Phân loại con lắc lò xo theo dạng và có đáp án

01/09/2016 18:19

» Phương pháp vec-tơ quay và ứng dụng
» Học Vật Lý cùng thầy Thân Thanh Sang - Con lắc lò xo
» Tổng hợp bài tập Dao động điều hòa

Tiếp theo phần ôn tập về Lí thuyết về con lắc lò xo ở bài học trước, xin mời các bạn cùng đến với phần bài tập của con lắc lò xo : Phân loại con lắc lò xo theo dạng và có đáp án .Một bài giảng rất bổ ích của thầy Thân Thanh Sang - Giáo viên: Trường THPT Nguyễn Chí Thanh - TP. HCM đồng thời là giảng viên dạy tại Hoc247.vn .Hy vọng bài giảng này sẽ là nguồn thông tin hữu ích cho quá trình học và làm bài thi của các em

PHÂN LOẠI CON LẮC LÒ XO THEO DẠNG VÀ CÓ ĐÁP ÁN

Câu 1: Ban đầu dùng một lò xo treo vật M tạo thành con lắc lò xo dao động với tần số f. Sau đó lấy 2 lò xo giống hệt lò xo trên ghép song song, treo vật M vào hệ lò xo này và kích thích cho hệ dao động. Tần số dao động của hệ
A. $f' = \sqrt{2}f$ . B. $f' = 2f$ . C. $f' = \frac{1}{2}f$ . D. $f' = f$ .

Lời giải:
$f = \frac{1}{2\pi} \sqrt{\frac{k}{m}},\ k' = 2k$
$f' = \frac{1}{2\pi} \sqrt{\frac{k'}{m}} \Rightarrow \frac{f'}{f} = \sqrt{\frac{k'}{k}} = \sqrt{2}$
⇒ Chọn A.

Câu 2: Một con lắc lò xo dao động điều hoà trên trục ngang với biên độ A với tần số góc $\omega$ . Chọn gốc toạ độ ở vị trí cân bằng và gốc thời gian lúc vật qua vị trí li độ $x = 0,5 \sqrt{2}A$ theo chiều âm thì phương trình dao động của vật là
A. $x = A\cos (\omega t + \frac{\pi}{3})$ . B. $x = A\cos (\omega t + \frac{\pi}{4})$ .
C. $x = A\cos (\omega t + \frac{3 \pi}{4})$ . D. $x = A\cos (\omega t + \frac{2 \pi}{3})$ .

Lời giải:
$t = 0: \left\{\begin{matrix} x= 0,5 \sqrt{2}A\\ v < 0 \hspace{1,2cm} \end{matrix}\right. \Rightarrow \left\{\begin{matrix} \cos \varphi = \frac{\sqrt{2}}{2}\\ \sin \varphi >0 \ \ \end{matrix}\right.$
$\Rightarrow \left\{\begin{matrix} \varphi = \pm \frac{\pi}{4} \ \ \\ \sin \varphi > 0 \end{matrix}\right. \Rightarrow \varphi = \frac{\pi }{4}$
⇒ Chọn B.

Câu 3: Con lắc lò xo treo thẳng đứng tại nơi có $g = \pi ^2 \ m/s^2$ , ở vị trí cân bằng lò xo dãn 4 cm. Kích thích để con lắc dao động với biên độ A = 5 cm. Khi lò xo dãn 1,5 cm thì
A. động năng và thế năng của vật bằng nhau.
B. vật đang có vận tốc $v = 12,5\sqrt{3}$ cm/s.
C. vật đang có li độ dương và gia tốc có chiều hướng về vị trí cân bằng.
D. lực đàn hồi tác dụng vào vật có độ lớn nhỏ hơn độ lớn lực kéo về.

Lời giải:
$\Delta \ell = 4 \ cm,\ A = 5 \ cm$
Lò xo giãn 1,5 cm $\Rightarrow \left\{\begin{matrix} |x| = 2,5 \ cm\\ X = 1,5\ cm \end{matrix}\right.$
$+\ X < |x| \Rightarrow |F_{dh}| < |F_{hp}|$
⇒ Chọn D.

Câu 4: Một con lắc lò xo dao động điều hòa theo phương ngang. Vận tốc cực đại của vật là 96 cm/s. Biết khi $x = 4 \sqrt{2}$ cm thì thế năng bằng động năng. Chu kì dao động của con lắc là
A. 0,2 s. B. 0,32 s. C. 0,45 s. D. 0,52 s.

Lời giải:
$+ \ v_{max} = \omega A = 96 \ cm/s$
$+ \ x = 4\sqrt{2}$ ⇒ Wđ = Wt ⇒ W = 2Wt
$\Rightarrow |x| = \frac{A}{\sqrt{2}} \Rightarrow A = 8 \ cm$
$\Rightarrow \omega = \frac{v_{max}}{A} = 12 \ rad/s \Rightarrow T = \frac{2 \pi}{\omega } = 0,52s$
⇒ Chọn D.

Câu 5: Con lắc lò xo treo thẳng đứng (có chiều dài tự nhiên bằng 40 cm) dao động điều hòa trên trục Ox với phương trình $x = 4\cos \omega t$ cm. Trong quá trình dao động của quả cầu, tỉ số giữa độ lớn lớn nhất và nhỏ nhất của lực đàn hồi của lò xo là 2. Khi dao động chiều dài ngắn nhất của lò xo bằng
A. 40 cm. B. 48 cm. C. 36 cm. D. 56 cm.

Lời giải:
$+ \ \ell_0 = 40 \cm;\ x = 4 \cos \omega t \ (cm)$
$+ \ \left | \frac{F_{dh \ max}}{F_{dh\ min}} \right | = \frac{k(\Delta \ell + A)}{k(\Delta \ell - A)} = 2 \Rightarrow \Delta \ell = 12 \ cm$
$\Rightarrow \ell_{min} = \ell_0 + \Delta \ell - A = 48\ cm$
⇒ Chọn B.

Câu 6: Chiều dài của con lắc lò xo treo thẳng đứng dao động điều hòa biến đổi từ 30 cm đến 40 cm. Biết độ cứng lò xo là 100 N/m và khi lò xo có chiều dài 38 cm thì lực đàn hồi tác dụng vào vật bằng 10 N. Độ dãn lò xo ở vị trí cân bằng là

A. 5 cm. B. 7 cm. C. 12,5 cm. D. 4 cm.

Lời giải:
$\left.\begin{matrix} \ell _{min} = 30 \ cm\\ \ell _{max} = 40\ cm \end{matrix}\right\} \Rightarrow \ell_{CB} = \frac{\ell_{max} + \ell_{min}}{2} = 35 \ cm$
$\left\{\begin{matrix} \ell = 38\ cm \Rightarrow |x| = 3 \cm \hspace{3,2cm}\\ F_{dh} = kX = 10 \Rightarrow X = 0,1 \ m = 10\ cm \end{matrix}\right.$
$\Rightarrow \Delta \ell = X - |x| = 7\ cm$
⇒ Chọn B.

Câu 7: Một con lắc lò xo (m = 0,2 kg) thẳng đứng dao động điều hoà. Chiều dài tự nhiên của lò xo là lo = 30 cm. Lấy g = 10 m/s2. Khi lò xo có chiều dài l = 28 cm thì vận tốc bằng không và lúc đó lực đàn hồi có độ lớn F = 2 N. Năng lượng dao động của vật là
A. 1,5 J. B. 0,08 J. C. 0,02 J. D. 0,1 J.

Lời giải:
$m=0,2\ kg,\ \ell_0 = 30\ cm$
$\left\{\begin{matrix} \ell = 28\ cm \Rightarrow \left\{\begin{matrix} X = 2\ cm\\ Vi \ tri\ bien \end{matrix}\right. \hspace{2,8cm}\\ v = 0 \hspace{6,6cm}\\ F_{dh} = 2 N = k.X \Rightarrow k = \frac{2}{2.10^{-2}} = 100\ N/m \end{matrix}\right.$
$\Delta \ell = \frac{mg}{k} = \frac{0,2.10}{100} = 0,02 \ m = 2\ cm$
$\Rightarrow \ell_{CB} = 32\ cm \Rightarrow A = 4 \ cm$
$\Rightarrow W = \frac{1}{2}kA^2 = \frac{1}{2}.100.(4.10^{-2})^2 = 0,08\ J$
⇒ Chọn B.

Đây là phần bài tập Trắc nghiệm Dao động điều hòa được trích ra từ bài giảng 20 Câu ôn bài tập Con lắc lò xo của thầy Thân Thanh Sang - Giáo viên: Trường THPT Nguyễn Chí Thanh - TP. HCM đồng thời là giảng viên dạy tại Hoc247.vn . Để xem đầy đủ bài giảng trên và các bài giảng chất lượng khác của thầy Thân Thanh Sang, các em có thể tham khảo toàn bộ khoá luyện tốt nghiệp THPT Quốc gia môn Vật Lý năm 2007 .

Chúc các em học tập tốt, chuẩn bị sẵn sàng kiến thức để tham gia kì thi THPT Quốc gia môn Vật Lý năm 2017 tự tin và đạt thành tích cao nhất!

Mod Vật Lý

Phân loại con lắc lò xo theo dạng và có đáp án

TIN LIÊN QUAN

TIN XEM NHIỀU