Bài giảng Vật lí Lớp 12 - Ôn tập: Dao động cơ
1. Dao động điều hòa
a. Định nghĩa : dao động cơ điều hòa là chuyển động của một vật mà li độ biến đổi theo thời định luật dạng sin hoặc cos của thời gian :
x = Acos(?t +f) .
Phương trình động lực học của dao động điều hòa : x” + ?2x = 0 .
b. Các đại lượng đặc trưng cho dao động điều hòa .
- Li độ dao động là tọa độ x của vật tính từ vị trí cân bằng, x có thể âm hoặc dương .
- Biên độ dao động A : là giá trị cực đại của li độ ứng với cos(?t +f) = 1, A luôn dương.
Pha dao dộng (?t +f) là một góc. Với một biên độ đã cho thì pha xác định li độ x, tai t = 0 thì (?t +f) = f gọi là pha ban đầu của dao động .
- Tần số góc của dao động ? (rad/s) là tốc độ biến đổi của góc pha .
- Chu kì T(s) là thời gian vật thực hiện một dao động toàn phần .
- Tần số f (Hz) = 1/T là số dao động toàn phần vật thực hiện được trong một giây .
- Các hệ thức : T = 2p/? ; ? = 2pf ; f = 1/T = ?/2p .
c. Vận tốc gia tốc trong dao động điều hòa
- Vận tốc : v = x’ = -A?sin(?t +f) = A?cos(?t +f + p/2 ) . (1)
- Gia tốc : a = v’ = x” = -A?2cos(?t +f) = - ?2x . (2)
- Công thức độc lập với thời gian : A2 = x2 + v2/ ?2 .
Từ (1) ta thấy v và x dao động lệch pha nhau p/2 ; nên x = 0 (vtcb) => v = vmax ; x = xmax = A (vt biên) => v = 0.
Từ (2) ta thấy a và x dao động cùng pha, x = 0 (vtcb) => a = 0 ;
x = xmax = A (vt biên), a = amax = ?2A
cm với tần số 10Hz . Lúc t = 0 vật ở vị trí cân bằng và bắt đầu đi theo chiều dương của quỹ đạo . Phương trình dao động của vật là a. x = 2cos (20πt + π/2) cm b. x = 2cos (20πt - π/2) cm c. x = 4cos (20πt + π/2) cm d. x = 4cos (20πt - π/2) cm Đ 2-26. Một con lắc lò xo dao động điều hòa xung quanh vị trí cân bằng với biên độ A = 2,5cm. biết lò xo có độ cứng k = 100N/m và quả nặng có khối lượng 250g. lấy t = 0 là lúc vật qua vị trí cân bằng thì quãng đường vật đi được trong π /10 s đầu tiên là a. 15cm b. 5cm c. 2,5cm d. 10 cm Đ 2-27. Một lò xo treo thẳng đứng, đầu trên cố định còn đầu dưới gắn quả nặng. Quả nặng ở vị trí cân bằng khi lò xo dãn 1,6cm. lấy g = 10m/s2 chu kì dao động điều hòa của vật bằng a. π /25 s b. 2 π /25 s c. 4 s d. 0,4 s ĐD9 2-28. Một lò xo đầu trên cố định, đầu dứới treo vật m. vật dao động theo phương thẳng đứng với tần số góc 10 π rad/s. trong quá trình dao động độ dài lò xo thay đổi từ 18 đến 22cm. chọn gốc tọa độ ở vị trí cân bằng, chiều dương hướng xuống, góc thời gian lúc lò xo có độ dài nhỏ nhất. Phương trình dao động của vật là a. x = cos( 10 π t + π ) cm b. x = 2cos 0,4 π t cm c. x = 4 cos (1/ 10 π t - π /2) cm d. x = 4cos (10 π + π ) cm a . 2.29. Quả cầu khi gắn vào lò xo có độ cứng k thì nó dao động với chu kì T. hỏi phải cắt lò xo trên thành bao nhiêu phần bằng nhau để khi treo quả cầu vào mỗi phần, thì chu kì dao động có giá trị T/4. Cho biết độ cứng của lò xo tỉ lệ nghịch với chiều dài của nó a. cắt làm 12 phần b. cắt làm 8 phần c. cắt làm 4 phần d. cắt làm 16 phần d 2-30. Một lò xo có chiều dài tự nhiên l0 = 20 cm , một đầu treo vào giá đỡ . Khi quả cầu treo vào lò xo nằm cân bằng , chiều dài lò xo là 22 cm. Kích thích cho q/cầu DĐĐH vớ biên độ 3 cm theo phương thẳng đứng . Trong quá trình dđ lực tác dụng vào giá đỡ có cường độ cực đại bằng 2 Những . Lấy g = 10 m/s2 . Khối lượng q/cầu bằng a. 0,4 kg b. 0,8kg c. 0,08kg d. 80kg c 2-32. Năng lượng của con lắc lò xo tỉ lệ thuận với bình phương của a. khối lượng của vật nặng b. độ cứng lò xo c. chu kì dao động d. biên độ dao động d 2-34. Vật khối lượng m =2kg treo vào một lò xo. Vật dao động điều hòa với chu kì T = 0,5s. cho g = π 2 . độ biến dạng của lò xo khi vật ở vị trí cân bằng là a. 6,25 cm b. 0,625cm c. 12,5cm d. 1,25cm a 2-35.Tại vị trí CB của 1 con lắc lò xo thẳng đứng , lò xo giãn 4 cm. Kéo lò xo xuống dưới cách vị trí CB 1 cm rồi buông vật ra . Chọn trục Ox thẳng đứng hướng xuống . Gia tốc của vật khi vừa buông ra bằng a. 2,5 m/s2 b. 0 c. 2,5 cm/s2 d. 12,5 m/s2 a 2-38. Một con lắc đơn k/løượng m treo vào dây nhẹ , không giãn dao động với biên độ góc là trong miền có gia tốc trọng trường g . Lực căng của dây treo khi vật qua vị trí cân bằng có cường độ là a. mgcos b. mg(1-cos ) c. Mg(3-2cos ) d. 3mg(1-cos ) 2-37. Một con lắc lò xo gồm vật nặng khối lượng m treo vào một lò xo thẳng đứng có độ cứng k =100N/m. vật nặng dao động điều hòa với biên độ 5cm. Động năng của vật khi nó có li độ 3cm là a. 0,08J b. 8J c. 0,8J d. 800J a c 2-39. Xét dao động điều hòa của một con lắc đơn. Nếu chiều dài của con lắc giảm 2,25 lần thì chu kì dao động điều hòa của nó a. giảm 2,5 lần b. tăng 2,25 lần c. tăng 1,5 lần d. giảm 1,5 lần Đ 2- 41. Một con lắc đơn dao động điều hòa. Trong khoảng thời gian t nó thực hiện 12 dao động. Khi giảm độ dài của con lắc đi 16cm thì trong cùng thời gian t trên, con lắc thực hiện 20 dao động. Lấy g = 9,8m/s2 . Độ dài ban đầu của con lắc a. 25cm b. 60cm c. 50cm d. 40cm d 2-42). Con lắc đơn gồm vật nặng treo vào dây treo dài 1 m dao động với biên độ = 0,1 rad. Chọn gốc thế năng ở vị trí cân bằng . Lấy g = 10 m/s2 . Vận tốc của vật tại vị trí có động năng bằng thế năng là a. 25cm/s b. 40cm/s c. 0,2m/s d. 0,22m/s d 2-43. Khi qua vị trí cân bằng, vật nặng của con lắc đơn có vận tốc 1m/s, lấy g =10m/s2 . Độ cao cực đại của vật nặng so với vị trí cân bằng là a. 2,5cm b. 4cm c. 5cm d. 2cm c 2- 44. Một con lắc đơn có dây treo dài 50cm và vật nặng khối lượng 1kg. dao động với biên độ góc = 0,1rad tại nơi có gia tốc trọng trường g = 10m/s2 . năng lượng dao động toàn phần của con lắc a. 0,15J b. 0,1J c. 0,5J d. 0,025J d. 0,025J 2-45. Một con lắc đơn có dây treo dài bằng l. người ta thay đổi độ dài của nó tới giá trị l’ sao cho chu kì dao động mới chỉ bằng 90% chu kì dao động ban đầu. Tỉ số lø’/ l có giá trị bằng a. 1,9 b. 0,9 c. 0,1 d. 0,81 d.0,81 2-46. con lắc đơn có chiều dài dây treo l = 1m, dao động điều hòa với biên độ góc α 0 = 0,1rad. Cho g =10m/s 2 . vận tốc con lắc khi đi qua vị trí cân bằng có giá trị gần bằng a. 0,0316 m/s b. 0,1m/s c. 1m/s d. 0,316 m/s d.0,316m/s 2-48). Một vật rắn có k/lượng m= 2 kg có thể quay tự do quanh trục nằm ngang đi qua đầu thanh . Mômen quán tính của vật đ/với trục quay là I = 0,5 kgm 2 . Vật dao động với chu kì T = 2s . Cho g = (m/s 2 ). Trục quay cách trọng tâm một khoảng bằng a. 4 m b. 0,25 m c. 0,1m d. 9,86 m b.0,25 m CÁCH KIẾM ĂN Nhiều loài thú có thói quen di chuyển thành đàn đi kiếm ăn tùy theo mùa trong năm . Trong đàn thú luôn có con đầu đàn thường là con đực ,to lớn . SINH 2- 49, Một thanh mảnh đồng chất , tiết điện đều , k/lượng m , chiều dài là có thể quay tự do quanh trục nằm ngang đi qua đầu thanh và vuông góc với thanh . Mômen quán tính đ/với trục quay này là ml 2 /3 . Chu kì dao động nhỏ của thanh là a.f = b.f = c.f = d.f = . 2-50).Một thanh mảnh đồng chất , tiết điện đều , k/lượng m , chiều dài l có thể quay tự do quanh trục nằm ngang đi qua đầu thanh và vuông góc với thanh . Mômen quán tính đ/với trục quay này là ml 2 /3 . Chiều dài l 1 của con lắc đơn dao động cùng chu kì với thanh nói trên là a. 3l/2 b. 2l/3 c. l d. 3l c 2- 51 . Phát biểu nào sau đây sai khi nói về biên độ của dao động tổng hợp của hai dao động cùng phương cùng tần số a. phụ thuộc vào độ lệch pha của hai dao động thành phần b. phụ thuộc vào chu kì hai dao động thành phần c. lớn nhất khi hai dao động thành phần cùng pha . d. nhỏ nhất khi hai dao động thành phần ngược pha . b. 2-52 . Hai dao động điều hòa I, II có các phương trình dao động lần lượt là x 1 = 4cos ( ωt + π/3) cm ; x 2 = 3cos ( ωt + 5π/6) cm. chọn phát biểu sai về hai dao động này a. hai dao động cùng tần số b. dao động I sớm pha hơn dao động II c. hai dao động vuông pha d. biên độ dao động là 5 cm b 2-53 . Cho hai dao động điều hòa x 1 = A 1 cos ( ωt + φ 1 ) ; x 2 = A 2 cos ( ωt + φ 2 ) . biên độ dao động tổng hợp của chúng đạt cực đại khi a. φ 2 - φ 1 = (2k+ 1) π b. φ 2 - φ 1 = 2k π c. φ 2 - φ 1 = (2k + 1) π /2 d. φ 2 - φ 1 = k π b 2-54 . Một vật tham gia đồng thời hai dao động điều hòa cùng phương , cùng tần số và có phương trình dao động lần lượt là x 1 = cos20πt cm, x 2 = . Pha ban đầu dao động tổng hợp của vật có giá trị a . φ = π/3 . b . φ = -π/3 . c . φ = π/6 . d . φ = -π/6 . a .φ = π/3 2-55. Mo ä t va ä t th ự c hie ä n đ o à ng th ờ i hai dao đ o ä ng đ ie à u ho ø a cu ø ng ph ươ ng , cu ø ng ta à n so á x 1 = 6 cos ( 5π t + π/3) cm , x 2 = 8 cos (5 π t + 4π/3 ) cm . ph ươ ng tr ì nh cu û a dao đ o ä ng to å ng h ợ p la ø a. x=2cos (5 π t + π /3 ) cm b. x= 2cos (5 π t + 4 π /3 ) cm c. x= 14cos (5 π t + 4 π /3 ) cm d. x= 10cos (5 π t + 4 π /3) cm b. 2-56 .Một vật thực hiện hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số. Biết PT DĐ tổng hợp là x = 2cos (cm) PT của dao động1 là x 1 = 5cos (cm) PTDĐ của dao động 2 là a.x 2 = 8cos (cm) b.x 2 = 2cos (cm) c.x 2 = 8cos (cm) d.x 2 = 2cos (cm) c 2-57 . Một vật thực hiện hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số có phương trình x 1 = 4cos (5 π t + π /3 ) cm; x 2 = 4cos5 π t ( cm). dao động tổng hợp có phương trình a. x = 8cos (5 π t + π /6 ) cm b. x= 4 cos (5 π t + π /3 ) cm c. x= 8cos (5 π t + π /3 ) cm d. x= 4 cos (5 π t + π /6 ) cm d o Bài 5 : Một ngơi mộ vừa được khai quật . Ván quan tài của nĩ cĩ chứa 50g cácbon cĩ độ phân rã 457 phân rã/phút . ( chỉ cĩ đồng vị phĩng xạ ). Biết rằng độ phĩng xạ của cây cối đang sống bằng 15 phân rã/phút tính trên 1gam cácbon . Chu kỳ bán rã của là 5600 năm . Tuổi của ngơi mộ đĩ cỡ bằng : 2800 năm 1400 năm 4000 năm 8000 năm Bài 5 : Một ngơi mộ vừa được khai quật . Ván quan tài của nĩ cĩ chứa 50g cácbon cĩ độ phân rã 457 phân rã/phút . ( chỉ cĩ đồng vị phĩng xạ ). Biết rằng độ phĩng xạ của cây cối đang sống bằng 15 phân rã/phút tính trên 1gam cácbon . Chu kỳ bán rã của là 5600 năm . Tuổi của ngơi mộ đĩ cỡ bằng : 2800 năm 1400 năm 4000 năm 8000 năm Bài 4 : Đồng vị phĩng xạ và để thành đồng vị chì . Chu kỳ bán rã của là T = 4,5.10 9 năm . Trong một mẫu đá lúc đầu chỉ cĩ . Tỉ lệ hiện nay giữa khối lượng của U238 và chì Pb 206 bằng 37. Tuổi của mẫu đá là : 1,73.10 8 năm 1,73.10 7 năm 3,46.10 8 năm 3,46.10 7 năm Bài 4 : Đồng vị phĩng xạ và để thành đồng vị chì . Chu kỳ bán rã của là T = 4,5.10 9 năm . Trong một mẫu đá lúc đầu chỉ cĩ . Tỉ lệ hiện nay giữa khối lượng của U238 và chì Pb 206 bằng 37. Tuổi của mẫu đá là : 1,73.10 8 năm 1,73.10 7 năm 3,46.10 8 năm 3,46.10 7 năm
File đính kèm:
bai_giang_vat_li_lop_12_on_tap_dao_dong_co.ppt