550 Câu Trắc nghiệm theo chủ đề Dao động cơ học (Dạng 2): 39 câu Đồ thị trong đó có 1 đường không điều hòa - Vật lý 12 LTĐH

Blog Góc Vật lí chia sẻ bài viết "550 Câu Trắc nghiệm theo chủ đề Dao động cơ học Dạng 2: 37 câu Đồ thị trong đó có 1 đường không điều hòa" thuộc chủ đề Vật lý 12 LTĐH. Bạn có thể tìm đọc lại bài này bởi từ khóa: 550 Câu trắc nghiệm đồ thị, Trắc nghiệm đồ thị. 

550 Câu Trắc nghiệm theo chủ đề Dao động cơ học Dạng 2: 37 câu Đồ thị trong đó có 1 đường không điều hòa - Vật lý 12 LTĐH

Xem thêm các bài đăng trong chủ đề  550 Câu trắc nghiệm đồ thị:

• 550 câu trắc nghiệm ĐỒ THỊ Hay và Hướng Giải | Dạng 1: 48 câu về Đường Điều Hòa | Blog Góc Vật lí
• 550 Câu Trắc nghiệm theo chủ đề Dao động cơ học: 39 câu Đồ thị trong đó có 1 đường không điều hòa (Dạng 2) - Vật lý 12 LTĐH
• 550 Câu Trắc nghiệm theo chủ đề Dao động cơ học: 62 câu dạng đồ thị có hai đường điều hòa (Dạng 3) - Vật lý 12 LTĐH - Blog Góc Vật lí

1. Con lắc đơn dao động tuần hoàn với biên độ góc α0, dao động với đồ thị biểu diễn mối liên hệ giữa tỉ số P ( là lực căng dây, P là trọng lượng quả nặng) và cosα như hình vẽ. Giá trị của α0 bằng

A. 3 B. 6

C. 4 D. 2

Hướng giải:

Ta có = mg(3cosα – 2cosα0) và P = mg

⇒P = 3cosα – 2cosα0

Theo đồ thị ta được P = 2 khi cosα = 1 ⇒ 2 = 3 – 2cosα0

→ cosα0 = 12⇒ α0 = 3👉 A

2. Khảo sát chu kì T theo khối lượng của con lắc lò xo ta thu được đồ thị như hình. Lấy π2 = 10. Độ cứng của lò xo có giá trị bằng?

A. 10 N/m B. 5 N/m C. 4 N/m D. 20 N/m

Hướng giải:

Từ T = 2πmk→ k = 42mT2 = 5 N/m 👉 B

3. Con lắc đơn có vật nặng 1 kg dao động điều hòa. Lực căng dây được biểu diễn như đồ thị hình bên. Lấy π2 = 10. Góc α0 xấp xỉ bằng

A. 20rad B. 5rad

C. 2π7rad D. 120 rad

Hướng giải:

Ta có = mg(3cosα – 2cosα0)

Khi α = 0 thì = 1,025 ⇒ 1,025 = g(3 – 2cosα0) (1)

Khi α = α0 thì = 0,9875 ⇒ 0,9875 = g.cosα0 (2)

⇒1,0250,9875 = 3-cos0cos0→ cosα0 = 0,9875 ⇒ α0 = 0,158 rad ≈ 20 rad 👉 A

4. Một chất điểm dao động điều hòa trên trục Ox với biên độ Ox với biên độ 10 cm. Pha dao động của vật phụ thuộc thời gian theo đồ thị như hình vẽ. Phương trình dao động của vật là:

A. x = 10cos(πt-π/3) cm

C. x = 10cos(πt+π/3) cm

B. x = 10cos(2πt-π/3) cm

D. x = 10cos(2πt+π/3) cm

Hướng giải:

Vì pha dao động của vật là : w = ωt + φ → là hàm bậc I theo thời gian

Chọn 2 thời điểm đặc biệt: 

+ Khi t = -0,15 thì w = 0,1 rad ⇒ 0,1 = ω.-0,15 + φ (1)

+ Khi t = 0,025 s thì w = 1,2 rad ⇒ 1,2 = ω.0,025 + φ (2)

Giải (1) và (2) ta được ω = 447 = 2π và φ = 7370 = 3👉 D

5. Một chất điểm dao động điều hòa trên trục Ox với biên độ 10 cm. Hình vẽ là đồ thị phụ thuộc thời gian của pha dao động (dạng hàm cos). Phương trình dao động của vật là

A. x = 10cos(πt-π/3) cm

C. x = 10cos(πt+π/3) cm

B. x = 10cos(2πt-π/3) cm

D. x = 10cos(2πt+π/3) cm

👉 C

6. Đồ thị dưới đây biểu diễn sự biến thiên của một đại lượng z theo đại lượng y trong dao động điều hòa của con lắc đơn. Khi đó li độ của con lắc là x, vận tốc là v, thế năng là Et và động năng là Eđ. Đại lượng z, y ở đây có thể là

A. z = Et, y = Eđ B. z = Eđ, y = v2

C. z = Et, y = x D. z = Et, y = x2

Hướng giải:

Từ đồ thị ta thấy khi y = 0 thì z cực đại, y cực đại thì z = 0 →👉 A

7. Một con lắc lò xo có vật nhỏ khối lượng 0,1 kg ddao động điều hòa trên trục Ox với phương trình x = Acosωt cm. Đồ thị biểu diễn động năng theo bình phương li độ như hình vẽ. Lấy π2 = 10. Tốc độ trung bình của vật trong 1 chu kỳ là

A. 20 cm/s B. 40 cm/s 

C. 10 cm/s D. 80 cm/s

Hướng giải:

Từ đồ thị →xmax2 = 16 = A2→ A = 4 cm

Wđmax = W = 12mω2A2 = 0,08 J → ω = 10 rad/s ⇒ T = 2 s

Vậy v=4AT = 0,8 m/s 👉 D

8. Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa động năng Wđ và thế năng Wt của một vật dao động điều hòa có cơ năng W0 như hình vẽ. Ở thời điểm t nào đó, trạng thái năng lượng của dao động có vị trí M trên đồ thị, lúc này vật đang có li độ dao động x = 2 cm. Biết chu kì biến thiên của động năng theo thời gian là Tđ = 0,5 s, khi vật có trạng thái năng lượng ở vị trí N trên đồ thị thì vật dao động có tốc độ là

A. 16π cm/s B. 8π cm/s C. 4π cm/s D. 2π cm/s

Hướng giải:

Chu kì dao động của vật T = 2Tđ = 1 s → ω = 2π rad/s

Tại M: Wđ = 3W04→ Wt = W04→ xM = ± A2→ A = 4 cm

Tại N thì Wđ = W04→ Wt = 3W04→ xM = ± A32→ v = A. ω2 = 4π cm/s 👉 C

9. Đồ thị nào sau đây cho biết mối liên hệ đúng giữa gia tốc a và li độ x trong dao động điều hòa của một chất điểm?

A. Hình 3

B. Hình 2

C. Hình 1

D. Hình 4

Hướng giải:

Ta có a = -ω2x → a phụ thuộc bậc nhất vào x → đồ thị là đường thẳng qua gốc tọa độ

Mặt khác –ω2< 0 ⇒ Đồ thị đi qua gốc phần tư thứ II và thứ IV → hình 1 👉 C

10. Một vật có khối lượng 10 g dao động điều hòa quanh vị trí cân bằng x = 0, có đồ thị sự phụ thuộc hợp lực tác dụng lên vật vào li độ như hình vẽ. Chu kì dao động của vật là 

A. 0,256 s B. 0,152 s

C. 0,314 s D. 1,255 s

Hướng giải:

Vì F = -k.x → đồ thị có dạng dấu “\”

Từ đồ thị ta thấy A = 0,2 m; Fmax = k.A = 0,8 N ⇒ k = FmaxA = 4 N/m

Vậy T = 2πmk = 0,314 s

11. Một con lắc lò xo dao động điều hòa với biên độ A = 10 cm. Đồ thị biểu diễn mối liên hệ giữa động năng và vận tốc của vật dao động được cho như hình vẽ. Chu kỳ và độ cứng của lò xo lần lượt là:

A. 1 s và 4 N/m B. 2π s và 40 N/m

C. 2π s và 4 N/m D. 1 s và 40 N/m

Hướng giải:

Từ đồ thị ta thấy vmax = 20π cm/s và Wđmax = 200 mJ = W

Ta có: Wđmax = 200 mJ = W = 12kA2⇒ k = 2.WA2 = 40 N/m

Mặt khác: 12kA2 = 12.m.vmax2⇒mk = A2vmax2 = 142

⇒ T = 2πmk = 1 s

12. Trên mặt bàn nhẵn có một con lắc lò xo nằm ngang với quả cầu có khối lượng m = 100g; con lắc có thể dao động với tần số 2Hz. Quả cầu nằm cân bằng. Tác dụng lên quả cầu một lực có hướng nằm ngang và có cường độ được chỉ rõ trên đồ thị; quả cầu dao động. Biên độ dao động của quả cầu gần với giá trị nào nhất sau đây:

A. 4,8cm. B. 6,2cm. C. 3,6cm. D. 5,4cm

Hướng giải:

Độ biến thiên động lượng: ∆p = F.∆t hay m.∆v = F.∆t

⇒∆v = m(vmax – v0) = F.∆t vmax=A. ω;v0=0→ m.A. ω = F.∆t → A ≈ 0,048 m 👉 A

13. Trên hình vẽ là đồ thị sự phụ thuộc của vận tốc theo li độ của một chất điểm dao động điều hòa trên trục Ox. Vận tốc cực đại của dao động gần nhất với giá trị nào sau đây?

14. 

A. 79,95 cm/s B. 79,90 cm/s

C. 80,25 cm/s D. 80,00 cm/s

Hướng giải:

Vì x và v vuông pha nên xA2+vvmax2= 1 (*)

Với A = 10 cm; x = 5 cm; v = 69,28 cm/s; thay vào (*) và giải ra được vmax = 23v ≈ 80 cm/s

15. Một vật dao động điều hoà, có đồ thị vận tốc phụ thuộc vào li độ được biểu diễn như hình vẽ bên. Chu kỳ dao động là:

A. 0,1 s B. 0,8 s

C. 0,2 s D. 0,4 s

Hướng giải:

+ x1 = 4 cm, v1 = -40π3 cm/s

+ x2 = 42 cm, v2 = 40π2 cm/s

Ta tính được ω = v22-v12x12-x22 = 10π rad/s → T = 0,2 s 👉 C

16. Một vật dao động điều hoà có vận tốc cực đại bằng 0,08 m/s. Nếu gia tốc cực đại của nó bằng 0,32 m/s2 thì chu kì và biên độ dao động của nó bằng:

A. 3π/2 (s); 0,03 (m) B. π/2 (s); 0,02 (m)

C. π (s); 0,01 (m) D. 2π (s); 0,02 (m)

Hướng giải:

Ta có ω = amaxvmax = 4 rad/s → T = 0,5π s 👉 B

17. Một con lắc lò xo treo vào một điểm cố định ở nơi có gia tốc trọng trường g = π2 m/s2. Cho con lắc dao động điều hòa theo phương thẳng đứng. Hình bên là đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của thế năng đàn hồi Wđh của lò xo vào thời gian t (mốc thời gian là khi lò xo không bị biến dạng). Độ cứng của lò xo gần nhất với giá trị nào sau đây?

A. 28 N/m B. 10 N/m C. 24 N/m D. 20 N/m

Hướng giải:

Ta có Wđh =12k∆ℓ2 = 12k(∆ℓ0 + x)2→{0,9=12k∆l0+A2 0,1=12k∆l0-A2

⇒{0,5A=∆l0=mgk=g/2 0,1=12k∆l02=12kg24    T=0,6→ ω=10ω3→ k = 24,69 N/m 👉 C

18. Một con lắc lò xo treo vào một điểm cố định ở nơi có gia tốc trọng trường g = π2 m/s2. Cho con lắc dao động điều hòa theo phương thẳng đứng. Hình bên là đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của thế năng đàn hồi Wđh của lò xo vào thời gian t. Khối lượng của con lắc gần nhất giá trị nào sau đây?

A. 0,65 kg B. 0,35 kg 

C. 0,55 kg D. 0,45 kg

Hướng giải:

Thế năng đàn hồi của lò xo khi con lắc được treo thẳng đứng: Wđh = 12k(∆ℓ0 + x)2

+ Thế năng tại 2 thời điểm 0,1 s và 0,3 s tương ứng với

{W1=0,0625=12kA-∆l02 W2=0,5625=12kA+∆l02 →A+ ∆l0A-∆l0 = 3 ⇒ A = 2∆ℓ0

+ Từ đồ thị ta cũng xác định được chu kì dao động T= 0,3 s 

→ T = 2π∆l0g= 0,3 → ∆ℓ0 = 0,0225 m → A = 0,045 m

Mà W2 = 12mω2(A + ∆ℓ0)2  hay 0,5625 = 12.m.2π0,62(0,045 + 0,0225)2

→ m ≈ 0,55 kg 👉 C

19. Một con lắc lò xo treo thẳng đứng dao động điều hòa với chu kì T. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của thế năng đàn hồi của con lắc vào thời gian được cho như hình vẽ. Trong 1 chu kì, khoảng thời gian lò xo bị nén là

A. T3 B. T6

C. T2 D. T4

Hướng giải:

+ Lò xo không biến dạng → ∆ℓ = 0 → Wđh = 0

+ Từ đồ thị ta thấy khoảng thời gian giữa hai vị trí mà Wđh = 0 gần nhau nhất chính là khoảng thời gian lo xo bị nén. →T3

20. Một con lắc lò xo treo thẳng đứng, đang dao động điều hòa theo phương trùng với trục của lò xo. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của thế năng đàn hồi của lò xo vào thời gian được cho như hình vẽ. Trong khoảng thời gian từ t1 đến t2 số lần lực đàn hồi của lò xo đổi chiểu chiều

A. 0 B. 1

C. 2 D. 4

Hướng giải:

Lực đàn hồi của vật luôn hướng về vị trí lò xo không biến dạng → lực đàn hồi sẽ đổi chiều khi vật đi qua vị trí lò xo không biến dạng, khi đó Wđh = 0. Từ đồ thị ta thấy từ t1 đến t2 có 2 vị trí mà Wđh = 0 → 2 lần lực đàn hồi đổi chiều 👉 C

21. Một con lắc lò xo treo thẳng đứng, dao động điều hòa tại nơi có gia tốc trọng trường g = π2 m/s2. Chọn mốc thế năng ở vị trí lò xo không bị biến dạng, đồ thị của thế năng đàn hồi Wđh theo thời gian t như hình vẽ. Thế năng đàn hồi tại thời điểm t0 là

A. 0,0612 J B. 0,0756 J

C. 0,0703 J D. 0,227 J

Hướng giải:

Thế năng đàn hồi cực đại Wđhmax = 12k.(∆ℓ0 + A)2 = 0,68 J (1)

Chu kì T = 0,3 s = 2π∆l0g→ ∆ℓ0 = 0,15 m

Khoảng thời gian 2 lần liên tiếp thế năng bằng 0 chính là thời gian lò xo bị nén tnén = 0,1 s

Mà tnén = Tarccos∆l0A hay 0,1 = 0,3arccos∆l0A→A = 2.∆ℓ0 = 0,3 m

Xét Wt0Wđhmax=∆l0-A2∆l0+A2=19→ Wt0 ≈ 0,0756 J 👉 B

22. Một con lắc lò xo thẳng đứng đầu trên cố định, đầu dưới treo vật có khối lượng 100 g. Chọn trục Ox có gốc O tại vị trí cân bằng, chiều dương hướng xuống dưới. Cho con lắc đó dao động điều hòa theo phương thẳng đứng thì thu được đồ thị theo thời gian của thế năng đàn hồi như hình vẽ. Lấy g = π2 m/s2 = 10 m/s2. Vật dao động điều hòa với phương trình

A. x = 6,25cos(2πt - 3) cm

B. x = 12,5cos(4πt - 3) cm

C. x = 12,5cos(2πt + 3) cm

D. x = 6,25cos(4πt + 3) cm

Hướng giải:

*Từ đồ thị suy ra A >∆ℓ0 vì Wđmin = 0

Mà WđhmaxWđhmin=0,5k∆l0+A20,5k∆l0-A2 = 9 → ∆ℓ0 = A2 (1)

Tại t = 0 →WđhWđhmin=4→ 0,5k∆l0+x20,5k∆l0-A2 = 4

→ Kết hợp với (1) → x = A2 = ∆ℓ0→ φ = - 3 (vì v tăng)  

Kết hợp với đồ thị ta vẽ được VTLG

→ ∆t = T6+T2=13→ T = 0,5 s = 2π∆l0g→ ∆ℓ0 = 6,25 cm → A = 12,5 cm 👉 B

23. Một con lắc đơn gồm vật có khối lượng m treo vào dây có chiều dài ℓ tại nơi có gia tốc trọng trường g. Đầu kia của dây được gắn với bộ cảm biến để đo lực căng của dây phương thẳng đứng. Kéo con lắc lệch khỏi vị trí cân bằng góc α0 rồi thả nhẹ. Đồ thị biểu diễn sự biến thiên độ lớn lực căng dây theo phương thẳng đứng theo thời gian như hình vẽ. Khối lượng của vật treo gần giá trị nào nhất sau đây?

A. 105 g B. 73 g

C. 96 g D. 87 g

Hướng giải:

Lực căng dây: = mg(3cosα – 2cosα0)

→ Lực căng dây theo phương thẳng đứng l= mg(3cosα – 2cosα0)cosα

→{l max=mg(3-2cos0) l min=mgcos20

Theo đồ thị thì {l max=mg3-2cos0=1,6 l min=mgcos20=0,1             ⇒ 16 = 3-2cos0cos20

⇔ 16cos2α0 + 2cosα0 – 3 = 0 ⇒ cosα0 = 38

Mà l min=mgcos20=0,1⇒ m = 0,1g.0 ≈ 0,0726 ≈ 73 g 👉 B

24. Một học sinh thực nghiệm thí nghiệm kiểm chứng chu kì dao động điều hòa của con lắc đơn phụ thuộc vào chiều dài của con lắc. Từ kết quả thí nghiệm, học sinh này vẽ đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của T2 vào chiều dài ℓcủa con lắc như hình vẽ. Học sinh này đo được góc hợp bởi giữa đường thẳng đồ thị với trục Oℓ là α = 76,10. Lấy π ≈ 3,14. Theo kết quả thí nghiệm của học sinh này thì gia tốc trọng trường tại nơi làm thí nghiệm là

A. 9,76 m/s2 B. 9,78 m/s2

C. 9,8 m/s2 D. 9,83 m/s2

Hướng giải:

Ta có T = 2πlg⇨ T2 = 42g.ℓ = tanα.ℓ

⇨ g = 42tanα ≈ 9,76 m/s2

25. Một con lắc đơn dao động điều hòa ở nơi có gia tốc trọng trường g = 10 m/s2. Hình bên là đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của độ lớn lực căng T của dây treo vào li độ góc α. Khối lượng của con lắc đơn này có giá trị gần nhất với giá trị nào sau đây?

A. 100 g. B. 300 g.

C. 200 g. D. 400 g.

Hướng giải:

+ Biểu thức lực căng dây theo li độ góc: T = mg(3cosα – 2cosα0) ≈ mg(1 + 02-32α2)

+ Từ độ thị, ta thấy α0 ≈ 0,17 rad

Khi α = 0 thì T = 10m(1 + 0,172) ≈ 102,2.10-2⇒ m = 100 g👉 A

26. Một vật năng được gắn vào một lò xo có độ cứng 40 N/m thực hiện dao động cưỡng bức. Sự phụ thuộc của biên độ dao động này vào tần số của lực cưỡng bức được biểu diễn như hình vẽ. Hãy xác định năng lượng toàn phần của hệ khi cộng hưởng

A. 5.10-2 J B. 10-2 J

C. 1,25.10-2 J D. 2.10-2 J

Hướng giải:

Khi hệ cộng hưởng thì A = 5 cm → W = 12kA2 = 0,05 J 👉 A

27. Khảo sát thực nghiệm một con lắc lò xo gồm vật nhỏ có khối lượng 216 g và lò xo có độ cứng k, dao động dưới tác dụng của ngoại lực F = F0cos2πft, với F0 không đổi và f thay đổi được. Kết quả khảo sát ta được đường biểu diễn biên độ A của con lắc theo tần số f có đồ thị như hình vẽ. Giá trị của k xấp xỉ bằng 

A. 13,64 N/m. B. 12,35 N/m.

C. 15,64 N/m. D. 16,71 N/m.

Hướng giải:

Từ đồ thị ta thấy Amax khi f khoảng 1,28 Hz

Mà f = 12πkm→ k ≈ 13,97 N/m 👉 A

28. Một con lắc lò xo có khối lượng 100 g dao động cưỡng bức ổn định dưới tác dụng của ngoại lực biến thiên điều hoà với tần số f. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của biên độ vào tần số của ngoại lực tác dụng lên hệ có dạng như hình vẽ. Lấy π2 = 10. Độ cứng của lò xo là  

A. 25 N/m.  B. 42,25 N/m.  

C. 75 N/m.  D. 100 N/m.  

Hướng giải:

Khi hệ cộng hưởng (Amax) thì ω = 5π =km→ k = mω2 = 25 N/m 👉 A

29. Một vật dao động điều hòa, đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa cơ năng W và động năng Wđcó dạng đường nào?

A. Đường IV B. Đường III 

C. Đường I D. Đường II

Hướng giải:

Ta có W = Wđ + Wt = hằng số → Chỉ có đồ thị dạng đường II thỏa mãn👉 D

30. Một con lắc lò xo đang dao động điều hòa mà lực đàn hồi và chiều dài của lò xo có mối quan hệ được cho bởi đồ thị hình vẽ. Độ cứng của lò xo bằng:

A. 100(N/m) B. 150(N/m)

C. 50(N/m) D. 200(N/m)

Hướng giải:

Biên độ A = lmax-lmin2 = 4 cm

(Con lắc lò xo nằm ngang vì đồ thị có dạng đối xứng)

Fmax = kA = 2 N hay k.0,04 = 2 ⇒ k = 50 N/m👉 C

31. Một con lắc lò xo đang dao động điều hòa mà lực đàn hồi và chiều dài của lò xo có mối liên hệ được cho bởi đồ thị hình vẽ. Cho g = 10 m/s2. Biên độ và chu kỳ dao động của con lắc là

A. A = 6 cm; T = 0,28 s. B. A = 4 cm; T = 0,28 s.

C. A = 8 cm; T = 0,56 s. D. A = 6 cm; T = 0,56 s.

Hướng giải:

Biên độ A = lmax-lmin2 = 6 cm

(Con lắc lò xo thẳng đứng vì đồ thị không đối xứng)

Tại biên dương: Fđh = k(A + ∆ℓ) = 4 N (1)

Tại biên âm: Fđh = k(A - ∆ℓ) = 2 N (2)

Lấy (1) + (2) ta được 2k.A = 6 ⇒ k = 50 N/m thay vào (1) ⇒∆ℓ = 0,02 m

Chu kỳ T = 2π∆lg = 0,28 s👉 A

32. Một con lắc lò xo treo vật nặng có khối lượng 800g, đang dao động điều hòa theo phương thẳng đứng, chiều dương hướng lên, khi đó lực hồi phục và chiều dài của lò xo có mối liên hệ được cho bởi đồ thị như hình vẽ. Cho g = 10 m/s2. Biên độ và chu kỳ dao động của con lắc là

A. A = 8 cm; T = 0,8s. B. A = 8 cm; T = 0,4 s.

C. A = 4 cm; T = 0,3 s. D. A = 16 cm; T = 0,56 s

Hướng giải:

Từ đồ thị ta thấy ℓmax = 32 cm; ℓmin = 16 cm ⇒ A = lmax-lmin2 = 8 cm

Fhpmax = k.A = 4 ⇒ k = 50 N/m

Vậy chu kỳ T = 2πmk = 0,8 s 👉 A

33. Một con lắc lò xo treo thẳng đứng dao động điều hòa. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của độ lớn lực đàn hồi vào li độ con lắc như hình bên. Cơ năng dao động của con lắc là

A. 1,50 J B. 1,00 J

C. 0,05 J D. 2,00 J

Hướng giải:

Biên độ A = 5 cm

Fđhmax = k.(∆ℓ + A) = 8 N (1)

Khi x = 0 thì Fđh = k.∆ℓ = 6 N (2)

Từ (1) và (2) ⇒ k.A = 2 N; mà A = 5 cm = 0,05 m ⇒ k = 40 N/m

Vậy cơ năng W = 12kA2 = 0,05 J👉 C

34. Động năng dao động của một con lắc lò xo được mô tả theo thế năng dao động của nó bằng đồ thị (hình vẽ). Cho biết khối lượng của vật bằng 100g, vật dao động giữa hai vị trí cách nhau 8 cm. Tính tần số góc của vật.Một con lắc lò xo thẳng đứng đầu trên cố định, đầu dưới treo vật có khối lượng 100 g. Chọn trục Ox có gốc O tại vị trí cân bằng, chiều dương hướng xuống dưới. Cho con lắc đó dao động điều hòa theo phương thẳng đứng thì thu được đồ thị theo thời gian của thế năng đàn hồi như hình vẽ. Lấy g = π2 m/s2 = 10 m/s2. Vật dao động điều hòa với phương trình

35. 
    

A. 5 rad/s B. 52rad/s

C. 53 rad/s D. 2,5 rad/s

Hướng giải:

Biên độ A = 82 = 4 cm

Wtmax = 12mω2A2 = 4 mJ = 4.10-3 J

Hay 12.0,1.ω2.0,042 = 4.10-3⇒ω = 52rad/s👉 B

36. Cho một vật dao động điều hòa với biên độ A dọc theo trục Ox và quanh gốc tọa độ O. Một đại lượng Y nào đó của vật phụ thuộc vào li độ x của vật theo đồ thị có dạng một phần của đường pa-ra-bôn như hình vẽ bên. Y là đại lượng nào trong số các đại lượng sau?

A. Vận tốc của vật. B. Thế năng của vật.

C. Động năng của vật. D. Gia tốc của vật.

Hướng giải:

Theo giả thuyết ta có Y là hàm bậc 2 theo x → loại đáp án A và D

Ta có Wt = 12kx2→ Đồ thị là parabol và khi x = 0 thì Wt = 0 → không thỏa mãn → đán án B sai

Mặt khác Wđ = W - 12kx2→ đồ thị cũng là parabol và khi x = 0 thì Wd = W (tức động năng cực đại – đỉnh của parabol) 👉 D

37. Một chất điểm có khối lượng 100g dao động điều hòa có đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của động năng vào li độ như hình vẽ. Lấy π2 = 10. Khoảng thời gian giữa hai lần liên tiếp thế năng của chất điểm đạt cực đại là

A. 5 s B. 10 s

C. 0,05 s D. 0,1 s

Hướng giải:

Từ đồ thị ta thấy A = 5 cm; khi x = 3 cm thì Wđ = 80 mJ

Ta có Wđ = 12k(A2 – x2) = 12mω2(A2- x2) hay 0,08 = 12.0,1.ω2(0,052 – 0,032)

→ ω = 10π rad/s → T = 0,2 s

Vậy thời gian để 2 lần liên tiếp thế năng đạt cực đại t = T2 = 0,1 s 👉 D

38. Một lò xo nhẹ, có độ cứng k = 100 N/m được treo vào một điểm cố định, đầu dưới treo vật nhỏ khối lượng m = 400 g. Giữ vật ở vị trí lò xo không biến dạng rồi buông nhẹ để vật dao động điều hòa tự do dọc theo trục lò xo. Chọn trục tọa độ thẳng đứng chiều dương hướng xuống, gốc thời gian là lúc buông vật. Tại thời điểm t = 0,2 s, một lựcF thẳng đứng, có cường độ biến thiên theo thời gian biểu diễn như đồ thị trên hình bên, tác dụng vào vật. Biết điểm treo chỉ chịu được lực kéo tối đa có độ lớn 20 N. Tại thời điểm lò xo bắt đầu rời khỏi điểm treo, tốc độ của vật là

A. 40π cm/s B. 9 cm/s C. 20π cm/s D. 20π3 cm/s

Hướng giải:

Chu kì T = 2πmk = 0,4 s

Độ biến dạng tại vị trí cân bằng: ∆ℓ0 = mgk = 4 cm

Khi lực F tăng một lượng ∆F thì vị trí cân bằng của lò xo dịch chuyển thêm một đoạn ∆ℓ = 4 cm

Tại t = 0,2 s con lắc đang ở vị trí biên của dao động thứ nhất

Dưới tác dụng của lực F vị trí cân bằng dịch chuyển đến đúng vị trí biên nên con lắc đứng yên tại vị trí này

Lập luận tương tự cho bốn lần lực tương tác tiếp theo → Biên lúc này A = 8 cm

Từ hình vẽ ta tính được v = 32vmax = 32.A. 2πT = 20π3 cm/s👉 D

39. Một chất điểm dao động điều hòa có pha dao động của li độ quan hệ với thời gian được biểu diễn như hình vẽ. Quãng đường chất điểm đi được từ thời điểm t3 đến thời điểm t4 là 10 cm và t2 – t1 = 0,5 s. Gia tốc của chất điểm tại thời điểm t = 2018 s gần giá trị nào sau đây nhất?

A. 17 cm/s2 B. 22 cm/s2

C. 20 cm/s2 D. 14 cm/s2

Hướng giải:

Ta có t2 – t1 = 0,5 s ⇒ trên Ot mỗi khoảng tương ứng 0,5 s

Pha dao động có dạng (ωt + φ)

Khi t = 0 thì (ω.0 + φ) = - 23⇒φ = - 23;

Khi t = t2 = 1 s thì (ω.1 + φ) = 0 ⇒ω = 2π3 rad/s⇒ chu kỳ T = 3 s

Phương trình dao động có dạng x = Acos(2π3t - 2π3) cm

Khi t = t3 = 2 s thì pha là 23

Khi t = t4 = 3 s thì pha là 43⇒ góc quét ∆φ = 23

Vì t4 – t3 = 1 s < T ⇒ Tại 2 vị trí t3 và t4 trên vòng tròn

Dễ dàng tính được S = A = 10 cm

⇒ Phương trình dao động x = 10cos(2π3t - 2π3) cm

⇒ Gia tốc a = - 2π32.10cos(2π3t-2π3) cm

Khi t = 2018 s thì a = 21,9 cm/s2👉 B

zzzz

Bài viết này thuộc chủ đề Vật lí , bạn có đóng góp về nội dung bài viết này xin hãy để lại nhận xét cuối bài viết hoặc liên hệ với Admin Góc Vật lí: Bùi Công Thắng nha. Chúc bạn thành công!

Bài trước: 550 câu trắc nghiệm ĐỒ THỊ Hay và Hướng Giải | Dạng 1: 48 câu về Đường Điều Hòa

Bạn muốn tìm kiếm gì không?

>