Giáo án tốt nghiệp vật lý 12

Giáo án ôn thi TN lớp12
Tiết 1-2. Dao động cơ học.
Kiểm tra sĩ số:
* Nội dung:
I/ Kiến thức cần nhớ:
1- Dao động điều hoà
- Ptrình d.đ.đ.h: x = A.sin (

t +

).
Với x li độ; A biên độ;

- tần số góc (rad/s); (

t +

)- pha dao động (rad).
Chu kì dao động (giây): T =


2
Tần số dao động (Héc): f =
=
T
1


2
( suy ra

= 2

f )
- Vận tốc và gia tốc của vật dao động:
V = x=

Acos(

t+

); a = v = x= -

2
A.sin(

t+

) = -

2
x.
+ Suy ra phơng trình dao động điều hoà là nghiệm của phơng trình: a = -

2
x hay
x+

2
x = 0.
+ Hệ thức:

2
x
2
+ v
2
=

2
A
2
.
- Mỗi dao động điều hoà đợc biểu diễn bằng một véc tơ quay (PP vectơ quay
Frexnen).
Tổng hợp hai dao động điểu hoà cùng phơng, cùng tần số: x
1
= A
1
sin(

t +

1
),
X
2
= A
2
sin(

t +

2
).
Là một dao động điều hoà cùng phơng, cùng tần số, có phơng trình:
x = A.sin(

t +

) với biên độ: A =
)cos(.2
12
2
2
2
1
2
2
2
1

++
AAAA
và pha ban đầu

,
mà tg

=
2211

2211
coscos
sinsin


AA
AA
+
+
- Chuyển động của một vật sẽ là dao động điều hoà, khi lực (hợp lực) tác dụng lên nó
có biểu thức: F = -kx.
2- Con lắc lò xo:
- Lực (hay hợp lực ) tác dụng lên vật là lực đàn hồi: F = -kx; (k là độ cứng của lò xo).
- Phơng trình dao động: x = A.sin (

t +

).
Với A và

đợc xác định từ điều kiện ban đầu.
1
Ngày giảng: 12C
4
://2007
12C
5
://2007
12C
6

://2007
Sĩ số: 12C
4
: ...../ 41. Vắng: .........................................................................................
Sĩ số: 12C
5
: ...../ 40. Vắng: ..........................................................................................
Sĩ số: 12C
6
: ...../ 41. Vắng: .........................................................................................
- Tần số góc và chu kỳ dao động:


=
m
k
; T = 2

k
m
( m là khối lợng của vật).
- Thế năng đàn hồi: E
t
=
2
2
kx


E

tmax
=
2
2
kA
- Động năng của vật: E
đ
=
2
.
2
vm


E
đmax
=
2
22
Am

- Cơ năng toàn phần: E =
2
2
kA
=
2
22
Am

= E
đmax
= E
tmax
.
3- Con lắc đơn:
- Hợp lực tác dụng lên vật theo phơng chuyển động: F = -mg.sin

.
(

là góc lệch khỏi vị trí cân bằng, m là khối lợng của vật).
Với dao động nhỏ: f

-mg

= -mg
l
S
. ( S là li độ dao động, l là chiều dài con lắc).
- Tần số góc và chu kỳ dao động:

=
l
g
; T = 2

g
l
.

- Thế năng: E
t
= mgl(1- cos

)

mgl
2
2

.
Cơ năng toàn phần: E =
22
222
oo
mglSm

=
( S
o
,

o
là biên độ dao động).
II/ Câu hỏi và bài tập trắc nghiệm:
1) Dao động tuần hoàn và dao động điều hoà. Con lắc lò xo.
Câu 4. Gốc thời gian đã đợc chọn vào lúc nào nếu PT dao động của 1 dao động đh có
dạng: x = Asin(

t +

2

). ?
A. Lúc chất điểm có li độ x = +A
B. Lúc chất điểm có li độ x = -A.
C. Lúc chất điểm đi qua vị trí cân bằng theo chiều (+)
D. Lúc chất điểm đi qua vị trí cân bằng theo chiều ( -).
Đáp án: PTd.đ. của một d.đ. đ.h. có dạng: x = Asin(

t +
2

). Gốc thời gian đã
đợc chọn vào lúc chất điểm có li độ x = +A.

Chọn A.
Trả lời các câu hỏi 5, 6, 7 nhờ sử dụng dữ kiện sau: Một con lắc lò xo gồm 1 vật có
lợng m = 100g treo vào đầu 1 lò xo có độ cứng k = 100N/m. Kích thích vật dao
động, vật có vận tốc cực đại bằng V
max
= 62,8 cm/s. Lấy
2

= 10.
Câu 5. Biên độ nào sau đây đúng với biên độ d.đ. của vật ?
A.
2
cm; B. 2 cm; C. 4 cm; D. 3,6 cm.
Đáp án: Biên độ dao động đợc tính theo công thức: V
max

=

A

A =

ãm
V
;
2
Với
m
k
=



A = V
max
k
m

= 0,628.
100
1,0
= 0,019859 m

0,02 m = 2 cm.

Chọn B.

Câu 6. Chọn gốc thời gian là lúc vật đi qua vị trí cân bằng theo chiều (+) thì pha ban
đầu của d.đ. của vật có thể nhận giá trị nào sau đây ?
A. +
3

; B. 0; C. -

; D. -
4

.
Đáp án: Tại t = 0 ta có : Li độ x = Asin

= 0

sin

= 0; Vận tốc là v =

Acos

>
0



= 0

Chọn B.
Câu 7. Vận tốc của vật khi đi qua vị trí cách vị trí cân bằng 1 cm có thể nhận giá trị nào

sau đây ?
A. 62,8 cm; B. 50,25 cm; C. 54,77 cm; D. 36cm.
Đáp án: áp dụng công thức:

2
x
2
+ v
2
= A
2

2


v =

22
xA

=
m
k
.
22
xA

v =
.
1,0

100
22
01,002,0


0,5477 m/s = 54,77 cm/s

Chọn C.
Tìm kết quả đúng trong các câu 8, 9 nhờ sử dụng dữ kiện sau: Một vật thực hiện
dao động điều hoà với biên độ A = 12 cm và chu kì T = 1s.
Câu 8. Chọn gốc thời gian là lúc vật đi qua VTCB theo chiều (+), PT dao động của vật
là:
A. x = -12Sin2

t (cm); B. x = 12 Sin2

t (cm);
C. x = 12Sin(2

t +

) (cm); D. x = 12Sin(2

t +
2

) (cm).
Đáp án: Biên độ A = 12 cm; T/số góc:

=

T

2
= 2

rad/s.
Tại t =0, x = 0 nên ta có: x = 0 = Asin





= 0 hoặc

=

.
Vì tại t = 0, vật đi qua vị trí cân bằng theo chiều dơng nên: v =

Acos

> 0

cos

> 0. Vậy chỉ chọn

= 0
PT d.đ. là x = 12sin2

t (cm) Chọn B.
Câu 9. Tại thời điểm t = 0,25 s kể từ lúc bắt đầu d.đ., li độ của vật bằng:
A. 12 cm; B. -12 cm; C. 6 cm; D. -6 cm.
Đáp án: Tính li độ: Khi t = 0,25 s thì x = 12sin2

4
1
= 12sin
2

= 12 cm.

Chọn A
3
Ngày giảng: 12C
4
://2007
12C
5
://2007
12C
6
://2007
Tiết 3-4. Dao động cơ học
(Tiếp).
Kiểm tra sĩ số:
* Nội dung:
Câu hỏi và bài tập trắc nghiệm:
Trả lời các câu hỏi 10, 11 nhờ sử dụng dữ kiện sau: Một chất điểm dao động đ.h.
với PT: x = 6Sin(

t +
2

) (cm).
Câu 10. Tại thời điểm t = 0,5 s, chất điểm có li độ nào trong các li độ nêu đớ đây ?
A. x = 3 cm; B. x = 6 cm; C. x = 0 ; D. Một giá trị khác.
Đáp án: Tại t = 0,5s

x = 6sin(
2

+
2

) = 6sin

= 0

Chọn C.
Câu 11. Tại thời điểm t = 0,5 s, chất điểm có vận tốc nào trong các vận tốc đợc nêu dới
đây ?
A. v = 3

cm/s; B. v = - 3

cm/s C. v = - 6

cm/s; D. v = 6

cm/s.
Đáp án: Từ PT: x = 6sin(

t +
2

) (cm), suy ra vận tốc: v = 6

.cos(

t +
2

)
(cm/s).
Tại t = 0,5 s, ta có v = -6

cm/s

Chọn C.
Trả lời các câu 12; 13 bằng các dữ kiện sau: Một vật có khối lợng m treo vào đầu 1
lò xo có độ cứng k. Kích thích cho vật dao động với biên độ 5 cm thì chu kì dao
động của nó là T = 0,4 s.
Câu 12. Nếu kích thích cho vật dao động với biên độ 10 cm thì chu kì d.đ. của nó có thể
nhận giá trị nào trong các giá trị sau ?
A. 0,2 s; B. 0,4 s; C. 0,8 s; D. Một giá trị khác.
Đáp án: Chu kì dao động của con lắc: T = 2

k
m

không phụ thuộc vào biên độ dao
động, nên chu kì dao động vẫn bằng 0,4s

Chọn B.
Câu 13. Lý do nào là thích hợp để giải thích sự lựa chọn trên ?
A. Chu kì của con lắc lò xo tỉ lệ nghịch với biên độ.
B. Chu kì của con lắc lò xo tỉ lệ với biên độ.
C. Chu kì của con lắc lò xo tỉ lệ nghịch với căn bậc hai của biên độ.
D. Một lí do khác.
Đáp án: Không có lí do nào nêu trên.

Chọn D.
4
Sĩ số: 12C
4
: ...../ 41. Vắng: .........................................................................................
Sĩ số: 12C
5
: ...../ 40. Vắng: ..........................................................................................
Sĩ số: 12C
6
: ...../ 41. Vắng: .........................................................................................
Câu 14. Một con lắc lò xo treo thẳng đứng gồm 1 quả nặng khối lợng 1kg và 1 lò xo có
độ cứng k = 1600N/m. Khi quả nặng ở VTCB, ngời ta truyền cho nó 1 vận tốc ban đầu v
= 2 m/s hớng thẳng đứng xuống dới. Chọn gốc thời gian là lúc truyền vận tốc cho vật.
PT dao động nào sau đây là đúng ?
A. x = 0,5sin40t (m); B. x = 0,05sin(40t+
2

) (m).

C. x = 0,05sin40t (m); D. 0,05
2
sin40t (m).
Đáp án: Chọn trục toạ độ Ox theo ph]ơng thẳng đứng. Gốc toạ độ trùng với vị trí cân
bằng, chiều (+) hớng xuống. Chọn gốc thời gian là lúc truyền vận tốc cho vật. PT dao
động có dạng: x = Asin (

t +

) .
- Tần số góc:

=
m
k
= 40 rad/s.
- Tìm A và

. Tại t = 0; x = 0 cm; v = 2 m/s.
- Ta đợc hệ PT: x = 0 = Asin

(1)
V = 2 =

Acos

> 0 (2)
V = 2 =

A

A =

2
=
40
2
= 0,05 m .

PT dao động: x = 0,05sin40t (m).

chọn C.
Câu 15. Khi gắn quả nặng có khối lợng m
1
vào một lò xo, thấy nó dao động với chu kì
T
1
. Khi gắn quả nặng có khối lợng m
2
vào lò xo đó, nó dao động với chu kì T
2
. Nếu gắn
động thời m
1
và m
2
vào cùng lò xo đó, chu kì dao động nào của chúng là đúng ?
A.
2
2

2
1
TT
+
; B. T = T
1
2
+ T
2
2
.
C. T =
2
21
TT
+
; D. T = T
1
+ T
2
.
Đáp án: Với m
1
ta có: : T
1
= 2

k
m
1

; với m
2
: T
2
= 2

k
m
2


Khi gắn đồng thời 2 quả nặng, chu kì của con lắc là:
T = 2

k
mm
21
+

T
2
= 4

2

+
k
m
k
m
21

= T
1
2
+ T
2
2
Suy ra: T =
2
2
2
1
TT
+


Chọn A.
Câu 16. Một con lắc lò xo gồm vật nặng dới một lò xo dài. Chu kì dao động của con lắc
là T. Chu kì dao động của con lắc lò xo khi bị cắt bớt một nửa là T ? Chọn đáp án đúng
trong các đáp án sau:
A. T =
2
T
; B. T = 2T; C. T = T

2
; D. T =
2
T
.
Đáp án: Theo công thức tính độ cứng của vật đàn hồi k = E
l
S
, độ cứng của lò xo tỉ lệ
nghịch với chiều dài. Vì vậy, khi chiều dài của lò xo giảm đi một nửa thì độ cứng của nó
tăng gấp đôi.
Khi cha cắt lò xo: T = 2

k
m
; khi lò xo chỉ còn một nửa: T = 2

k
m
k
m
2
2
'

=
5

= 0 thế vào (2):

=
T
T '
k
m
k
m

2:
2
2
=
2
1


T =
2
T


chọn D.
Tìm kết quả đúng trong các câu 17, 18 nhờ sử dụng dữ kiện sau: Một con lắc lò xo
gồm lò xo có độ cứng k treo quả nặng khối lợng là m. Hệ dao đông với biên độ A và
chu kì T.
Câu 17. Độ cứng của lò xo là:
A. k =
2

2
2
T
m

. B. k =
2
2
4
T
m

. C. k =
2
2
.4 T
m

. D. k =
2
2
.2 T
m

.
Đáp án: Tìm độ cứng k. Từ công thức chu kì: T = 2

k
m

T
2
= 4

2
k
m

k =
2
2
4
T
m



chọn B.
Câu 18. Giá trị cực đại của lực đàn hồi tác dụng vào quả nặng:
A. F
max
= k






+

A
k
mg
2
. B. F
max
= k







A
k
mg
.
C. F
max
= k






+
A
k

mg
. D. F
max
= k






+
A
k
mg2
.
Đáp án: Lực đàn hồi F = k.

l. F
max



l
max
và

l
max
=

l
0
+ A.
Trong đó: A là biên độ;

l
0
là độ dãn của lò xo khi vật ở vị trí cân bằng.
Khi vật ở vị trí cân bằng, ta có: F = P

k

l
0
= mg



l
0
=
k
mg
.
Từ đó: F
Max
= k.

l
max

= k






+
A
k
mg


chọn C.
Tiết 5-6. Dao động cơ học
(Tiếp).
Kiểm tra sĩ số:
6
Sĩ số: 12C
4
: ...../ 41. Vắng: .........................................................................................
Sĩ số: 12C
5
: ...../ 40. Vắng: ..........................................................................................
Sĩ số: 12C
6
: ...../ 41. Vắng: .........................................................................................
Ngày giảng: 12C
4
://2007

12C
5
://2007
12C
6
://2007