Trắc nghiệm Bài tập về chuyển hóa năng lượng trong dao động điều hòa lớp 11 (có đáp án)
10 câu hỏi
Một con lắc lò xo gồm lò xo nhẹ và vật nhỏ khối lượng 100g đang dao động điều hòa theo phương ngang, mốc tính thế năng tại vị trí cân bằng. Từ thời điểm t1= 0 đến t2= π48 s, động năng của con lắc tăng từ 0,096 J đến giá trị cực đại rồi giảm về 0,064 J. Ở thời điểm t2, thế năng của con lắc bằng 0,064 J. Biên độ dao động của con lắc là
6 cm.
7 cm.
8 cm.
9 cm.
Tại thời điểm t2 động năng bằng thế năng: x2=A2W=Wtt2+Wđt2=0,128J
Tại thời điểm t1 = 0 thì Wđ=0,096=3W4;Wt=W4 nên lúc này x0=±A2
Ta có thể biểu diễn quá trình chuyển động như trên hình vẽ sau:
Ta có: t1=T12+T8=π48s⇒T=0,1π(s)⇒ω=2πT=20rad/s
Biên độ tính từ công thức: W=mω2A22
⇒A=2Wmω2=2.0,1280,1.202=0,08m=8cm
Đáp án đúng là C.
Một con lắc đơn dao động điều hòa với biên độ góc α0. Lấy mốc thế năng ở vị trí cân bằng. Ở vị trí con lắc có động năng bằng thế năng thì li độ góc của nó bằng:
±α022.
±α023.
±α02.
±α02.
Ở vị trí con lắc có động năng bằng thế năng, ta có:
Wt=Wđ=W2⇒mgα22=12mgα022⇒α=±α02
Đáp án đúng là C.
Một vật dao động điều hòa với biên độ A thì cơ năng của vật
bằng 0,5 lần thế năng của vật ở li độ x=±A2.
bằng 2 lần thế năng của vật ở li độ x=±A2.
bằng 43 lần thế năng của vật ở li độ x=±A32.
bằng 34 lần thế năng của vật ở li độ x=±A32.
- Khi vật đi qua vị trí x=±A2:
Wt=12kx2=12k±A22=14.12kA2=W4⇒W=4Wt
- Khi vật ở vị trí x=±A32:
Wt=12kx2=12k±A322=34.12kA2=3W4⇒W=43Wt
Đáp án đúng là C.
Vật dao động điều hòa với vận tốc cực đại bằng 3 m/s và gia tốc cực đại bằng 30π m/s2. Lúc t = 0 vật có vận tốc v1=+1,5 m/svà thế năng đang giảm. Hỏi sau thời gian ngắn nhất là bao nhiêu thì vật có gia tốc bằng − 15πm/s2?
0,01 s.
0,02 s.
0,05 s.
0,15 s.
Một con lắc lò xo dao động điều hòa. Lò xo có độ cứng k = 80 N/m. Trong một chu kì, con lắc đi được một đoạn đường dài 20 cm. Cơ năng của con lắc là
0,1 J.
0,2 J.
0,3 J.
0,4 J.
Quãng đường vật đi được trong một chu kì là: ST=4A⇒A=5cm
Cơ năng của con lắc: W=12kA2=0,1J
Đáp án đúng là A.
Một con lắc lò xo gồm vật nặng 0,2 kg gắn vào đầu lò xo có độ cứng 20 N/m. Kéo quả nặng ra khỏi vị trí cân bằng rồi thả nhẹ cho nó dao động, tốc độ trung bình trong 1 chu kỳ là 160π cm/s. Cơ năng dao dao động của con lắc là
0,025 J.
0,064 J.
0,072 J.
0,095 J.
Ta có: T=2πmk=π5sv¯=4AT⇒160π=4Aπ5⇒A=8cm⇒W=kA22=20.0,0822=0,064J
Đáp án đúng là B.
Một con lắc đơn gồm quả cầu có khối lượng 400 (g) và sợi dây treo không dãn có trọng lượng không đáng kể, chiều dài 0,1 (m) được treo thẳng đứng ở điểm A. Biết con lắc đơn dao động điều hoà, tại vị trí có li độ góc 0,075 (rad) thì có vận tốc 0,0753 (m/s). Cho gia tốc trọng trường 10 (m/s2). Cơ năng của dao động là
3,5 mJ.
4,5 mJ.
5,7 mJ.
9,1 mJ.
Cơ năng của dao động được tính bởi công thức:
W=mgl2α2+mv22=0,4.10.0,12.0,0752+0,4.0,075322=4,5.10−3J
Đáp án đúng là B.
Một con lắc đơn có khối lượng 2 kg và có độ dài 4 m, dao động điều hòa ở nơi có gia tốc trọng trường 9,8 m/s2. Cơ năng dao động của con lắc là 0,2205 J. Biên độ góc của con lắc bằng
4,30.
0,70.
2,10.
1,30.
Ta có: W=mgl2αmax2⇒αmax=2Wmgl=2.0,22052.9,8.4=0,075rad≈4,30
Đáp án đúng là A.
Chất điểm có khối lượng m1 = 50 g dao động điều hoà quanh vị trí cân bằng của nó với phương trình dao động x1=5cosπt+π6(cm). Chất điểm có khối lượng m2 = 100g dao động điều hoà quanh vị trí cân bằng của nó với phương trình dao độngx2=5cosπt−π6(cm). Tỉ số cơ năng trong quá trình dao động điều hoà của chất điểm m1 so với chất điểm m2 bằng
0,25.
0,5.
1.
2.
Tỉ số cơ năng giữa hai con lắc là: W1W2=12m1ω12A1212m2ω22A22=1250.π2.5212100.π2.52=12.
Đáp án đúng là B.
Một con lắc lò xo có cơ năng W = 0,9 Jvà biên độ dao động A = 15cm. Hỏi động năng của con lắc tại vị trí có li độ x=−5 (cm) là bao nhiêu?
0,5 J.
0,8 J.
0,95 J.
1 J.
Độ cứng của lò xo: W=12kA2⇒k=2WA2=2.0,915.10−22=80(N/m)
Động năng của con lắc tại vị trí x=−5 cm là:
Wđ=W−Wt=W−12kx2=0,9−12.80.−5.10−22=0,8J
Đáp án đúng là B.
