: A. 4cm và 1Hz.B. 8cm và 2Hz.C. và 2Hz.D. # 4 2cm 30. Vật dao động điều hòa có phương trình: x = 4cos t ( cm, s ). Tốc độ trung bình trong 1 chu kỳ là: a, 4 cm/s b, 4 cm/s c, 8 cm/s d, 8 cm/s 31: Một vật dao động điều hoà theo phương trình x = 4cos(6πt + )cm. Vận tốc của vật đạt gia trị 12πcm/s khi vật đi qua ly 6 độ: A.-23 cm B. 2cmC. 2 cm 3 D.+2 cm 3 32 (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 33. Một vật dđđh với phương trình x = 4cos(6πt + )cm. Những thời điểm vật có li độ 2cm là : 6 1 k 1 k 1 k A. (s) B. (s) C. - (s) D.# 36 3 6 3 36 3 34. Vật dao động điều hòa có phương trình: x = 5sin t ( cm, s ). Vật qua vị trí cân bằng lần thứ 3 vào thời điểm: 2 a/ 4,5 s b/ 2 s c/ 6 s d/ 2,4 s 35. Vật dao động điều hòa có phương trình: x = 4sin 2 t ( cm, s ). Vật đến biên điểm dương B ( +4 ) lần thứ 5 vào 2 thời điểm: a/4,5 s b/ 2,5 s c/ 0,5 s d/ 2 s 36. Vật dao động điều hòa có phương trình: x = 6sin t ( cm, s ). Thời gian vật đi từ vị trí cân bằng đến lúc qua điểm M ( x M 61 9 13 25 = 3 cm ) lần thứ 5 là: a, s b, s c, s d, s 6 5 6 6 38. Một chất điểm dao động điều hòa theo phương trình x=Acos t với t đo bằng s. Kể từ lúc t=0, chất điểm đi qua vị trí có li độ x=A/2 lần thứ hai vào thời điểm A. 5/3 s B. 1/3 s C. 1 s D. 7/3 s
3. 4 39. Một vật dao đọng điều hòa theo phương trình x=Acos t , với x đo bằng cm, t đo bằng s. Tại thời điểm nào nêu dưới 3 đây, vận tốc của vật có độ lớn bằng một nửa độ lớn của vận tốc cực đại? A. 0.25 s B. 0,375 s C. 0,125 s D. 0,75 s II. CON LẮC LÒ XO 1. Một con lắc lò xo ( m=100g; k=40N/m). Kéo vật nặng lệch khỏi VTCB 5cm rồi buông tay. Tìm tần số góc, chu kì, tần số, biên độ, vận tốc cực đại, gia tốc cực đại, vận tốc và gia tốc tại li độ 3cm. 2. Một con lắc lò xo dao động điều hòa với chu kì T=0,5s, khối lượng của quả nặng là m=400g (lấy 2=10). Độ cứng của lò xo là : A. k=0,156N/m B. k=32N/m C. k=64N/m D. k=6400N/m 3. Con lắc lò xo làm 15 dao động mất 7,5 s. Chu kỳ dao động là: a/ 0,5 s b/ 0,2 s c/ 1 s d/ 1,25 s 4(CĐ 2007): Một con lắc lò xo gồm vật có khối lượng m và lò xo có độ cứng k không đổi, dao động điều hoà. Nếu khối lượng m = 200 g thì chu kì dao động của con lắc là 2 s. Để chu kì con lắc là 1 s thì khối lượng m bằng A. 200 g. B. 100 g. C. 50 g. D. 800 g. 5. Khi đi qua vị trí cân bằng, hòn bi của 1 con lắc lò xo có vận tốc 10 cm/s. Lúc t = 0, hòn bi ở biên điểm B’ (xB’ = - A ) và có gia tốc 25 cm/s2. Biên độ và pha ban đầu của con lắc là: A. 5 cm ; - /2 rad B. 4 cm ; 0 rad C. 4 cm ; - /2 rad D. 2 cm ; rad 6: 2 con lắc lò xo dao động điều hòa. Chúng có độ cứng của các lò xo bằng nhau, nhưng khối lượng các vật hơn kém nhau 90g. trong cùng 1 khoảng thời gian con lắc 1 thực hiện được 12 dao động, con lắc 2 thực hiện được 15 dao động. khối lượng các vật của 2 con lắc là: A.250g và 160gB.270g và 180gC.450g và 360g D.210g và 120g 7: Lần lượt gắn hai quả cầu có khối lượng m1 và m2 vào cùng một lò xo, khi treo m1 hệ dao động với chu kì T1 = 0,6s. Khi treo m2 thì hệ dao động với chu kì T2 0,8s . Tính chu kì dao động của hệ nếu đồng thời gắn m1 và m2 vào lò xo trên. A. T = 0,2s B. T = 1s C. T = 1,4s D. T = 0,7s 8. Khi gắn quả nặng m 1 vào một lò xo, nó dao động với chu kì T 1=2s. Khi gắn quả nặng m 2 vào một lò xo, nó dao động với chu kì T2=1,6s. Khi gắn vật m = m1 - m2 vào lò xo đó thì chu kì dao động của chúng là : A. T=1,2s B. T=0,4s C. T=2,6s D. T=3,6s 9. Khi mắc vật m vào lò xo k1 thì vật m dao động với chu kì T1=0,6s, khi mắc vật m vào lò xo k2 thì vật m dao động với chu kì T2=0,8s. Khi mắc vật m vào hệ hai lò xo k1 song song với k2 thì chu kì dao động của m là : A. T=0,48s B. T=0,70s C. T=1,00s D. T=1,40s 10. Hai lò xo L1và L2 có độ cứng là 16 N/,m và 25 N/m. Một đầu của L 1 gằn chặt vào O1; một đầu của L2 gắn chặt vào O2, 2 đầu còn lại của 2 lò xo đặt tiếp xúc voài vật nặng m = 1 kg. ở vị trí cân bằng, các lò xo không biến dạng. Chu kỳ dao động của hệ là: ( lấy = 3,14 ) a/ 1,4 s b/ 2 s c/ 1,5 s d/ 2,5 s 11. Hai con lắc lò xo có cùng khối lượng m, độ cứng k 1 và k2, có chu kỳ tương ứng là 0,3s và 0,4s. Ghép nối tiếp 2 lò xo của 2 con lắc trên rồi gắn vật m. Khi đó chu kỳ của con lắc mới là: a/ 0,7 s b/ 0,35 s c/ 0,5 s d/ 1 s 12. Một lò xo có đọ cứng k, được cắt làm 2 đoạn có chiều dài là l1 và l2 với l1 = 2l2. độ cứng của 2 lò xo là a/ 2k ; 1k b/ 1,5k ; 3k c/ 4k ; 2k d, 4k ; 3k 13: Ba vật m1 = 400g, m2 = 500g và m3 = 700g được móc nối tiếp nhau vào một lò xo (m1 nối với lò xo, m2 nối với m1, và m3 nối với m2). Khi bỏ m3 đi, thì hệ dao động với chu kỳ T1=3(s). Hỏi chu kỳ dao động của hệ khi chưa bỏ m3 đi (T) và khi bỏ cả m3 và m2 đi (T2) lần lượt là bao nhiêu: A. T=2(s), T2=6(s) B. T= 4(s), T2=2(s) C. T=2(s), T2=4(s) D. T=6(s), T2=1(s) 14. Con lắc lò xo ngang dao động với biên độ A=8cm, chu kì T=0,5s, khối lượng của vật là m=0,4kg (lấy 2=10). Giá trị cực đại của lực đàn hồi tác dụng vào vật là : A. Fmax=525N B. Fmax=5,12N C. Fmax=256N D. Fmax=2,56N 15. Một vật khối lượng m=100 g dao động điều hòa với biên độ bằng 5 cm và tần số góc là 30 rad/s. Lực kéo có độ lớn cực đại là: A. 0,15N B. 4,5N C.0,225N D.0.45N T 16. Con l¾c lß xo khèi l­îng m = 500g dao ®éng víi ph­¬ng tr×nh x= 4cos10t ( cm, s ). Vµo thêi ®iÓm t = . Lùc t¸c dông 12 vµo vËt cã c­êng ®é: a, 2 N b, 1 N c, 4 N D,đáp số khác 17. Khi treo vật m vào đầu 1 lò xo, lò xo giãn ra thêm 10 cm ( lâý g = 10 m/s2 ). Chu kỳ dao động của vật là: a/ 0,314 s b/ 0.15 s c/ 1 s d/ 7 s 18: Một con lắc lò xo treo thẳng đứng dao động với biên độ 4cm, chu kỳ 0,5s. Khối lượng quả nặng 400g. Lấy π2 = 10, cho g = 10m/s2. a) Giá trị của lực đàn hồi cực đại tác dụng vào quả nặng: A. 6,56N B. 2,56N. C. 256N. D. 656N b) Giá trị của lực đàn hồi cực tiểu tác dụng vào quả nặng: A. 6,56N B. 0 N. C. 1,44N. D. 65N