18 bai toan chon loc ve nang luong dao dong dieu hoa 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)
18. BÀI TOÁN CHỌN LỌC VỀ NĂNG LƯỢNG
Thầy Đặng Việt Hùng – Hocmai.vn
HỆ THỐNG BÀI GIẢNG và LỜI GIẢI BÀI TẬP chỉ có tại website: www.Hocmai.vn

ĐÁP ÁN TRẮC NGHIỆM
01. C
11. C
21. D

02. D
12. C
22. A

03. C
13. C
23. A

04. B
14. D

05. D
15. D

06. C
16. D

07. C
17. A

08. B
18. C

09. A
19. B

10. B
20. B

Câu 1: Một chất điểm dao động điều hòa không ma sát theo trục Ox với biên độ A, mốc thế năng tại vị trí cân bằng.
Khi vừa rời khỏi vị trí cân bằng một đoạn S thì động năng của chất điểm là 91 mJ. Đi tiếp một đoạn 2S nữa thì động
năng của chất điểm chỉ còn 19 mJ, nếu vật tiếp tục đi một đoạn S nữa thì động năng của chất điểm bằng bao nhiêu,
biết 2A > 3S và vật đổi chiều chuyển động khi đi quãng đường S cuối cùng.
A. 42 mJ.
B. 45 mJ
C. 36 mJ.
D. 32 mJ.
Lời giải:
1
Khi vật vừa qua vị trí cân bằng đoạn S: E t  E  0,091  kS2 .
2
1
2
Khi vật đi thêm một đoạn S nữa, tương tự ta có: E t   E  0,019  k  3S .
2


E t  E  0,019
E  E d1
S

 9  E  0,1(J)  
 0,3 .
A
E
E t E  0,091

Khi vật đi được 4S vật cách vị trí cân bằng 0,8A
 Et3  (0,8)2 E  0,064(J)  Ed3  0,1  0,064  0,036(J)  36(mJ) .

Vậy chọn đáp án C.
Câu 2: Một con lắc lò xo gồm lò xo nhẹ và vật nhỏ khối lượng 100 g đang dao động điều hòa theo phương ngang,
1
mốc tính thế năng tại vị trí cân bằng. Từ thời điểm t1 = 0 đến t 2  s , động năng của con lắc tăng từ 0,02 J đến giá trị
8
cực đại rồi giảm về 0,06 J. Ở thời điểm t1, thế năng của con lắc bằng 0,06 J. Biên độ dao động của con lắc là
A. 8,7 cm.
B. 7,0 cm.
C. 8,0 cm.
D. 10 cm.
Lời giải:
Cơ năng của con lắc E  0,02  0,06  0,08(J)  v0  2
Tại t1: v1  2

E d1
10


(m / s) .
m
5

Tại t2: v2  2

Ed2
30

(m / s) .
m
5

Vẽ trục thời gian ta xác định được t  t 2  t1 

E 2 10

(m / s) .
m
5

T
1
 T  (s)    4(rad / s)  k  16(N / m) .
4
2

E
 0,1(m)  10(cm) .
k

Vậy chọn đáp án D.
A 2

Câu 3: Một chất điểm dao động điều hòa không ma sát theo trục Ox với biên độ A, mốc thế năng tại vị trí cân bằng.
Khi vừa rời khỏi vị trí cân bằng một đoạn S thì động năng của chất điểm là 9,6 mJ. Đi tiếp một đoạn S nữa thì động
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

năng của chất điểm chỉ còn 8,4 mJ, nếu vật tiếp tục đi một đoạn S nữa thì động năng của chất điểm bằng bao nhiêu,
biết A > 3S?
A. 10 mJ.
B. 4,5 mJ
C. 6,4 mJ.
D. 3,6 mJ.
Lời giải:
1
Khi vật vừa qua vị trí cân bằng đoạn S: E t  E  9,6  kS2 .
2
1
2
Khi vật đi thêm một đoạn S nữa, tương tự ta có: E t   E  8, 4  k  2S .
2


E t  E  8, 4
E  Ed1

S

 4  E  10(mJ)  
 0, 2  3S  A .
A
E
E t E  9,6

Khi vật đi được 3S: Et3  9Et1  9(10  9,6)  3,6(mJ)  Ed3  10  3,6  6,4(mJ) .
Vậy chọn đáp án C.
Câu 4: Một chất điểm dao động điều hòa không ma sát theo trục Ox với biên độ A, mốc thế năng tại vị trí cân bằng.
Khi vừa rời khỏi vị trí cân bằng một đoạn S thì động năng của chất điểm là 10,92 J. Đi tiếp một đoạn S nữa thì động
2S
năng của chất điểm chỉ còn 7,68 J, nếu vật tiếp tục đi một đoạn
nữa thì động năng của chất điểm bằng bao nhiêu,
3
biết vật chưa đổi chiều chuyển động?
A. 5,75 J.
B. 4,32 J
C. 5,25 J.
D. 4,84 J.
Lời giải:
1
Khi vật vừa qua vị trí cân bằng đoạn S: E t  E  10,92  kS2 .
2
1
2
Khi vật đi thêm một đoạn S nữa, tương tự ta có: E t   E  7,68  k  2S .
2


E t  E  7,68
E  E d1
S
8

 4  E  12(J)  
 0,3  S  A .
E t E  10,92
A
E
3
2

2

2S
8
8
: E t3    E t1    (12  10,92)  7,68(J)  E d3  12  7,68  4,32(J) .
3
 3
 3
Vậy chọn đáp án B.

Khi vật đi tiếp

Câu 6: Một con lắc lò xo gồm lò xo nhẹ và vật nhỏ khối lượng 200 g đang dao động điều hòa theo phương ngang,
7
mốc tính thế năng tại vị trí cân bằng. Từ thời điểm t1 = 0 đến t 2 

s , thế năng của con lắc tăng từ 0,016 J đến giá
120
trị cực đại rồi giảm về 0,032 J. Ở thời điểm t1, động năng của con lắc bằng 0,048 J. Biên độ dao động của con lắc là
A. 8,7 cm.
B. 7,0 cm.
C. 8,0 cm.
D. 10 cm.
Lời giải:
Cơ năng của con lắc E  0,048  0,016  0,064(J)  v0  2
Tại t1: v1  2

E d1 2
 (m / s) .
m 5

Tại t2: v2  2

E d2 2 2

(m / s) .
m
5

Vẽ trục thời gian ta xác định được t  t 2  t1 

E 4
 (m / s) .
m 5

7T


 T  (s)    10(rad / s)  k  20(N / m) .
24
5

E
 0,08(m)  8(cm) .
k
Vậy chọn đáp án C.
A 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

Câu 9: Một vật dao động điều hoà với biên độ A, đang đi tới vị trí cân bằng ( t = 0, vật ở vị trí biên), sau đó một thời
gian t thì vật có thế năng bằng 36 J, đi tiếp một khoảng thời gian t nữa thì vật chỉ còn cách vị trí cân bằng một khoảng
3T
A
T
bằng . Biết ( 2t  ). Hỏi khi tiếp tục đi một thời gian
thì động năng của vật sẽ bằng bao nhiêu?
8
4
4
A. 1 J
B. 64 J

C. 38 J
D. 34 J
Lời giải:
Phương trình dao động của vật x  Acos(t) .
A
1
3
 cos(2t)    cos(t)   .
8
8
4
3A
9
16
E
 Tại thời điểm t vật cách bị trí cân bằng khoảng
 E t1  E  E  36  64(J)  E t 2 
 1(J) .
4
16
9
64
3T
Sau
thì Ed3  E t 2  1(J) .
4
Vậy chọn đáp án A.

Tại thời điểm 2t: Acos(2t)  

Câu 10: Từ thời điểm t1 đến thời điểm t1 



(s), động năng của một vật dao động điều hoà tăng từ 1,29 mJ đến giá
12
trị cực đại rồi sau đó giảm dần về 1,29 mJ. Biết rằng, ở thời điểm t1 thế năng dao động của vật (mốc thế năng ở vị rí
cân bằng) cũng bằng 1,29 mJ . Cho khối lượng của vật là 200 g. Biên độ dao động của vật là
A. 3,5 cm
B. 2,7 cm
C. 6,5 cm
Lời giải:
Cơ năng của con lắc E  1,29  1,29  2,58(mJ) .
Thời gian để động năng tăng từ
 t  t 2  t1 

D. 4,5 cm

E
E
T
đến E rồi giảm về
là .
2
2
4

T

 T  (s)    6(rad / s)  k  7,2(N / m) .

4
3

E
 2,7(cm) .
k
Vậy chọn đáp án B.
A 2

Câu 14: Một con lắc lò xo dao động điều hoà trên phương nằm ngang trên một quỹ đạo là một đoạn thẳng dài 10 cm.
Trong một chu kỳ dao động, cứ sau những khoảng thời gian bằng nhau và bằng 0,0625 s thì động năng dao động bằng
thế năng dao động. Khối lượng của vật nặng là 100 g. Động năng cực đại của con lắc là
A. 0,04 J
B. 1,16 J
C. 0,32 J
D. 0,08 J
Lời giải:
Biên độ dao động A  10 / 2  5(cm) .
Khoảng thời gian giữa mỗi lần động năng bằng thế năng trong một chu kỳ là

T
4

T
1
 0,0625(s)  T  0,25(s)    8(rad / s)  k  64(N / m)  Ed max  E  kA 2  0,08(J) .
4
2
Vậy chọn đáp án D.


Câu 15: Vật dao động điều hoà cứ mỗi phút thực hiện được 30 dao động. Khoảng thời gian giữa hai lần liên tiếp mà
1
động năng của vật bằng cơ năng của nó là
2
A. 2 s
B. 0,25 s
C. 1 s
D. 0,5 s
Lời giải:
Chu kỳ dao động của vật T  60 / 30  2  s  .
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
Khoảng thời gian giữa hai lần liên tiếp mà động năng của vật bằng

Facebook: LyHung95

1
T
cơ năng của nó là  0,5(s) .
2
4

Vậy chọn đáp án D.
Câu 16: Một con lắc lò xò gồm lò xo nhẹ có độ cứng 100 N/m và vật nhỏ có khối lượng m. Con lắc dao động điều hoà
5T
với chu kỳ T với biên độ 10 cm. Biết ở thơi điểm t vật ở vị trí M. Ở thời điểm t 
, vật lại ở vị trí M nhưng đi theo

6
chiều ngược lại. Động năng của vật khi nó ở M là
A. 375 mJ
B. 350 mJ
C. 500 mJ
D. 125 mJ
Lời giải:

A 3
 5 3cm
2
1
1
Động năng của M khi đó là : Wd  W  Wt  kA2  kx 2  0,125 J  125mJ
2
2
Dựa vào trục thời gian  vị trí M là x  

Vậy chọn đáp án D.

Câu 18: Một con lắc lò xo gồm lò xo nhẹ và vật nhỏ khối lượng 100 g đang dao động điều hoà theo phương ngang,
mốc tính thế năng tại vị trí cân bằng. Từ thời điểm t1  0 đến t2 



(s), động năng của con lắc tăng từ 0,096 J đến
48
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
A. 5,7 cm

B. 7,0 cm

C. 8 cm

D. 3,6 cm

Lời giải:
Theo đề bài, ở thời điểm t 2 thì Wt2  Wd2  0,064 J  W  2Wt2  2Wd2  0,128 J  x2  
Ở thời điểm t1  0 thì Wt1  W  Wd1  0, 032 J  x1  

 t2  t1 

A 2
2

A 2
2

T T


 
 T  s    20  rad / s 
8 12 48
10

Biên độ dao động con lắc : A 

2W
 8cm

m 2

Vậy chọn đáp án C.
Câu 19: Một vật dao động điều hoà dọc theo trục Ox, gọi t là khoảng thời gian giữa hai lần liên tiếp vật có động
năng bằng thế năng. Tại thời điểm t vật qua vị trí có tốc độ 15 3 cm/s với độ lớn gia tốc 22,5 m / s 2 , sau đó một
khoảng thời gian đúng bằng t vật qua vị trí có độ lớn vận tốc 45 cm/s. Lấy  2  10. Quãng đường mà vật có thể
đi được tối đa trong 0,1 s là
A. 6 3 cm

B. 6 6 cm

C. 6 2 cm

D. 6 cm

Lời giải:
Khoảng thời gian giữa hai lần liên tiếp vật có động năng bằng thế năng là : t 

T
4

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
2

Facebook: LyHung95

2

 v   a 
Tại thời điểm t :  1    1   11
 vmax   amax 
T
Sau thời gian t   Hai thời điểm vuông pha :
4
2
 v12  v22  vmax
 vmax  30 3  cm / s 
2

2

 15 3   22,5 
2
1  
  
  1  amax  15 3  m / s 
 30 3   amax 
a
Mặt khác : max    5  rad / s   A  6 3cm
vmax
Quảng đường tối đa mà vật có thể đi trong 0,1s là : Smax  2 A sin

t
T

 6 6cm

Vậy chọn đáp án B.
Câu 20: Một vật dao động điều hoà với chu kỳ T và vận tốc cực đại vmax . Trong khoảng thời gian từ t  t1 đến
t  t2  2t1 vận tốc vật tăng từ 0,6vmax đến vmax ròi giảm xuống 0,8vmax . Tại thời điểm t2 khoảng cách ngắn nhất từ

vật đến vị trí có thế năng cực đại bằng bao nhiêu?
0, 4
0, 2
A.
B.
vmaxT
vmaxT



C.



0,6



D.

vmaxT

0,3



vmaxT

Lời giải:
Ta có :  0.6vmax    0,8vmax   vmax  Hai thời điểm vuông pha
2

2

4A
5
3A
Tại thời điểm t 2 vật đang chuyển động theo chiều dương li độ : x 
5
Tại thời điểm t1 vật đang chuyển động theo chiều dương li độ: x  

Khoảng cách ngắn nhất từ vật đến vị trí có thế năng cực đại là : d  A  0, 6 A  0, 4 A 

0, 2 A.2





0, 2vmax



T

Vậy chọn đáp án B.

Câu 21: Một vật dao động điều hoà với biên độ A, đang đi tới vị trí cân bằng (t = 0, vật ở vị trí biên), sau đó một
khoảng thời gian t thì vật có thế năng bằng 36 J, ở thời điểm 2t thì vật chỉ còn cách vị trí cân bằng một khoảng bằng
T
A
T

thì động năng của vật sẽ bằng bao nhiêu?
. Biết  2t   . Hỏi khi tiếp tục đi một thời gian
4
8
4

A. 1 J
B. 0,8 J
C. 45,1 J
D. 0,7 J
Lời giải:
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

A
3A
 Acost 
8
4
3 A  Wt
Tại thời điểm t vật có li độ : x 


4
W

 9
   W  64 J
 16

A  Wt2

8
W

 1
 Wt2  1J

 64

Facebook: LyHung95

Ta có : Acos  2t  

Tại thời điểm 2t vật có li độ : x 
Sau thời điểm đó

T
thì Wd '  Wt2  1J
4

Vậy chọn đáp án A.
Câu 22: Một lò xo treo thẳng đứng, gồm vật nặng khối lượng m = 100 g, lò xo có độ cứng k = 100 N/m. Kéo vật

xuống dưới theo phương thẳng đứng để lò xo dãn một đoạn 3 cm rồi truyền cho vật vận tốc đầu là 20π 3 cm/s. Lấy
π2 = 10, g = 10 m/s2. Chọn trục toạ độ Ox thẳng đứng, gốc O trùng vị trí cân bằng của vật. Biết tại thời điểm t = 0,05 s
vật đi qua vị trí có động năng bằng 3 lần thế năng theo chiều âm và đang chuyển động nhanh dần. Phương trình dao
động của vật là:
A. x = 4cos(10πt-π/6) cm.
B. x = 4cos(10πt+ π/3) cm.
C. x = 3 cos(10πt – π/6) cm.
D. x = 4cos (10πt + π/6) cm.
Lời giải:
Ta có :  

k
g
 10  rad / s   lo  2  1cm
m


Khi lò xo giãn 3cm: l  lo  x  3  1  x  x  2cm
2

v
p dụng hệ thức độc lập : x     A2  A  4cm
 
Tại thời điểm t  0,05s vật đang ở vị trí động năng bằng 3 lần thế năng theo chiều âm và chuyển động nhanh dần
2




 10 .0, 05  0   0  

3
6
3


Phương trình dao động của vật là : x  10cos 10 t   cm
6

 Pha dao động của vật là

Vậy chọn đáp án A.
Câu 23: Một vật dao động điều hoà trên trục Ox quanh vị trí cân bằng là gốc O. Ban đầu vật ở vị trí cân bằng, ở thời
điểm t1 = π/6 (s) thì vật vẫn chưa đổi chiều và động năng của vật giảm đi 4 lần so với lúc đầu. Từ lúc ban đầu đến thời
điểm t2 = 5π/12 (s) vật đi được quãng đường 12 cm. Tốc độ ban đầu của vật là:
A. 16 cm/s.
B. 16 m/s
C. 8 cm/s
D. 24 cm/s.
Lời giải:
Tại thời điểm t1 


6

 s  ta có :

Wd 1
v
1
A 3

 
 x
W 4
vmax
2
2

Khoảng thời gian kể từ t=0 đến thời điểm x  
Ta có : t2 

T 
A 3
là : t    T   s
6 6
2

5 5T T T

 
12 12 4 6

Quảng đường vật đi được kể từ thời điểm t=0 đến thời điểm t2 
Tốc độ ban đầu của vật là : vmax   A 

5
A 3A
s là S  A  
 12  A  8cm
12
2

2

2
A  16cm / s
T

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

Vậy chọn đáp án A.
Giáo viên
Nguồn
Đăng kí học Online

: ĐẶNG VIỆT HÙNG
: HOCMAI.VN
: www.Hocmai.vn

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