12 luyen tap nang cao ve CLLX giai btap

Khóa học PEN–C (Nhóm N3) môn Vật lí – HOCMAI.VN – Thầy ĐẶNG VIỆT HÙNG

Facebook: LyHung95

LỜI GIẢI BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM (Khóa PEN-C N3)
12. LUYỆN TẬP NÂNG CAO VỀ CON LẮC LÒ XO
Thầy Đặng Việt Hùng – Hocmai.vn
HỆ THỐNG BÀI GIẢNG và LỜI GIẢI BÀI TẬP chỉ có tại website: www.Hocmai.vn

BẢNG ĐÁP ÁN TRẮC NGHIỆM
01. D
11. A
21. A
31. B

02. D
12. B
22. C
32. D

03. D
13. A
23. C
33. D

04. B
14. D
24. C
34. B

05. B

15. D
25. B
35. C

06. B
16. D
26. C

07. C
17. D
27. C

08. D
18. C
28. B

09. B
19. C
29. A

10. B
20. A
30. A

LỜI GIẢI CHI TIẾT
Dùng dữ kiện sau trả lời cho câu 1; câu 2
Một con lắc lò xo có khối lượng m  2 kg dao động điều hòa theo phương nằm ngang. Vận tốc có độ lớn cực
đại bằng 0,6 m/s. Chọn gốc thời gian là lúc vật qua vị trí x  3 2 cm theo chiều âm và tại đó động năng bằng
thế năng.
Câu 1: Biên độ và chu kì của dao động có những giá trị nào sau đây?

2π
2π
A. A  6 2 cm,T 
B. A  6 cm,T 
(s).
(s).
5
5
6
π
π
C. A 
D. A  6 cm,T  (s).
cm,T  (s).
5
5
2
Lời giải:
Tại x  3 2 động năng bằng thế năng  3 2  A / 2  A  6(cm) .
Ta có A  0,6(m / s)   

0,6

 10(rad / s)  T  (s) .
0,06
5

Vậy chọn đáp án D.
Câu 2: Chọn gốc tọa độ là VTCB. Phương trình dao động của vật có những dạng nào sau đây?
π


A. x  6 2 cos 10t   cm.
4


C. x 

π

B. x  6 2 cos 10πt   cm.
4


π

cos 10t   cm.
4
2


π

D. x  6cos 10t   cm.
4


6

Lời giải:
Tại t = 0 vật đi qua vị trí A / 2 theo chiều âm  pha ban đầu là


.
4



 x  6cos 10t   cm. Vậy chọn đáp án D.
4


Câu 4: Khi treo vật m vào lò xo thì lò xo dãn ra 

o

 25 cm. Từ VTCB kéo vật xuống theo phương thẳng đứng một

đoạn 20 cm rồi buông nhẹ để vật dao động điều hòa. Chọn gốc tọa độ thời gian là lúc vật qua VTCB theo chiều dương
hướng xuống. Lấy g = π2. Phương trình chuyển động của vật có dạng nào sau đây?
π

A. x  20cos  2πt   cm.
2


π

B. x  20cos  2πt   cm.
2


Tham gia trọn vẹn khóa Luyện thi PEN-C (Nhóm N3) tại HOCMAI.VN để sẵn sàng chinh phục kì thi THPTQG 2017 !


Khóa học PEN–C (Nhóm N3) môn Vật lí – HOCMAI.VN – Thầy ĐẶNG VIỆT HÙNG
π

C. x  10cos  2πt   cm.
2


Facebook: LyHung95

π

D. x  10cos  2πt   cm.
2


Lời giải:
Ta có A  20(cm);  

g
 2(rad / s) .
 o

Tại t = 0 vật đi qua vị trí cân bằng theo chiều dương  pha ban đầu là 


.

2



 x  20cos  2t   cm. Vậy chọn đáp án B.
2


Câu 5: Một vật có khối lượng m = 400 (g) được treo vào lò xo có khối lượng không đáng kể, độ cứng k = 40 N/m.
Đưa vật đến vị trí lò xo không biến dạng rồi thả nhẹ, vật dao động điều hoà. Chọn gốc tọa độ tại VTCB, chiều dương
hướng xuống, gốc thời gian là lúc vật bắt đầu dao động. Phương trình dao động của vật là
A. x  5cos 10t  π  cm.

B. x  10cos 10t  π  cm.

π

C. x  10cos 10t   cm.
2


D. x  5cos 10t  cm.
Lời giải:

Ta có  

k
 10(rad / s); 
m

0



g
 10(cm)  A  10(cm) .
2

Tạii t = 0 vật đi qua biên âm  pha ban đầu là   x  10cos 10t  π  cm.
Vậy chọn đáp án B.
Câu 6: Một con lắc lò xo gồm quả cầu khối lượng m = 100 (g) treo vào một lò xo có độ cứng k = 20 N/m. Kéo quả
cầu thẳng đứng xuống dưới vị trí cân bằng một đoạn 2 3 cm rồi thả cho quả cầu trở về vị trí cân bằng với vận tốc có
độ lớn là 0, 2 2 m/s. Chọn gốc thời gian là lúc thả quả cầu, trục Ox hướng xuống dưới, gốc toạ độ O tại vị trí cân
bằng của quả cầu. Cho g = 10 m/s2. Phương trình dao động của quả cầu có dạng là
π

A. x  4sin 10 2t   cm.
4


2π 

B. x  4sin 10 2t 
 cm.
3 


5π 

C. x  4sin 10 2t   cm.

6 


π

D. x  4sin 10 2t   cm.
3


Lời giải:
Ta có  

k
 10 2(rad / s) .
m

Hệ thức liên hệ A 2  x 2 

v2
v2
2

A

x

 4(cm) .
2
2

Tại t = 0 vật đi qua vị trí A 3 / 2 theo chiều âm  pha ban đầu là


.
6


2 


 x  4cos 10 2t    4sin 10 2t 
 cm.
6
3 


Vậy chọn đáp án B.

Câu 7: Một con lắc lò xo dao động điều hoà với chu kì T = 5 (s). Biết rằng tại thời điểm t = 5 (s) quả lắc có li độ x0 =
xo 

2
π 2
cm/s. Phương trình dao động của con lắc lò xo là
cm và vận tốc vo 
2
5

Tham gia trọn vẹn khóa Luyện thi PEN-C (Nhóm N3) tại HOCMAI.VN để sẵn sàng chinh phục kì thi THPTQG 2017 !

Khóa học PEN–C (Nhóm N3) môn Vật lí – HOCMAI.VN – Thầy ĐẶNG VIỆT HÙNG
 2πt π 
A. x  2 sin 
  cm.
2
 5

 2πt π 
B. x  2 sin 
  cm.
2
 5

 2πt π 
C. x  sin 
  cm.
4
 5

 2πt π 
D. x  sin 
  cm.
4
 5

Facebook: LyHung95

Lời giải:
Ta có  

2 2

(rad / s) .
T
5

Hệ thức liên hệ A 2  x 2 

v2
v2
2

A

x

 1(cm) .
2
2

Tại t = 5 (s) = T vật đi qua vị trí A / 2 theo chiều dương.

 Tại t = 0 vật cũng đi qua vị trí A / 2 theo chiều dương.
 2t  
 2t  
 x  cos 
   sin 
  cm.
4

4
 5
 5
Vậy chọn đáp án C.

Câu 10: Con lắc lò xo dao động theo phương thẳng đứng với biên độ 8 cm và chu kì T. Khoảng thời gian ngắn nhất
từ lúc lực đàn hồi cực đại đến lúc lực đàn hồi cực tiểu là T/3. Tốc độ của vật tính theo cm/s khi nó cách vị trí thấp nhất
2cm. Lấy g = π2 m/s2.
A. 57,3cm/s
B. 83,12 cm/s.
C. 87,6 cm/s
D. 106,45cm/
Lời giải:
T T
Khoảng thời gian ngắn nhất từ lúc lực đàn hồi cực đại đến lúc lực đàn hồi cực tiểu là    0  A  Fmin  0 .
3 2
A
Vẽ trục thời gian ta dễ dàng xác định  0   4(cm) .
2
g
 5(rad / s) .
 0



Hệ thức liên hệ A2  x 2 

v2
 v   A 2  x 2  5 82  62  83,12(cm / s) .
2



Vậy chọn đáp án B.
Câu 11: Một con lắc lò xo có độ cứng k = 100 N/m dao động điều hòa dưới tác dụng của lực hồi phục có phương




trình F  5cos  2 t 
A. x 

5
6


 ( N ) .Người ta đã chọn t = 0 vào lúc:


5 3
cm ; v  0
2

C. x  

B. x 

5 3
cm ; v  0
2

5 3
cm ; v  0
2

D. x  

5 3
cm ; v  0
2

Lời giải:
Ta có x  

F
5 
5 


 5cos  2t   (cm)  v  10 sin  2t   (cm / s) .
k
6 
6 




 5  5 3
(cm)
 x  5cos    
2


 6 
Tại t = 0 
 v  10 sin   5   5(cm / s)  0



 6 
Vậy chọn đáp án A.
Tham gia trọn vẹn khóa Luyện thi PEN-C (Nhóm N3) tại HOCMAI.VN để sẵn sàng chinh phục kì thi THPTQG 2017 !


Khóa học PEN–C (Nhóm N3) môn Vật lí – HOCMAI.VN – Thầy ĐẶNG VIỆT HÙNG

Facebook: LyHung95

Câu 14: Xét 1 hệ quả cầu và lò xo dao động điều hòa theo phương thẳng đứng. Chu kỳ dao động của hệ là T=2s và tỉ
số giữa độ lớn lực đàn hồi của lò xo và trọng lực của quả cầu khi nó ở vị trí thấp nhất là 26/25. Nếu chọn chiều dương
của trục tọa độ hướng lên, gốc tọa độ là vị trí cân bằng O, gốc thời gian lúc quả cầu đang ở vị trí thấp nhất. Cho

g   2  10 . Phương trình li độ của quả cầu là :
A. x  3cos  t    cm 




C. x  0, 75cos   t 

B. x  0,75cos  t  cm 



D. x  4cos  t    cm 

  cm 
2
Lời giải:

2
 (rad / s) .
T
k( 0  A) 26
mg  kA 26
A 1
Mà



 2 
 A  4(cm) .
mg
25
mg
25
g 25

Ta có  

Tại t = 0 vật đi qua biên âm  pha ban đầu là  .
 x  4cos(t  )(cm) .

Vậy chọn đáp án D.
Câu 15: Cho 2 con lắc lò xo, con lắc thứ nhất dao động với chu kỳ T1 =T, con lắc thứ 2 có chu kỳ T2 =2T. Kích thích
cho 2 con lắc dao động với cùng biên độ A. Tại thời điểm nào đó, cả 2 con lắc có cùng chung li độ x. Tỉ số vận tốc
của con lắc thứ nhất và thứ 2 là :
A.

1
4

B.

1
2

C. 4

D. 2

Lời giải:
Ta có T2  2T1  1  22 . Hệ thức liên hệ A 2  x 2 

v2
v

 v   A2  x 2  1  1  2 .
2

v 2 2

Vậy chọn đáp án D.

Câu 16: Cho 2 con lắc lò xo, con lắc thứ nhất có khối lượng m dao động với chu kỳ T1 = T, con lắc thứ 2 có
khối lượng 2m dao động với chu kỳ T2 = 2T. Kích thích cho 2 con lắc dao động với cùng biên độ A. Tỉ số
độ lớn lực kéo về cực đại của con lắc thứ nhất và con lắc thứ 2 là:
1
1
A.
B.
C. 4
D. 2
4
2
Lời giải:
m
4m
1 2
Ta có : T2  2T1  2  1    k1  2k2
k2
k1
k2 k1
Tỉ số độ lớn lực kéo về cực đại của con lắc thứ nhất và con lắc thứ hai :

F1 k1 A

2
F2 k2 A

Vậy chọn đáp án D.
Câu 17: Cho 2 con lắc lò xo, con lắc thứ nhất có khối lượng m dao động với chu kỳ T1 =T, con lắc thứ 2 có
khối lượng 2m dao động với chu kỳ T2 = 2T. Tại thời điểm nào đó, cả 2 con lắc có cùng chung li độ x (x

0). Tỉ số độ lớn lực kéo về cực đại của con lắc thứ nhất và con lắc thứ 2 là:
1
1
A.
B.
C. 4
D. 2
4
2
Lời giải:
Tại thời điểm nào đó, cả 2 con lắc có cùng chung li độ x (x 0)  A1  A2
Tham gia trọn vẹn khóa Luyện thi PEN-C (Nhóm N3) tại HOCMAI.VN để sẵn sàng chinh phục kì thi THPTQG 2017 !


Khóa học PEN–C (Nhóm N3) môn Vật lí – HOCMAI.VN – Thầy ĐẶNG VIỆT HÙNG

Ta có : T2  2T1 

Facebook: LyHung95

m2 4m1
1 2

   k1  2k2
k2
k1
k2 k1

Tỉ số độ lớn lực kéo về cực đại của con lắc thứ nhất và con lắc thứ hai :

F1 k1 A

2
F2 k2 A

Vậy chọn đáp án D.
Câu 19: Một con lắc lò xo có độ cứng k = 40 N/m đầu trên được giữ cố định còn phia dưới gắn vật m. Nâng
m lên đến vị trí lò xo không biến dạng rồi thả nhẹ vật dao động điều hòa theo phương thẳng đứng với biên
độ 2,5 cm. Lấy g = 10 m/s2. Trong quá trình dao động, trọng lực của m có công suất tức thời cực đại bằng
A. 0,41W
B. 0,64W
C. 0,5W
D. 0,32W
Lời giải:

g
 20rad
lo

Ta có : lo  A  2,5cm   
Khối lượng của vật : m 

k

2

 0,1kg

Mặt khác: P  Fv  mgv  Công suất cực đại khi tốc độ của vật đạt giá trị cực đại  Pmax  mg A  0,5W
Vậy chọn đáp án C.

Câu 20: Một con lắc lò xo gồm vật nặng khối lượng m và lò xo có độ cứng k dao động điều hòa theo
phương thẳng đứng với tần số góc 5 rad/s ở nơi có gia tốc trọng trường g = 10 m/s2; lấy 2 = 10. Biết gia
tốc cực đại của vật nặng amax > g. Trong thời gian một chu kì dao động, thời gian lực đàn hồi của lò xo và
lực kéo về tác dụng vào vật cùng hướng là t1, thời gian 2 lực đó ngược hướng là t2. Cho t1 = 5t2. Trong một
chu kì dao động, thời gian lò xo bị nén là :
1
2
1
2
A.
B. s
C.
D.
s
s
s
15
15
30
3
Lời giải:
k
g
Ta có :  2  
 g   2 lo
m lo
Mà amax  g   2 A   2 lo  A  lo

t  t  T
T

 t2 
Theo bài ta có :  1 2
6
 t1  5t2
Khi vật chuyển động trên đoạn lo  O và lo  O thì 2 lực trên ngược hướng  lo 
Thời gian lò xo bị nén là tnen 

A
2

2T T 2
  s
6
3 15

Vậy chọn đáp án A.
Câu 21: Một vật dao động theo phương trình x = 10cos(2πt – π/6) (cm). Kể từ lúc t = 0 đến lúc vật qua li độ
5 cm theo chiều dương lần thứ 2013 thì lực hồi phục sinh công âm trong khoảng thời gian là
A.

12077
12

B.

12027
s
12

C.

2013
2

D.

6041
s
6

Lời giải:
Lực phục hồi sinh công âm khi vật đi từ VTCB ra biên.
T
Trong một chu kì, thời gian lực phục hồi sinh công âm là
2
Tham gia trọn vẹn khóa Luyện thi PEN-C (Nhóm N3) tại HOCMAI.VN để sẵn sàng chinh phục kì thi THPTQG 2017 !


Khóa học PEN–C (Nhóm N3) môn Vật lí – HOCMAI.VN – Thầy ĐẶNG VIỆT HÙNG

Facebook: LyHung95

A 3
theo chiều dương
2
Kể từ lúc t = 0 đến lúc vật qua li độ 5 cm theo chiều dương lần thứ 2013 thì lực hồi phục sinh công âm
2012T T T 12077
trong khoảng thời gian là: t 
  
s

2
4 6
12
Vậy chọn đáp án A.
Tại t = 0 vật đang ở vị trí x 

Câu 22: Một vật dao động theo phương trình x = 10cos(2πt – π/6) (cm). Kể từ lúc t = 0 đến lúc vật qua li độ
5 cm theo chiều dương lần thứ 2013 thì lực hồi phục sinh công dương trong khoảng thời gian là
A.

12077
12

B.

12027
s
12

C.

2013
2

D.

6041
s
6

Lời giải:
Lực phục hồi sinh công dương khi vật đi từ vị trí biên đến vị trí cân bằng
T
Trong một chu kì, thời gian lực phục hồi sinh công dương là
2
A 3
theo chiều dương
2
Kể từ lúc t = 0 đến lúc vật qua li độ 5 cm theo chiều dương lần thứ 2013 thì lực hồi phục sinh công dương
2012T T 2013
trong khoảng thời gian là t 
 
s
2
2
2
Vậy chọn đáp án C.

Tại t = 0 vật đang ở vị trí là

Câu 24: Một con lắc lò xo có độ cứng k = 50 N/m đầu trên được giữ cố định còn phia dưới gắn vật m. Nâng
m lên đến vị trí lò xo không biến dạng rồi thả nhẹ vật dao động điều hòa theo phương thẳng đứng với biên
độ 5 cm. Lấy g = 10 m/s2. Trong quá trình dao động, trọng lực của m có công suất tức thời cực đại bằng?
A.

5 5
W
4

B.

5 3
W
4

C.

5 2
W
4

D.

4 5
W
5

Lời giải:
Ta có : lo  A  5cm   

g
k
 10 2  m  2  0, 25kg
lo


Công suất trọng lực : P  Fv  mgv

 Công suất trọng lực cực đại khi vận tốc đạt cực đại  Pmax  Fvmax  mg A 

5 2
W
4

Vậy chọn đáp án C.
Câu 27: Một con lắc lò xo treo thẳng đứng, lò xo có khối lượng không đáng kể, độ cứng k = 50 N/m, khối
lượng vật treo là 200 g. Vật đang đứng yên ở vị trí cân bằng thì được kéo thẳng đứng xuống dưới để lò xo
giãn tổng cộng 10 cm rồi thả nhẹ cho nói dao động điều hòa. Lấy g = π2 = 10. Thời gian lực đàn hồi tác
dụng lên giá treo ngược chiều với lực phục hồi trong một chu kì dao đông là
A. 0,323 s
B. 0,33 s
C. 0,307 s
D. 0,283 s
Lời giải:
mg
Ta có : lo 
 0, 04m  4cm
k

Tham gia trọn vẹn khóa Luyện thi PEN-C (Nhóm N3) tại HOCMAI.VN để sẵn sàng chinh phục kì thi THPTQG 2017 !


Khóa học PEN–C (Nhóm N3) môn Vật lí – HOCMAI.VN – Thầy ĐẶNG VIỆT HÙNG

Facebook: LyHung95

Vật đang đứng yên ở vị trí cân bằng thì được kéo thẳng đứng xuống dưới để lò xo giãn tổng cộng 10 cm rồi
thả nhẹ cho nói dao động điều hòa  l  10cm  lo  A  10cm  A  6cm
Khi vật từ lo  O thì 2 lực trên cùng chiều
Khoảng thời gian 2 lực trên cùng chiều là t 

2 arcsin

4
6  0, 0929s

5
Khoảng thời gian 2 lực trên ngược chiều là : t '  T  t  0, 4  0,929  0,307s
Vậy chọn đáp án C.
Câu 28: Một con lắc lò xo có độ cứng k = 40 N/m đầu trên được giữ cố định còn phia dưới gắn vật m. Nâng
m lên đến vị trí lò xo không biến dạng rồi thả nhẹ vật dao động điều hòa theo phương thẳng đứng với biên
độ 4 cm. Lấy g = 10 m/s2. Trong quá trình dao động, trọng lực của m có công suất tức thời cực đại gần giá
trị nào nhất?
A. 1,14 W

B. 1,02 W

C. 1,05 W

D. 1,22 W

Lời giải:
Ta có : lo  A  4cm   

g
k
 5  m  2  0,16kg
lo


Công suất trọng lực : P  Fv  mgv

 Công suất trọng lực cực đại khi vận tốc đạt cực đại  Pmax  Fvmax  mg A  1,02W
Vậy chọn đáp án B.
Câu 29: Một vật dao động theo phương trình x = 4cos(5πt + 2π/3) cm. Kể từ lúc t = 0 đến lúc vật qua li độ
2 2 cm theo chiều dương lần thứ 23 thì lực hồi phục sinh công âm trong khoảng thời gian là

A.

271
s
60

B. 4,5 s

C.

67
15

D.

133
s
30

Lời giải:
Lực phục hồi sinh công âm khi vật đi từ VTCB ra biên.
T
Trong một chu kì, thời gian lực phục hồi sinh công âm là

2
A
Tại t = 0 vật đang ở vị trí x   theo chiều âm
2
Kể từ lúc t = 0 đến lúc vật qua li độ 2 2cm theo chiều dương lần thứ 23 thì lực hồi phục sinh công âm
22T T T 271
trong khoảng thời gian là: t 
  
s
2
6 8 60
Vậy chọn đáp án A.
Câu 31: Một con lắc lò xo treo thẳng đứng, lò xo có khối lượng không đáng kể, độ cứng k = 50 N/m, khối
lượng vật treo là 200 g. Vật đang đứng yên ở vị trí cân bằng thì được kéo thẳng đứng xuống dưới để lò xo
giãn tổng cộng 12 cm rồi thả nhẹ cho nói dao động điều hòa. Lấy g = π2 = 10. Thời gian lực đàn hồi tác
dụng lên vật cùng chiều với lực phục hồi trong một chu kì dao đông là
A. 1/5 s
B. 1/3 s
C. 1/15 s
D. 2/15 s
Lời giải:
Ta có : lo 

mg
g
 0, 04m  4cm   
 5  rad 
k
lo

Tham gia trọn vẹn khóa Luyện thi PEN-C (Nhóm N3) tại HOCMAI.VN để sẵn sàng chinh phục kì thi THPTQG 2017 !


Khóa học PEN–C (Nhóm N3) môn Vật lí – HOCMAI.VN – Thầy ĐẶNG VIỆT HÙNG

Facebook: LyHung95

Vật đang đứng yên ở vị trí cân bằng thì được kéo thẳng đứng xuống dưới để lò xo giãn tổng cộng 12 cm rồi
thả nhẹ cho nói dao động điều hòa:  l  lo  A  12cm  A  8cm
Khi vật đi từ vị trí lo  O và O  lo thì lực đàn hồi ngược chiều với lực phục hồi
Khoảng thời gian lực đàn hồi ngược chiều với lực phục hồi trong một chu kì là : t 

2T T

12 6

Khoảng thời gian lực đàn hồi cùng chiều với lực phục hồi trong một chu kì là: t '  T  t  T 

T 5T 1

 s
6
6 3

Vậy chọn đáp án B.

Tham gia trọn vẹn khóa Luyện thi PEN-C (Nhóm N3) tại HOCMAI.VN để sẵn sàng chinh phục kì thi THPTQG 2017 !