Bài tập Dao động điều hòa mức độ nhận biết có lời giải (P3)

Đáp án D

Phương pháp: Áp dụng công thức tính lực căng dây của con lắc đơn

$\mathrm{T}=\mathrm{mg}\left[3\mathrm{cos\alpha }-2{\mathrm{cos\alpha }}_0\right]$

Đáp án B

Phương pháp : Sử dụng lí thuyết về định nghĩa chu kì dao động

Cách giải: Đối với dao động điều hòa, khoảng thời gian ngắn nhất sau đó trạng thái dao động lặp lại như cũ gọi là chu kỳ dao động.

Đáp án C

Phương pháp: Sử dụng công thức tính chu kì dao động điều hoà của con lắc đơn

Chu kì dao động của con lắc đơn dao động điều hòa: $\mathrm{T}=2\mathrm{\pi }\sqrt{\frac{\mathrm{l}}{\mathrm{g}}}$

=>Chu kỳ dao động điều hòa của con lắc đơn không phụ thuộc vào biên độ dao động của con lắc

Đáp án B

Phương pháp: Công thức tính vận tốc cực đại của vật trong dao động điều hoà vmax = ωA

Cách giải: Vật tốc cực đại của vật trong dao động điều hòa được xác định bởi biểu thức v_max = ωA = 20.5 = 100 cm/s

Đáp án B

Phương pháp: Áp dụng công thức tính tốc độ của con lắc đơn

$\mathrm{v}=\sqrt{2\mathrm{gl}(\mathrm{cos\alpha }-{\mathrm{cos\alpha }}_0)}$ 

Đáp án C

Phương pháp: Áp dụng công thức tính vận tốc cực đại của vật dao động điều hoà ${\mathrm{v}}_{\max }=\mathrm{A\omega }$

Vận tốc cực đại mà vật đạt được trong quá trình dao động là${\mathrm{v}}_{\max }=\mathrm{A\omega }=2\mathrm{\pi }.4=8\mathrm{\pi }$

Đáp án A

Phương pháp: Sử dụng phương trình li độ và vận tốc của vật dao động điều hoà

$∆\mathrm{\phi }={\mathrm{\phi }}_{\mathrm{v}}-{\mathrm{\phi }}_{\mathrm{x}}=\frac{\mathrm{\pi }}{2}$ 

Đáp án D

Phương pháp: Sử dụng lí thuyết về dao động điều hoà

Trong dao động điều hòa của một vật, khi ở vị trí biên vận tốc bằng không, gia tốc có độ lớn cực đại

Đáp án A

Phương pháp: Sử dụng lí thuyết về phương trình dao động điều hoà

$\mathrm{\omega }=20\mathrm{\pi } \mathrm{rad}/\mathrm{s} \Rightarrow \mathrm{f}=10\mathrm{Hz}$, pha ban đầu $\mathrm{\phi }=-\frac{\mathrm{\pi }}{6} \mathrm{rad}$ 

Đáp án D

Phương pháp: Sử dụng lí thuyết về định nghĩa của chu kì

Đơn vị của chu kì dao động điều hoà là giây, kí hiệu: s

Đáp án A

Phương pháp : Áp dụng công thức tính tốc độ cực đại trong dao động điều hòa

Cách giải:

Tốc độ cực đại của chất điểm v_max = ωA = 2π.2 = 4π cm/s => Chọn A

Đáp án A

Phương pháp : Sử dụng lí thuyết về dao động điều hoà

PT dao động x=6cosπt

=> Tốc độ cực đại của chất điểm vmax = ωA = 6π = 18,84 cm/s  => A đúng

=> Tần số dao động f = ω/2π = 0,5Hz => B sai

=> Chu kì dao động T = 2π/ω = 2s => C sai

=> Gia tốc cực đại amax = ω²A = 6π² = 59,16 cm/s² => D sai

Đáp án C

Phương pháp: Độ lệch pha Δφ = φ₁ – φ₂

Cách giải:

PT 2 dao động: x₁=5cos(2πt + 0,75π) (cm) và x₂=10cos(2πt + 0,5π) (cm)

=> Độ lệch pha: Δφ = φ₁ – φ₂ = 0,25π (rad)

=> Chọn C

Đáp án B

Phương pháp: Sử dụng công thức tính chu kì dao động của con lắc lò xo

Ta có: $\mathrm{T}=2\mathrm{\pi }\sqrt{\frac{\mathrm{m}}{\mathrm{k}}}=2\mathrm{\pi }\sqrt{\frac{0,4}{100}}=0,4\mathrm{\pi } \left(\mathrm{s}\right)$ 

Đáp án B

Phương pháp: Áp dụng công thức tính quãng đường đi được của vật dao động điều hòa trong một chu kì Ta có S = 4A = 40cm

Đáp án B

Phương pháp : Sử dụng lí thuyết về lực kéo về của con lắc lò xo dao động điều hoà

Lực kéo về tác dụng vào vật luôn hướng về vị trí cân bằng

Đáp án D

Phương pháp : Sử dụng lí thuyết về phương trình của li độ và gia tốc Trong dao động điều hòa, gia tốc biến đổi ngược pha với li độ

Đáp án A

Phương pháp: Sử dụng công thức tính chu kì dao động điều hoà của con lắc đơn

Cách giải:

Chu kì dao động điều hòa của con lắc đơn $\mathrm{T}=2\mathrm{\pi }\sqrt{\frac{\mathrm{l}}{\mathrm{g}}}$

=> Tại một nơi xác định, chu kì dao động điều hòa của con lắc đơn tỉ lệ thuận với căn bậc hai chiều dài con lắc

Đáp án C

Phương pháp : Sử dụng hệ thức đôc lập với thời gian của vận tốc và gia tốc

Hệ thức đúng: $\frac{{\mathrm{v}}^2}{{\omega }^2}+\frac{a^2}{{\omega }^4}=A^2$

Đáp án B

Phương pháp: Sử dụng công thức tính chu kì dao động của con lắc đơn

Cách giải:

Chu kì dao động của con lắc đơn dao động điều hòa: $\mathrm{T}=2\mathrm{\pi }\sqrt{\frac{\mathrm{l}}{\mathrm{g}}} \Rightarrow \mathrm{T}~\sqrt{\mathrm{l}}$

Theo đề bài: Con lắc đơn có chiều dài l dao động với chu kì 2s

→ Khi con lắc đơn có chiều dài l’ = 2l, nghĩa là tăng lên 2 lần → chu kì tăng $\sqrt{2}$ lần.

Do đó $T\text{'}=2\sqrt{2} s$ 

Đáp án B

Phương pháp: Áp dụng công thức tính chiều dài quỹ đạo trong dao động điều hòa

Cách giải:

Ta có quỹ đạo của vật dao động điều hòa là một đoạn thẳng có chiều dài l = 2A

Theo đề bài: l = L = 2A → A = L/2

Đáp án C

Phương pháp: Áp dụng công thức tính năng lượng dao động của con lắc lò xo

Cách giải:

Ta có $\mathrm{W}=\frac{1}{2}{\mathrm{kA}}^2=\frac{1}{2}.50.0,{04}^2=0,04\left(\mathrm{J}\right)$ 

Đáp án C

Phương pháp: Sử dụng điều kiện của biên độ dao động tổng hợp trong bài toán tổng hợp hai dao động điều hòa

Cách giải:

Biên độ dao động tổng hợp phải thỏa mãn: $\left|{\mathrm{A}}_1-{\mathrm{A}}_2\right|\le A\le A_1+A_2\Rightarrow 4\le A\le 16$ 

=> Biên độ dao động tổng hợp có thể là 5cm

Đáp án B

Phương pháp: Sử dụng lí thuyết về dao động điều hoà

Cách giải:

Trong dao động điều hòa, những đại lượng dao động cùng tần số với li độ là: vận tốc, gia tốc và lực kéo về