Đề cương ôn thi THPT Quốc gia môn Vật lý - Chủ đề 1: Đại cương dao động điều hòa

18 trang thaodu 4640

Download

Bạn đang xem tài liệu "Đề cương ôn thi THPT Quốc gia môn Vật lý - Chủ đề 1: Đại cương dao động điều hòa", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

de_cuong_on_thi_thpt_quoc_gia_mon_vat_ly_chu_de_1_dai_cuong.pdf

Nội dung text: Đề cương ôn thi THPT Quốc gia môn Vật lý - Chủ đề 1: Đại cương dao động điều hòa

Cô Hòa : zalo 0356222034 – hoa211191@gmail.com CHỦ ĐỀ 1: ĐẠI CƢƠNG DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA I. TÓM TẮT LÝ THUYẾT 1. Chu kì, tần số, tần số góc: 2 t  2; fT (t là thời gian để vật thực hiện n dao động) Tn 2. Dao động A. Dao động cơ: Chuyển động qua lại quanh một vị trí đặc biệt, gọi là vị trí cân bằng. B. Dao động tuần hoàn: Sau những khoảng thời gian bằng nhau gọi là chu kỳ, vật trở lại vị trí cũ theo hướng cũ. C. Dao động điều hòa: là dao động trong đó li độ của vật là một hàm cosin (hay sin) theo thời gian. 3. Phƣơng trình dao động điều hòa (li độ): x A.cos  t + x: Li độ, đo bằng đơn vị độ dài cm hoặc m + A xmax :Biên độ (luôn có giá trị dương) + Quỹ đạo dao động là một đoạn thẳng dài L = 2A. +  rad / s : tần số góc; rad : pha ban đầu; t : pha của dao động + x A, x 0 max min 4. Phƣơng trình vận tốc: v x  Asin  t r + v luôn cùng chiều với chiều chuyển động (vật chuyển động theo chiều dương thì v0 , theo chiều âm thì v0 ). + v luôn sớm pha so với x. 2 r Tốc độ: là độ lớn của vận tốc vv + Tốc độ cực đại vA  khi vật ở vị trí cân bằng x0 . max + Tốc độ cực tiểu v0 khi vật ở vị trí biên x A . min 5. Phƣơng trình gia tốc a v 22 Acos  t  x r + a có độ lớn tỉ lệ với li độ và luôn hướng về vị trí cân bằng. + a luôn sớm pha so với v; a và x luôn ngược pha. 2 + Vật ở VTCB: x 0; v A.  ; a 0 max min + Vật ở biên: x A; v 0; v A 2 min max 6. Hợp lực tác dụng lên vật (lực hồi phục) r + F có độ lớn tỉ lệ với li độ và luôn hướng về vị trí cân bằng. + Dao động cơ đổi chiều khi hợp lực đạt giá trị cực đại. Trang 1
2 + Fhp max kA m  A : tại vị trí biên. + Fhp min 0 : tại vị trí cân bằng. 7. Các hệ thức độc lập 2 2 2 a) đồ thị của (v, x) là đường elip x v 22 v a) 1 A x aA  b)a 2 x b) đồ thị của (a, x) là đoạn thẳng đi qua gốc tọa độ 22 22 c) đồ thị của (a, v) là đường eỉip a v 2 a v c) 2 1 A 4 2 AA    d)F k.x d) đồ thị của (F, x) là đoạn thẳng đi qua gốc tọa độ 22 22e) đồ thị của (F, v) là đường elip F v 2 F v e) 1 A 2 4 2 kA A m   Chú ý: Với hai thời điểm t12 ,t vật có các cặp giá trị x11 ,v và x22 ,v thì ta có hệ thức tính A & T như sau: v2 v 2 x 2 x 2  2 1 T2 1 2 2 2 2 2 2 2 2 2 x2 x 2 v 2 v 2 x1 v 1 x 2 v 2 x 1 x 2 v 2 v 1 1 2 2 1 2 2 2 AAAAAA    2 2 2 2 2 2 v1 x 1 v 2 x 2 v 1 Ax 1 22  vv21 Sự đổi chiều các đại lượng: rr Các vectơ a,F đổi chiều khi qua VTCB. r Vectơ v đổi chiều khi qua vị trí biên. Khi đi từ vị trí cân bằng O ra vị trí biên: rr Nếu av↑↓ chuyển động chậm dần. Vận tốc giảm, ly độ tăng động năng giảm, thế năng tăng độ lớn gia tốc, lực kéo về tăng. Khi đi từ vị trí biên về vị trí cân bằng O rr Nếu av↑↑ chuyển động nhanh dần. Vận tốc tăng, ly độ giảm động năng tăng, thế năng giảm độ lớn gia tốc, lực kéo về giảm. Ở đây không thể nói là vật dao động nhanh dần “đều” hay chậm dần “đều” vì dao động là loại chuyển động có gia tốc a biến thiên điều hòa chứ không phải gia tốc a là hằng số. CÁC VÍ DỤ ĐIỂN HÌNH Ví dụ 1: Một vật dao động với phương trình x 5cos 4 t cm. Tại thời điểm t = ls hãy xác định li 6 độ của dao động. Trang 2
A. 2,5cm B. 5cm C. 2,5 3cm D. 2,5 2cm Giải Tại t= 1s ta có t 4 rad 6 3 x 5cos 4 5cos 5. 2,5 3cm 6 6 2 Chọn đáp án C Ví dụ 2: Chuyển các phương trình sau về dạng cos.  A. x 5cos 3 t cm x 5cos 3 t 5cos 3 t cm 3 3 3 B. x 5sin 4 t cm. 6 2 x 5cos 4 t cm 5cos 4 t 5cos 4 t cm. 6 2 6 2 3 Ví dụ 3: Một vật dao động điều hòa với tần số góc  10rad / s , khi vật có li độ là 3 cm thì tốc độ là 40cm / s . Hãy xác định biên độ của dao động? A. 4cm B. 5cm C. 6cm D. 3cm Giải v22 40 Ta có: A x22 3 5cm 2210 Chọn đáp án B Ví dụ 4: Một vật dao động điều hòa với biên độ A 5cm, khi vật có li độ 2,5cm thì tốc độ của vật là 5 3cm / s . Hãy xác định vận tốc cực đại của dao động? A. 10m / s B. 8m / s C. 10cm / s D. 8cm / s Giải 2 2 xv Ta có: 1 vmax 10cm / s Av max Chọn đáp án C II. BÀI TẬP A. KHỞ I ĐÔṆ G: NHÂṆ BIẾ T Bài 1: Đối với dao động cơ điều hòa của một chất điểm thì khi chất điểm đi đến vị trí biên nó có A. tốc độ bằng không và gia tốc cực đại. B. tốc độ bằng không và gia tốc bằng không. C. tốc độ cực đại và gia tốc cực đại. D. tốc độ cực đại và gia tốc bằng không. Bài 2: Đồ thị biểu diễn sự biến thiên của vận tốc theo li độ trong dao động điều hoà có dạng A. đường hyperbol. B. đường parabol. C. đường thẳng. D. đường elip. Bài 3: Vận tốc và gia tốc của dao động điều hòa thỏa mãn mệnh đề nào sau đây? A. Ở vị trí biên thì vận tốc triệt tiêu, gia tốc triệt tiêu. Trang 3
B. Ở vị trí biên thì vận tốc cực đại, gia tốc triệt tiêu. C. Ở vị trí cân bằng thì vận tốc cực đại, gia tốc cực đại. D. Ở vị trí cân bằng thì vận tốc cực đại, gia tốc triệt tiêu. Bài 4: Khi vật dao động điều hoà, đại lượng nào sau đây thay đổi? A. Thế năng. B. Vận tốc. C. Gia tốc. D. Cả 3 đại lượng trên. Bài 5: Một chất điểm dao động điều hòa với phương trình x 2sin t cm . Pha ban đầu của dao 2 động trên là  A. rad. B. rad. C. rad. D. 0. 2 2 Bài 6: Chọn hệ thức sai về mối liên hệ giữa x,A,v, trong dao động điều hòa v2 A. v2 x 2 A 2  2 B. xA22 2 v2 C. Ax22 D. v2  2 A 2 x 2 2 Bài 7: Một vật dao động điều hòa đang chuyển động từ vị trí cân bằng đến vị trí biên âm thì A. vận tốc ngược chiều với 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 gia tốc cùng giảm. 5 Bài 8: Cho một chất điểm dao động điều hòa với phương trình: x 3sin  t cm . Pha ban đầu của 6 dao động nhận giá trị nào sau đây 2  A. rad. B. rad 3 3  C. rad D. Không thể xác định được. 6 Bài 9: Gia tốc của vật dao động điều hoà bằng 0 khi A. hợp lực tác dụng vào vật bằng 0 B. không có vị trí nào có gia tốc bằng 0 C. vật ở hai biên D. vật ở vị trí có vận tốc bằng 0 Bài 10: Đồ thị biểu diễn sự biến thiên của gia tốc theo li độ trong dao động điều hoà có dạng A. đoạn thẳng. B. đường hình sin. C. đường thẳng. D. đường elip. Bài 11: Trong phương trình dao động điều hoà x Acos  t . Chọn đáp án phát biểu sai A. Biên độ A không phụ thuộc vào gốc thời gian. B. Pha ban đầu không phụ thuộc vào gốc thời gian. C. Tần số góc phụ thuộc vào các đặc tính của hệ. D. Biên độ A phụ thuộc vào cách kích thích dao động. Bài 12: Gia tốc trong dao động điều hoà A. đạt giá trị cực đại khi qua vị trí cân bằng. B. luôn luôn không đổi. Trang 4
T C. biến đổi theo hàm sin theo thời gian với chu kì . 2 D. luôn luôn hướng về vị trí cân bằng và tỉ lệ với li độ. Bài 13: Nhận xét nào dưới đây về ly độ của hai dao động điều hoà cùng pha là đúng? A. Luôn bằng nhau. B. Luôn trái dấu. C. Luôn cùng dấu. D. Có li độ bằng nhau nhưng trái dấu. Bài 14: Vật dao động điều hoà có tốc độ bằng không khi vật ở vị trí A. có li độ cực đại. B. mà lực tác động vào vật bằng không. C. cân bằng. D. mà lò xo không biến dạng. Bài 15: Biết pha ban đầu của một vật dao động điều hòa, ta xác định được A. cách kích thích dao động. B. chu kỳ và trạng thái dao động. C. chiều chuyển động của vật lúc ban đầu. D. quỹ đạo dao động. B. TĂNG TỐ C: THÔNG HIỂ U Bài 1: Phương trình vận tốc của vật là v A  cos  t . Phát biểu nào sau đây là đúng? A. Gốc thời gian lúc vật đi qua VTCB theo chiều dương. B. Gốc thời gian lúc vật có li độ x = A. C. Gốc thời gian lúc vật có li độ x = -A. D. Cả A và B đều đúng. Bài 2: Chọn hệ thức đúng liên hệ giữa x,A,v, trong dao động điều hòa v2 x2 A. xA22 B. xv22 2 2 C. v2  2 A 2 x 2 D. v2  2 x 2 A 2 Bài 3: Một vật dao động điều hòa, trong 1 phút thực hiện được 30 dao động toàn phần. Quãng đường mà vật di chuyển trong 8s là 64 cm. Biên độ dao động của vật là A. 2 cm. B. 3 cm. C. 4 cm. D. 5 cm. Bài 4: Trong dao động điều hòa, li độ, vận tốc và gia tốc là ba đại lượng biến thiên tuần hoàn theo thời gian và có A. cùng biên độ. B. cùng tần số. C. cùng pha ban đầu. D. cùng pha. Bài 5: Chọn đáp án ĐÚNG. Một vật dao động điều hoà, có quãng đường đi được trong một chu kỳ là 32 cm. Biên độ dao động của vật là A. 8 cm. B. 4 cm. C. 16 cm. D. 2 cm. Bài 6: Pha của dao động được dùng để xác định A. trạng thái dao động. B. biên độ dao động. C. chu kì dao động. D. tần số dao động. Bài 7: Gia tốc tức thời trong dao động điều hòa biến đổi Trang 5
A. lệch pha so với li độ. 4 B. ngược pha với li độ. C. lệch pha vuông góc so với li độ. D. cùng pha với li độ. Bài 8: Trong dao động điều hoà, vận tốc tức thời biến đổi A. cùng pha với li độ. B. ngược pha với li độ C. lệch pha so với li độ. D. lệch pha so với li độ. 2 3 Bài 9: Khi một vật dao động điều hòa thì: A. Vận tốc và li độ cùng pha. B. Gia tốc và li độ cùng pha. C. Gia tốc và vận tốc cùng pha. D. Gia tốc và li độ ngược pha. Bài 10: Một con lắc đơn có chiều dài l, dao động điều hoà tại một nơi có gia tốc rơi tự do g, với biên độ góc 0 . Khi vật đi qua vị trí có ly độ góc , nó có vận tốc là V. Khi đó, ta có biểu thức: v2 A. 22 B. 2 2 glv 2 gl 0 0 v2 vg2 C. 22 D. 22 0 2 0 l Bài 11: Gia tốc tức thời trong dao động điều hòa biến đổi: A. Cùng pha với li độ. B. Vuông pha so với vận tốc. C. Lệch pha vuông góc so với li độ. D. Lệch pha so với li độ. 4 Bài 12: Đối với dao động cơ điều hoà của một chất điểm thì khi chất điểm đi qua vị trí biên thì nó có vận tốc A. cực đại và gia tốc cực đại. B. cực đại và gia tốc bằng không. C. bằng không và gia tốc bằng không. D. bằng không và gia tốc cực đại. C. BƢ́ T PHÁ : VÂṆ DUṆ G Bài 1: Một vật dao động điều hoà dọc theo trục Ox, vận tốc của vật khi qua VTCB là 62,8 cm/s và gia tốc cực đại là 2m / s2 . Lấy 2 10. Biên độ và chu kì dao động của vật là: A. A 10cm;T 1s. B. A 1cm;T 0,1s. C. A 2cm;T 0,2s. D. A 20cm;T 2s. Bài 2: Vật dao động điều hoà với biên độ A 5cm, tần số f 4Hz. Vận tốc vật khi có li độ x 3cm là: A. v 2 cm / s B. v 16 cm / s C. v 32 cm / s D. v 64 cm / s Bài 3: Một vật dao động điều hoà với biên độ 4 cm. Khi nó có li độ là 2 cm thì vận tốc là 1 m/s. Tần số dao động là: A. 1 Hz. B. 3 Hz. C. 1,2 Hz. D. 4,6 Hz. Bài 4: Một chất điểm thực hiện dao động điều hoà với chu kỳT 3,14s và biên độ A 1m . Khi điểm chất điểm đi qua vị trí cân bằng thì vận tốc của nó bằng Trang 6
A. 0,5m / s B. 2m / s C. 1m / s D. 3m / s Bài 5: Một vật dao động điều hòa với phương trình x 2cos 20t . Vận tốc của vật tại thời điểm ts 8 là A. 4 cm/s. B. -40 cm/s. C. 20 cm/s. D. 1m/s. Bài 6: Một vật dao động điều hoà theo phương trình x 4cos 5 t cm. Vận tốc và gia tốc của vật ở 2 thời điểm t = 0,5s là : A. 10 3cm / s và 5022 cm / s B. 0cm / s và 22m / s C. 10 3cm / s và 50 22 cm / s D. 10 cm / s và 50 322 cm / s Bài 7: Một vật dao động điều hoà theo phương trình x 4cos  t cm. Vận tốc và gia tốc của vật ở 6 thời điểm t = 2s là: A. 14 cm / s và 9822 cm / s B. 14 cm / s và 3 22 cm / s C. 14 3cm / s và 98 22 cm / s D. 14cm / s và 98 3 22 cm / s Bài 8: Một vật dao động điều hoà theo phương trình x 8cos 2 t cm. Vận tốc và gia tốc của vật 2 khi vật đi qua ly độ 43cm là A. 8 cm / s và 16 22 3cm / s B. 8 cm / s và 16 22 cm / s C. 8 cm / s và 1622 3cm / s D. và 622 3cm / s Bài 9: Một con lắc lò xo gồm vật nặng có khối lượng 0,2 kg và lò xo có độ cứng 80 N/m. Con lắc lò xo dao động điều hòa với biên độ 3cm. Tốc độ cực đại của vật nặng bằng: A. 0,6 m/s. B. 0,7 m/s. C. 0,5 m/s. D. 0,4m/s. Bài 10: Xét một vật dao động điều hoà với biên độ A, tần số góc . Hệ thức nào sau đây là không đúng cho mối liên hệ giữa tốc độ V và gia tốc a trong dao động điều hoà đó? 2 22 2 2 2 a 2 va A. vA  4 B. A 24   Aa22 C.  2 D. a2  4 A 2 v 2  2 v2 Bài 11: Một con lắc đơn khối lượng m dao động điều hoà với biên độ góc o . Biểu thức tính tốc độ chuyển động của vật ở li độ là: Trang 7
2 2 2 2 2 2 A. v gl 0 B. v 2gl 0 2 2 2 2 2 2 C. v 3gl 3 0 2 D. v gl 0 Bài 12: Một vật dao động điều hoà có biên độ 4 cm, tần số góc 2 rad / s. Khi vật đi qua ly độ 2 3cm thì vận tốc của vật là: A. 4 cm / s B. 4 cm / s C. 4 cm / s D. 8 cm / s Bài 13: Một vật dao động điều hòa có phương trình x 2cos 2 t cm,s . Gia tốc của vật lúc 6 t 0,25s là ( lấy 2 10): A. 40 cm / s2 B. 40 cm / s2 C. 40 cm / s2 D. 4 cm / s2 Bài 14: Vật m dao động điều hòa với phương trình: x 20cos2 t cm . Gia tốc tại li độ 10 cm là: A. 4m / s2 B. 2m / s2 C. 9,8m / s2 D. 10m / s2 Bài 15: Một vật dao động điều hoà, khi vật có li độ 4cm thì vận tốc là 30 cm / s , còn khi vật có li độ 3cm thì vận tốc là 40 cm / s . Biên độ và tần số của dao động là: A. A 5cm,f 5Hz B. A 12cm,f 12Hz C. A 12cm,f 10Hz D. A 10cm,f 10Hz D. VỀ ĐÍCH: VÂṆ DUṆ G CAO Bài 1: Một con lắc lò xo gắn với vật nặng khối lượng m = 100 g đang dao động điều hòa. Vận tốc của vật khi qua vị trí cân bằng là 31,4cm / s và gia tốc cực đại của vật là 4m / s2 . Lấy 2 10. Độ cứng của lò xo là: A. 16N / m B. 6,25N / m C. 160N / m D. 625N / m 1 Bài 2: Tại thời điểm khi vật thực hiện dao động điều hoà với vận tốc bằng vận tốc cực đại. Vật xuất 2 hiện tại li độ bằng bao nhiêu? 3 A A A. A B. A2 C. D. 2 3 2 Bài 3: 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. rad B. rad C. rad D. rad 3 4 6 4 Bài 4: Một vật dao động điều hoà trên đoạn thẳng dài 10 cm. Khi pha dao động bằng thì vật có vận tốc 3 v 5 3cm / s . Khi qua vị trí cân bằng vật có vận tốc là: Trang 8
A. 5 cm / s B.  cm / s C.  cm / s D.  cm / s 22 Bài 5: Dao động điều hoà có vận tốc cực đại vmax 8 cm / s và gia tốc cực đại amax 16 cm / s thì tần số góc của dao động là: A. rad / s B.  rad / s C. rad / s D. 2 Hz 2 Bài 6: Một con lắc lò xo thực hiện dao động điều hòa với biên độ A dọc theo trục Ox. Tại vị trí có li độ x1 thì độ lớn vận tốc vật là v1 , tại vị trí có li độ x 2 thì vận tốc vật là v2 có độ lớn được tính: 22 22 1 A x2 Ax 1 A. v2 22 B. vv21 22 v11 A x Ax 2 22 22 1 A x2 Ax 2 C. v2 22 D. vv21 22 2v11 A x Ax 1 Bài 7: Một con lắc đơn gồm một quả cầu nhỏ, khối lượng m 0,05kg treo vào đầu một sợi dây dài l 1m, ở nơi có gia tốc trọng trường g 9,81m / s2 . Bỏ qua ma sát. Con lắc dao động quanh vị trí cân bằng với góc lệch cực đại của dây treo so với phương thẳng đứng là ao  30 . Vận tốc của vật tại vị trí cân bằng là A. v 1,62m / s B. v 2,63m / s C. v 4,12m / s D. v 0,412m / s Bài 8: Một vật dao động điều hoà dọc theo trục Ox, tại thời điểm t1 vật có li độ x1 10 3cm và vận 2 tốc v1 10 cm / s tại thời điểm t 2 vật có li độ x 10 2cm và vận tốc v2 10 2cm / s . Lấy 10. Biên độ và chu kì dao động của vật là: A. A 10cm;T 1s B. A 1cm;T 0,1s C. A 2cm;T 0,2s D. A 20cm;T 2s Bài 9: Một vật dao động điều hoà theo phương trình x 5cos 2 t cm . Vận tốc và gia tốc của vật 3 17 khi pha dao động của vật có giá trị bằng rad là: 6 A. 27,2cm / s và 98,7cm / s2 B. 5 cm / s và C. 31cm / s và 30,5cm / s2 D. và 30,5cm / s2 Bài 10: Một con lắc đơn gồm một vật nhỏ được treo vào đầu dưới của một sợi dây không giãn, đầu trên của sợi dây được buộc cố định. Bỏ qua ma sát và lực cản của không khí. Kéo con lắc lệch khỏi phương thẳng đứng một góc 0,1 rad rồi thả nhẹ. Tỉ số giữa độ lớn gia tốc của vật tại vị trí cân bằng và độ lớn gia tốc tại vị trí biên bằng: A. 0,1 B. 0 C. 10 D. 5,73 Bài 11: Một con lắc đơn dao động điều hòa tại một nơi có g 10m / s2 , chiều dài dây treo là l 1,6m với biên độ góc 0,1rad / s thì khi đi qua vị trí có li độ góc o vận tốc có độ lớn là: o 2 Trang 9
A. 10 3cm / s B. 20 3cm / s C. D. 20cm / s Bài 12: Một con lắc lò xo, gồm lò xo nhẹ có độ cứng 50N/m, vật có khối lượng 2kg, dao động điều hoà dọc theo phương ngang. Tại thời điểm vật có gia tốc 75cm / s2 thì nó có vận tốc15 3 cm / s Xác định biên độ. A. 5 cm B. 6 cm C. 9 cm D. 10 cm III. HƢỚNG DẪN GIẢI A. KHỞ I ĐÔṆ G: NHÂṆ BIẾ T Bài 1: Chọn đáp án A Bài 2: Chọn đáp án D Bài 3: Chọn đáp án D Bài 4: Chọn đáp án D Bài 5: Chọn đáp án D Bài 6: Chọn đáp án A Bài 7: Chọn đáp án A Bài 8: Chọn đáp án A Bài 9: Chọn đáp án A Bài 10: Chọn đáp án A Bài 11: Chọn đáp án B Bài 12: Chọn đáp án D Bài 13: Chọn đáp án C Bài 14: Chọn đáp án A Bài 15: Chọn đáp án C B. TĂNG TỐ C: THÔNG HIỂ U Bài 1: Chọn đáp án A Bài 2: Chọn đáp án C Bài 3: Chọn đáp án C Bài 4: Chọn đáp án B Bài 5: Chọn đáp án A Bài 6: Chọn đáp án A Bài 7: Chọn đáp án B Bài 8: Chọn đáp án C Bài 9: Chọn đáp án D Bài 10: Chọn đáp án A Bài 11: Chọn đáp án B Bài 12: Chọn đáp án D C. BƢ́ T PHÁ : VÂṆ DUṆ G Bài 1: Chọn đáp án D Giải 22 Ta có vmax  .A 20 cm / svà amax  A 200cm / s a 2  max rad / s chu kỳ T 2s vmax  Trang 10
v Biên độ A max 20cm  Bài 2: Chọn đáp án C Giải Ta có v2  2 A 2 x 2 với  2. .f 8 rad / s v2  2 A 2 x 2 85 2 3 2 32cm/s Bài 3: Chọn đáp án D Giải 50 Ta có v2  2 A 2 x 2 100 2  2 4 2 2 2  rad / s 3  f 4,6Hz 2 Bài 4: Chọn đáp án B Giải Ta có T 3,14s  2rad / s Mà v2  2 A 2 x 2 thay số vào ta có v 2m / s Bài 5: Chọn đáp án B Giải Ta có x 2cos 20t v 40sin 20t Thay t vào phương trình vận tốc v 40sin 20. 40cm / s 8 8 Bài 6: Chọn đáp án B Giải Ta có phương trình x 4cos 5 t cm 2 Phương trình vận tốc v 20sin5.t cm/s thay t 0,5s vào ta có v 0cm / s 2 2 2 22 Phương trình gia tốc a 4 5 cos 5 .t cm / s thay vào ta có a m / s 2 Bài 7: Chọn đáp án B Giải Từ phương trình x 4cos 7 t cm 6 Phương trình vận tốc v 28 sin 7 t cm / s thay t 2s => v 14 cm / s 6 22 22 Phương trình gia tốc a 196 cos 7 t cm / s thay => a 98 3 cm / s 6 Bài 8: Chọn đáp án D Giải Trang 11
2 Ta có v2  2 A 2 x 2 thay số vào ta có v 2 82 4 3 8 cm / s Ta có a 2 .x 2 2 .4 3 16 2 3cm / s 2 Bài 9: Chọn đáp án A Giải k Ta có  20rad / s m Tốc độ cực đại của vật nặng vmax  A 3.20 60cm / s Bài 10: Chọn đáp án C Giải Vì vận tốc v và gia tốc a dao động vuông pha nhau nên ta có 22 va 2 1 Các đáp án A; B; D đúng AA Bài 11: Chọn đáp án A Giải 2 2 2 x v 22 v Vì x và v dao động vuông pha nhau nên 1 A x AA  Đối với con lắc đơn x .l và A max .l 2 2 2v 2 2 2 max v gl 0 g.l Bài 12: Chọn đáp án C Giải Ta có v2  2 A 2 x 2 thay số vào ta được v 4 cm / s Bài 13: Chọn đáp án B Giải Ta có x 2cos 2 t cm thay t 0,25s vào phương trình ta được: 6 x 2cos 2  0,25 1cm 6 Mà a 22 x 40cm / s Bài 14: Chọn đáp án A Giải Ta có a 2 x 2 2 .10 400cm / s 2 4m / s 2 Bài 15: Chọn đáp án A Giải x1 4cm 2 2 2 2 Ta có khi v11  A x 1 v1 30 cm / s Trang 12
x1 3cm 2 2 2 2 Khi v22  A x 2 v1 40 cm / s Từ (1) và (2) A 5cm;  10 rad / s;s f 5Hz D. VỀ ĐÍCH: NÂNG CAO Bài 1: Chọn đáp án A Giải 22 Ta có vmax  A 10 cm / s và amax  A 400cm / s a k  max 4 rad / s mà  k m. 2 16N / m vmax m Bài 2: Chọn đáp án A Giải v .A Ta có v max 22 A3 Mà v2  2 A 2 x 2 thay số vào ta có x 2 Bài 3: Chọn đáp án B Giải Ta có T p 3,14s  2rad / s x Phương trình li độ x Acos  t cos  t 1 A v Phương trình vận tốc v  Asin  t sin  t 2 A sin  t tan   t 1 t cos  t 4 Bài 4: Chọn đáp án B Giải Ta có L 10cm 2.A A 5cmta có v 5 3  .5sin  2 rad / s 3 vmax  .A 10 cm/ s Bài 5: Chọn đáp án B Giải 2 2 2 Ta có vmax  A 8 cm / s và amax  A 16. cm / s a  max 2 rad / s vmax Bài 6: Chọn đáp án D Giải 2 2 2 2 2 2 2 2 Ta có v11  A x và v22  A x Trang 13
2 2 2 2 v2 A x 1 A x 1 Lập tỉ số 2 2 vv21 2 2 v1 A x 2 A x 2 Bài 7: Chọn đáp án A Giải Ta có tốc độ của vật v 2.g.l cos cos max 1,62m / s Bài 8: Chọn đáp án D Giải 2 2 2 2 2 2 2 2 Ta có v11  A x 1 và v22  A x 2 22 v21 A x Lập tỉ số 22 A 20cm thay vào phương trình (1) v12 A x  rad / s T 2s Bài 9: Chọn đáp án B Giải Ta có phương trình x 5cos 2 t cm 3 Phương trình vận tốc v 10 sin 2 .t cm / s 3 17 17 Thay pha dao động bằng rad vào phương trình vận tốc v 10 sin 5 cm / s 6 6 22 17 Tương tự đối với phương trình gia tốc a 5(2 cos 98,7cm/ s 6 Bài 10: Chọn đáp án A Giải Ta có Ptt m.g.sin gia tốc tiếp tuyến att g.sin Ppt 2mg cos cos max gia tốc pháp tuyến apt 2.g. cos cos max 2 Vì góc a nhỏ nên có sin và cos 1 2 att g. ag 22 pt max a0tt Tại vị trí cân bằng a0 2 apt g. max 2 att g. max Tại vị trí biên aa max a0pt apt max 0,1rad a tt Bài 11: Chọn đáp án C Trang 14
Giải v2 Ta có 22 thay số vào ta được: v 20 3cm / s max g.l Bài 12: Chọn đáp án B Giải k Ta có  5rad / s mà gia tốc a và vận tốc v lại dao động vuông pha nhau m av22 A2 thay số vào ta được A 6cm 42 Trang 15
CHỦ ĐỀ 2: VIẾT PHƢƠNG TRÌNH DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA I. TÓM TẮT LÝ THUYẾT Viết phương trình dao động điều hòa x Acos( t )( cm ) * Cách 1: Ta cần tìm A, vµ rồi thay vào phương trình. 1. Cách xác định w . Xem lại tất cả công thức đã học ở phần lý thuyết. 2 v aa v k g Ví dụ:  2 f max max hoÆc  = ( CLLX ) TAx22 x A A m l g  (CL §) l 2. Cách xác định A 2 2 vWvamax max Fmax l max l min 2 Ngoài các công thức đã biết như: Ax 2 , khi lò xo    kk2 treo thẳng đứng ta cần chú ý thêm các trường hợp sau: a) Kéo vật xuống khỏi VTCB một đoạn d rồi * thả ra hoặc buông nhẹ ( v = 0) thì A = d 2 2 v * truyền cho vật một vận tốc v thì: x = d Ax  b) Đƣa vật đến vị trí lò xo không biến dạng rồi * thả ra hoặc buông nhẹ thì Al 2 2 v * truyền cho vật một vận tốc v thì x l A x  c) Kéo vật xuống đến vị trí lò xo giãn một đoạn d rồi * thả ra hoặc buông nhẹ thì A d l 2 2 v * truyền cho vật một vận tốc v thì x d l A x  d) Đẩy vật lên một đoạn d - Nếu dl 0 * thả ra hoặc buông nhẹ thì A l0 d 2 2 v * truyền cho vật một vận tốc v thì x l0 d A x  - Nếu dl 0 * thả ra hoặc buông nhẹ thì A l0 d 2 2 v * truyền cho vật một vận tốc v thì x l0 d A x  Trang 16
CHỦ ĐỀ 3: ỨNG DỤNG CỦA VÒNG TRÒN LƢỢNG GIÁC TRONG DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA I. TÓM TẮT LÝ THUYẾT 1. Mối liên hệ giữa dao động điều hòa (DĐĐH) và chuyển động tròn đều (CĐTĐ): a) DĐĐH Được xem là hình chiếu vị trí của một chất điểm CĐTĐ lên một trục nằm trong mặt phẳng quỹ đạo & v ngược lại với AR ; R b) Các bước thực hiện: Bước 1: Vẽ đường tròn (O; R = A). Bước 2: Tại t = 0, xem vật đang ở đâu và bắt đầu chuyển động theo chiều âm hay dương: + Nếu 0 : vật chuyển động theo chiều âm (về bên âm) + Nếu 0 : vật chuyển động theo chiều dƣơng (về biên dương) Bước 3: Xác định điểm tới để xác định góc quét , từ đó xác định được thời gian và quãng đƣờng chuyển động. c) Bảng tương quan giữa DĐĐH và CĐTĐ: Dao động điều hòa x = Acos(ωt+φ) Chuyển động tròn đều (O, R = A) A là biên độ R = A là bán kính ω là tần số góc ω là tần số góc (ωt+φ) là pha dao động (ωt+φ) là tọa độ góc vAmax  là tốc độ cực đại vR  là tốc độ dài 2 2 aAmax  là gia tốc cực đại aht R là gia tốc hướng tâm 2 2 Fphmax mA là hợp lực cực đại tác dụng lên vật Fht mA là lực hướng tâm tác dụng lên vật 2. Các dạng dao động có phƣơng trình đặc biệt Biªn ®é A a) x a Acos  t với a = const Biên độ: Täa ®é VTCB: x = A Täa ®é vÞ trÝ biªn x = A A b) x a Acos2  t với a = const Biên độ ;  2  ; 2 2 3. Phân dạng và phƣơng pháp giải các dạng bài tập  DẠNG 1: TÍNH THỜI GIAN VÀ ĐƢỜNG ĐI TRONG DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA a) Tính khoảng thời gian ngắn nhất để vật đi từ vị trí x1 đến x2: * Cách 1: Dùng mối liên hệ DĐĐH và CĐTĐ T  360 t .T t? 360 Trang 17
Trang 18