180 bài tập Dao động điều hòa cơ bản, nâng cao hay có lời giải (P6)
30 câu hỏi
Con lắc lò xo treo thẳng đứng gồm lò xo có độ cứng k = 100 N/m và vật nặng có khối lượng m = 100 g. Kéo vật theo phương thẳng đứng xuống dưới đến vị trí lò xo dãn 3 (cm) rồi truyền cho vật vận tốc cm/s hướng lên. Chọn chiều dương thẳng đứng hướng xuống, gốc tọa độ ở vị trí cân bằng. Chọn gốc thời gian là lúc truyền vận tốc. Lấy g = 10 = m/s2. Quãng đường vật đi được trong l/3 chu kì kể từ thời điểm t = 0 là.
6 cm.
2 cm.
8 cm.
4 cm
Đáp án A
+ Độ biến dạng của lò xo :
Do vật dao động điều hòa nên phương trình dao động của vật có dạng :
Với
+ Theo bài ra tại t= 0
Thay vào (1) ta tìm được : A = 4 cm
Quảng đường vật đi được trong 1/3 chu kì kể từ thời điểm t = 0 là:
Một lò xo đồng nhất, tiết diện đều được cắt thành ba lò xo có chiều dài tự nhiên lần lượt là cm, cm, cm. Gắn lần lượt ba lò xo theo thứ tự trên với vật khối lượng m thì được ba con lắc lò xo có chu kì tương ứng là. 2 s, s, T s. Biết độ cứng của các lò xo tỉ lệ nghịch với chiều dài tự nhiên của nó. Giá trị của T gần đúng là.
1,28 s
1,41 s
1,50 s
1,00 s
Đáp án B
+ Ta có :
=>l=40cm
+ Lại có
Đồ thị sự phụ thuộc chiều dài của con lắc đơn theo chu kì T của nó tại một nơi xác định trên Trái Đất có dạng
Elip
Đường thẳng.
Parabol.
Đoạn thẳng.
Đáp án C
+ Công thức tính chu kì dao động của con lắc đơn là:
Đồ thị phụ thuộc chiều dài l của con lắc đơn theo chu kì T của nó tại một nơi xác định trên Trái Đất là hình Parabol.
Con lắc lò xo gồm vật nặng khối luợng m = 100 g và lò xo có độ cứng k = 100 N/m chịu tác dụng của ngoại lực biến thiên theo thời gian có phuơng trình N. Bỏ qua mọi lực cản. Lấy = 10. Tần số góc của con lắc là.
10
100
20
200
Đáp án D
Tần số góc của con lắc bằng tần số của ngoại lực biến thiến theo thời gian
Một vật dao động điều hòa theo phương trình cm. Khoảng thời gian ngắn nhất tính từ thời điểm ban đầu để vật có động năng cực đại là.
0,5 s.
1 s.
0,25 s.
0,75 s.
Đáp án C
+ Chu kì:
+ Tại thời điểm ban đầu t = 0 thì vật đang ở vị trí biên dương x = A
+ Khoảng thời gian ngắn nhất tính từ thời điểm ban đầu để vật có động năng cực đại, tức là vật đi từ vị trí x = A đến VTCB:
.
Một chất điểm dao động điều hòa theo phương trình.
cm (t tính bằng s). Quãng đường chất điểm đi được từ thời điểm t1 = 0,1s đến thời điểm t2 = 6s là:
234,34 cm
254,33 cm
331,23 cm
333,54 cm
Đáp án A
+ Ta có:
+ Tại thời điểm t = 0,1s thì: Vật đang ở vị trí
và đi theo chiều dương, để đi hết khoảng thời gian còn lại là
thì vật đi được quãng đường:
Một vật dao động điều hòa với biên độ 10cm. Trong một chu kì, khoảng thời gian vật có tốc độ lớn hơn một giá trị v0 nào đó là 1s. Tốc độ trung bình khi đi một chiều giữa hai vị trí có cùng tốc độ v0 ở trên là 20cm/s. Tốc độ v0 bằng.
10,47cm/s.
14,8cm/s.
11,54cm/s.
18,14cm/s.
Đáp án D
+ Ta có: Công thức tính vận tốc trung bình
+ Từ đó suy ra:
Năng lượng của một vật dao động điều hòa
biến thiên tuần hoàn theo thời gian với chu kì bằng chu kì dao động của vật
bằng động năng của vật khi biến thiên
biến thiên tuần hoàn theo thời gian với chu kì bằng nửa chu kì dao động của vật.
bằng động năng của vật khi vật qua vị trí cân bằng.
Đáp án D
+ Khi ở vị trí cân bằng thì
+ Năng lượng vật dao động điều hòa bằng động năng khi vật qua vị trí cân bằng .
Một con lắc lò xo gồm một viên bi khối lượng nhỏ 100 g và lò xo nhẹ có độ cứng 10 N/m. Con lắc dao động cưỡng bức dưới tác dụng của ngoại lực tuần hoàn có tần số góc . Biết biên độ của ngoại lực cưỡng bức không thay đổi. Khi thay đổi tăng dần từ 9 rad/s đến 12 rad/s thì biên độ dao động của viên bi
giảm đi 3/4 lần
tăng lên sau đó lại giảm
tăng lên 4/3 lần
giảm rồi sau đó tăng
Đáp án B
+ Tần số góc riêng của hệ :
+ Xảy ra cộng hưởng khi :
Khi tăng tần số góc của ngoại lực cưỡng bức từ 9 rad/s đến 12 rad/s thì tại hệ xảy ra cộng hưởng , biên độ dao động của viên bi lớn nhất
biên độ dao động của viên bi tăng đến cực đại rồi giảm khi thay đổi .
Hai dao động điều hòa cùng phuơng cùng tần số, lệch nhau một góc , dọc theo trục tọa độ Ox. Các vị trí cân bằng cùng có tọa độ x = 0. Tại thời điểm t, li độ của các dao động lần luợt là x1 = 4cm và x2 = 3cm, khi đó li độ của dao động tổng hợp bằng
1 cm
7 cm
3 cm
5 cm
Đáp án A
+ Li độ dao động tổng hợp trong mọi trường hợp luôn bằng : cm
Hai vật dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số có phương trình lần lượt là . Gọi
. Biết rằng biên độ dao động của gấp 3 lần biên độ dao động của . Độ lệch pha cực đại giữa gần nhất với giá trị nào sau đây ?
50°
40°
30°
60°
Đáp án B
+ Theo đề ra thì :
Hai vật nhỏ A và B có cùng khối luợng 1 kg, đuợc nối với nhau bằng sợi dây mảnh, nhẹ, không dẫn điện dài 10 cm. Vật B đuợc tích điện q = 106C. Vật A không nhiễm điện đuợc gắn vào lò xo nhẹ có độ cứng k = 10N/m. Hệ đuợc đặt nằm ngang trên mặt bàn nhẵn trong điện trường đều có cuờng độ điện trường 105 V/m hướng dọc theo trục lò xo. Ban đầu hệ nằm yên, lò xo bị giãn. Lấy = 10. Cắt dây nối hai vật, khi lò xo có chiều dài ngắn nhất lần đầu tiên thì A và B cách nhau một khoảng là
24 cm
4 cm
17 cm
19 cm
Đáp án C
Xét tại vị trí cân bằng của hệ : các ngoại lực tác dụng vào hệ gồm lực đàn hồi của lò xo tác dụng vào vật A có chiều từ B đến A , lực điện tác dụng vào vật B có chiều từ A đến B
Hệ cân bằng nên :
Sau khi cắt dây nối hai vật , vật A sẽ dao động quanh vị trí cân bằng với A = 1cm , vật B sẽ chuyển động nhanh dần theo hướng AB với
Chu kì dao động của vật A là :
Khi lò xo có chiều dài ngắn nhất vật A ơ vị trí biên âm cách vị trí ban đầu 2cm thời gian từ khi cắt đứt dây đến khi lò xo có chiều dài ngắn nhất là
Quảng đường vật B đi được trng thời gian t = 1s
khoảng cách giữa A và B khi lò xo có chiều dài ngắn nhất lần đầu tiên là : 2 + 5 + 10 = 17 cm .
Một con lắc lò xo gồm lò xo có độ cứng k, vật nặng khối lượng m. Chu kì dao động của vật được xác định bởi biểu thức.
Đáp án C
Chu kì dao động của con lắc lò xo là
Một chất điểm dao động điều hòa với phương trình li độ
(x tính bằng cm, t tính bằng s). Tại thời điểm t = 0,25 s, chất điểm có li độ bằng
2 cm.
cm.
-cm
‒2 cm.
Đáp án D
Tại thời điểm t =0,25s chất điểm có li độ bằng :
Một con lắc lò xo gồm lò xo có chiều dài tự nhiên l0 = 30 cm. Kích thích cho con lắc dao động điều hòa theo phương nằm ngang thì chiều dài cực đại của lò xo là 38 cm. Khoảng cách ngắn nhất giữa hai vị trí động năng bằng n lần thế năng và thế năng bằng n lần động năng là 4 cm. Giá trị của n gần với giá trị nào nhất sau đây?
12.
5
3.
8.
Đáp án B
+ Ta có :
ở vị trí mà động năng bằng n lần thế năng :
ở vị trí mà thế năng bằng n lần động năng :
+ Khoảng cách ngắn nhất khi cùng dấu khi đó :
Một con lắc lò xo treo thẳng đứng. Nâng vật lên để lò xo không biến dạng rồi thả nhẹ thì vật dao động điều hòa theo phương thẳng đứng quanh vị trí cân bằng O. Khi vật đi qua vị trí có tọa độ cm thì có vận tốc 50 cm/s. Lấy g = 10 m/s2. Tính từ lúc thả vật, ở thời điểm vật đi được quãng đường 27,5 cm thì gia tốc của vật có độ lớn bằng.
m/s2
m/s2
5,0 m/s2
2,5 m/s2
Đáp án C
+ Vị trí lò xo không giãn
+ x và v vông pha với nhau nên :
+ Sau 27,5cm vật ở vị trí |x| = 2,5 cm , x và a ngược pha nhau nên suy ra :
Một chất điểm tham gia đồng thời 2 dao động cùng phương, có phương trình lần lượt là . Phương trình dao động tổng hợp là
, trong đó .
bằng
1/2 hoặc 3/4
2/3 hoặc 4/3
3/4 hoặc 1/6
1/2 hoặc 2/3
Đáp án A
+ Ta có :
+ Từ (1) và (2) suy ra
Hình vẽ bên là đồ thị biễu diễn sự phụ thuộc của li độ x vào thời gian t của hai dao động điều hòa cùng phương. Dao động của vật là tổng hợp của hai dao động nói trên. Trong 0,20 s đầu tiên kể từ t = 0, tốc độ trung bình của vật bằng.
cm/s
40 cm/s.
cm/s.
20 cm/s.
Đáp án B
Chu kì dao động
phương trình (1)
Xét phương trình (2) ta có : Vật đi từ vị trí Xo đến Biên thì ta có :
Khi nói về dao động cưỡng bức, phát biểu nào sau đây là sai?
tần số của ngoại lực tăng thì biên độ dao động tăng.
dao động theo quy luật hình sin của thời gian.
tần số của dao động bằng tần số của ngoại lực.
biên độ của dao động phụ thuộc vào tần số của ngoại lực.
Đáp án A
Biên độ dao động của hệ phụ thuộc vào biên độ dao động của ngoại lực ( tỉ lệ với biên độ của ngoại lực ) . Nếu tần số ngoại lực (f) bằng tần số dao động riêng (fo) của vật thì biên độ dao động cưỡng bức đạt giá trị cực đại , hiện tượng này được gọi là hiện tượng cộng hưởng
Tại một nơi, chu kì dao động điều hòa của con lắc đơn tỉ lệ thuận với.
căn bậc hai của gia tốc trọng trường
chiều dài con lắc.
căn bậc hai của chiều dài con lắc.
gia tốc trọng trường.
Đáp án C
Chu kì dao động của con lắc đơn :
chu kì dao động điều hòa của con lắc đơn tỉ lệ thuận với căn bậc hai của chiều dài con lắc
Hình vẽ bên là đồ thị biễu diễn sự phụ thuộc của gia tốc a vào li độ x của một vật dao động điều hòa. Tần số góc của dao động bằng.
1 rad/s.
10 rad/s.
100 rad/s
1000 rad/s.
Đáp án B
Từ đồ thị thì ta thấy
Con lắc lò xo treo thẳng đứng gồm lò xo có độ cứng k = 100 N/m và vật nặng có khối lượng 100 g. Kéo vật nặng theo phương thẳng đứng xuống dưới làm lò xo giãn 3 cm rồi truyền cho vật vận tốc cm/s hướng lên. Chọn trục tọa độ thẳng đứng hướng xuống, gốc tọa độ tại vị trí cân bằng, gốc thời gian là lúc truyền vận tốc. Lấy , quãng đường vật đi được trong một phần ba chu kì kể từ thời điểm t = 0 là
6 cm
2 cm
8 cm
4 cm
Đáp án A
Ta có:
Quảng đường vật đi được trong một phần ba chu kì kể từ thời điểm ban đầu t= 0 là :
Một con lắc đơn có vật treo khối lượng m = 0,01 kg mang điện tích q = +5 μC, được coi là điện tích điểm. Con lắc dao động điều hòa với biên độ góc = 0,14 rad trong điện trường đều, vecto cường độ điện trường có độ lớn E = 104 V/m và hướng thẳng đứng xuống dưới. Lấy g = 10m/s2. Lực căng của dây treo tại vị trí con lắc có li độ góc xấp xỉ bằng.
0,1 N
0,2 N
1,5 N
0,152 N
Đáp án D
Lực căng dây treo của con lắc :
Với gia tốc biểu kiến
Thay các giá trị đã biết vào biểu thức , ta tìm được T = 0,152 N
Một con lắc lò xo có m = 100 g và k = 12,5 N/m. Thời điểm ban đầu (t = 0), lò xo không biến dạng, thả nhẹ để hệ vật và lò xo rơi tự do sao cho trục lò xo luôn có phương thẳng đứng và vật nặng ở phía dưới lò xo. Đến thời điểm t1 = 0,11 s, điểm chính giữa của lò xo được giữ cố định, sau đó vật dao động điều hòa. Lấy g = 10 m/s2; = 10. Biết độ cứng của lò xo tỉ lệ nghịch với chiều dài tự nhiên của nó. Thời điểm đầu tiên lực đàn hồi của lò xo bị triệt tiêu kể từ khi giữ cố định lò xo là
0,38 s.
0,24 s.
0,22 s.
0,15 s.
Đáp án A
Vận tôc của vật khi giữ lò xo :
Chu kì dao động của con lắc lò xo khi giữ là :
rad/s
Độ biến dạng của lò xo khi vật ở vị trí cân bằng
Chọn chiều dương từ trên xuống gốc tọa độ ở VTCB tọa độ của vật tại thời điểm giữ lò xo :
Biên độ dao động :
Thời điểm đầu tiên lực đàn hồi của lò xo bị triệt tiêu kể từ khi giữ cố định lò xo là : .
Công thức tính chu kì dao động điều hòa của con lắc đơn có chiều dài l tại nơi có gia tốc trọng trường g là.
Đáp án D
Một chất điểm dao động điều hòa với phương trình (x tính bằng cm, t tính bằng s). Tốc độ lớn nhất của chất điểm trong quá trình dao động là
3 cm/s
6cm/s
2cm/s
cm/s
Đáp án B
Tốc độ cực đại vmax = Aω = 6π cm/s.
Một con lắc lò xo nằm ngang dao động theo phương trình
(x tính bằng cm; t tính bằng s). Kể từ , lò xo không biến dạng lần đầu tại thời điểm
5/12 s
1/6 s
2/3 s
11/12 s
Đáp án A
Lò xo nằm ngang không biến dạng khi vật đi qua vtcb (x = 0).
Góc quay từ t = 0 đến x = 0 lần đầu tiên
Tại một phòng thí nghiệm, học sinh A sử dụng con lắc đơn để đo gia tốc rơi tự do g bằng phép đo gián tiếp. Kết quả đo chu kì và chiều dài của con lắc đơn m Bỏ qua sai số của số . Cách viết kết quả đo nào sau đây là đúng?
Đáp án B
Trên mặt phẳng nằm ngang nhẵn, có một con lắc lò xo gồm lò xo có độ cứng 40 N/m và vật nhỏ A có khối lượng 0,1 kg. Vật A được nối với vật B có khối lượng 0,3 kg bằng sợi dây mềm, nhẹ, dài. Ban đầu kéo vật B để lò xo giãn 10 cm rồi thả nhẹ. Từ lúc thả đến khi vật A dừng lại lần đầu thì tốc độ trung bình của vật B bằng
47,7 cm/s
63,7 cm/s
75,8 cm/s
81,3 cm/s
Giai đoạn 1 : Từ biên dương x = +A = 10 cm đến vtcb: hệ dao động
rad/s → T = π/5 s,
Giai đoạn 2: Từ vtcb ra biên âm: tới vtcb tốc độ của hệ đạt cực đại, ngay sau đó tốc độ giảm nên dây bị chùng.
Khi đó, vật A dao động điều hòa với
rad/s → T’ = π/10 s, biên độ mới A’
= cm ; vật B chuyển động đều với v = 100 cm/s.
Quãng đường B đi được trong T’/4 là S’
Tổng quãng đường B đi được: S = 2,5π + 10 cm
Vận tốc trung bình của B là:
Một con lắc lò xo có đầu trên treo vào một điểm cố định, đầu dưới gắn vào một vật nặng dao động điều hòa theo phương thẳng đứng. Hình vẽ bên là đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của thế năng hấp dẫn và thế năng đàn hồi vào li độ x. Tốc độ của vật nhỏ khi đi qua vị trí lò xo không biến dạng bằng.
86,6 cm/s
100 cm/s
70,7 cm/s
50 cm/s
Đáp án A
Từ hình vẽ : A = 5 cm
Vị trí lò xo không biến dạng có Δℓ = 0 → Etdh = 0 → x = 2,5 cm (trên hình)
Thang chia trên trục tung: 9 khoảng = 0,1125 J → 4 khoảng = 0,05J = Et hd max
Ta có:
Áp dụng biểu thức độc lập, tốc độ của vật khi qua vị trí lò xo không biến dạng:

