Câu 7. Trong dao đ ng đi u hoà, đ l n gia t c c a v t
A. Tăng khi đ l n v n t c tăng. B. Không thay đ i.
C. Gi m khi đ l n v n t c tăng. D. B ng 0 khi v n t c b ng 0.
Câu 8. Trong dao đ ng đi u hoà, gia t c bi n đ i ế
A. Cùng pha v i v n t c. B. S m pha π/2 so v i v n t c.
C. Ng c pha v i v n t c.ượ D. Tr pha π/2 so v i v n t c.
Câu 9. Trong dao đ ng đi u hoà, gia t c bi n đ i ế
A. Cùng pha v i li đ . B. S m pha π/2 so v i li đ .
C. Ng c pha v i li đ .ượ D. Tr pha π/2 so v i li đ .
Câu 10. Dao đ ng c h c đ i chi u khi ơ
A. L c tác d ng có đ l n c c ti u. B. L c tác d ng b ng không.
C. L c tác d ng có đ l n c c đ i. D. L c tác d ng đ i chi u.
Câu 11. M t dao đ ng đi u hoà có ph ng trình x = Acos( ươ ωt + ϕ) thì đ ng năng và th năng cũng bi n thiên tu n hoàn v i t n ế ế
s
A. ω’ = ω.B. ω’ = 2ω.C. ω’ =
2
ω
.D. ω’ = 4ω.
Câu 14. C năng c a m t ch t đi m dao đ ng đi u hoà t l thu n v iơ
A. biên đ dao đ ng. B. li đ c a dao đ ng.
C. bình ph ng biên đ dao đ ng.ươ D. chu kì dao đ ng
Câu 18. Con l c lò xo dao đ ng đi u hoà theo ph ng ngang v i biên đ A. Li đ c a v t khi th năng b ng đ ng năng là ươ ế
A. x = ±
2
A
. B. x = ±
2
2A
. C. x = ±
4
A
. D. x = ±
4
2A
.
Câu 21. V n t c c a ch t đi m dao đ ng đi u hoà có đ l n c c đ i khi
A. Li đ có đ l n c c đ i. C. Li đ b ng không.
B. Gia t c có đ l n c c đ i. D. Pha c c đ i.
Câu 49. M t v t tham gia đ ng th i hai dao đ ng đi u hoà cùng ph ng v i các ph ng trình: x ươ ươ 1=A1cos(t+ ϕ1) x2 =
A2cos(t + ϕ2). Biên đ dao đ ng t ng h p c a chúng đ t c c đ i khi
A. ϕ2ϕ1 = (2k + 1) π.B. ϕ2ϕ1 = (2k + 1)
2
π
.C. ϕ2ϕ1 = 2kπ.D. ϕ2ϕ1 =
4
π
.
Câu 55. Biên đ dao đ ng c ng b c ưỡ không ph thu c vào
A. Pha ban đ u c a ngo i l c tu n hoàn tác d ng lên v t.
B. Biên đ ngo i l c tu n hoàn tác d ng lên v t.
C. T n s ngo i l c tu n hoàn tác d ng lên v t. D. H s l c c n tác d ng lên v t.
Câu 58. Phát bi u nào sau đây là sai khi nói v dao đ ng t t d n?
A. Biên đ dao đ ng gi m d n. B. C năng dao đ ng gi m d n.ơ
C. T n s dao đ ng càng l n thì s t t d n càng ch m.
D. L c c n và l c ma sát càng l n thì s t t d n càng nhanh.
Câu 59. Đi u ki n nào sau đây là đi u ki n c a s c ng h ng? ưở
A. Chu kì c a l c c ng b c ph i l n h n chu kì riêng c a h . ưỡ ơ
B. L c c ng b c ph i l n h n ho c b ng m t giá tr F ưỡ ơ 0 nào đó.
C. T n s c a l c c ng b c ph i b ng t n s riêng c a h . ưỡ
D. T n s c a l c c ng b c ph i l n h n t n s riêng c a h . ưỡ ơ
Câu 60. Nh n đ nh nào sau đây là sai khi nói v dao đ ng c t t d n? ơ
A. Trong dao đ ng c t t d n, c năng gi m theo th i gian. ơ ơ
B. L c ma sát càng l n thì dao đ ng t t d n càng nhanh.
C. Dao đ ng t t d n có biên đ gi m d n theo th i gian.
D. Đ ng năng gi m d n còn th năng thì bi n thiên đi u hòa. ế ế
Câu 66. Khi nói v dao đ ng đi u hòa c a con l c n m ngang, phát bi u nào sau đây là sai?
A. T c đ c a v t có giá tr c c đ i khi nó đi qua v trí cân b ng.
B. Gia t c c a v t có đ l n c c đ i v trí biên.
C. L c đàn h i tác d ng lên v t luôn h ng v v trí cân b ng. ướ
D. Gia t c c a v t có giá tr c c đ i v trí cân b ng.
* Bài t p minh h a:
1. Ph ng trình dao đ ng c a m t v t là: x = 6cos(4ươ πt +
6
π
) (cm), v i x tính b ng cm, t tính b ng s. Xác đ nh li đ ,
v n t c và gia t c c a v t khi t = 0,25 s.
GI I: Khi t = 0,25 s thì x = 6cos(4π.0,25 +
6
π
) = 6cos
6
7
π
= - 3
3
(cm);
v = - 6.4πsin(4πt +
6
π
) = - 6.4πsin
6
7
π
= 37,8 (cm/s);
a = - ω2x = - (4π)2. 3
3
= - 820,5 (cm/s2).
2. M t v t nh kh i l ng 100 g dao đ ng đi u hòa trên qu đ o th ng dài 20 cm v i t n ượ s góc 6 rad/s. Tính v n
t c c c đ i và gia t c c c đ i c a v t.
Gi i: 2. Ta có: A =
2
L
=
2
20
= 10 (cm) = 0,1 (m); vmax = ωA = 0,6 m/s; amax = ω2A = 3,6 m/s2
3. M t v t dao đ ng đi u hoà trên qu đ o dài 40 cm. Khi v trí li đ x = 10 cm v t v n t c 20 π
3
cm/s.
Tính v n t c và gia t c c c đ i c a v t.
GI I: 3. Ta có: A =
2
L
=
2
40
= 20 (cm); ω =
22
xA
v
= 2π rad/s; vmax = ωA = 2πA = 40π cm/s; amax = ω2A = 800
cm/s2.
4. M t ch t đi m dao đ ng đi u hoà v i chu 0,314 s biên đ 8 cm. Tính v n t c c a ch t đi m khi đi qua
v trí cân b ng và khi nó đi qua v trí có li đ 5 cm.
4. Ta có: ω =
314,0
14,3.22 =
T
π
= 20 (rad/s).
Khi x = 0 thì v = ± ωA = ±160 cm/s.
Khi x = 5 cm thì v = ± ω
22 xA
= ± 125 cm/s.
5. M t ch t đi m dao đ ng theo ph ng trình: x = 2,5cos10t (cm). Vào th i đi m nào thì pha dao đ ng đ t giá tr ươ
3
π
? Lúc y li đ , v n t c, gia t c c a v t b ng bao nhiêu?
5. Ta có: 10t =
3
π
t =
(s). Khi đó x = Acos
3
π
= 1,25 (cm);
v = - ωAsin
3
π
= - 21,65 (cm/s); a = - ω2x = - 125 cm/s2.
6. M t v t dao đ ng đi u hòa v i ph ng trình: x = 5cos(4 ươ πt + π) (cm). V t đó đi qua v trí cân b ng theo chi u
d ng vào nh ng th i đi m nào? Khi đó đ l n c a v n t c b ng bao nhiêu?ươ
6. Khi đi qua v trí cân b ng thì x = 0 cos(4πt + π) = 0 = cos(±
2
π
). Vì v > 0 nên 4πt + π = -
2
π
+ 2kπ t = -
3
8
+ 0,5k v i k Z. Khi đó |v| = vmax = ωA = 62,8 cm/s.
7. M t v t nh kh i l ng m = 50 g, dao đ ng đi u hòa v i ph ng trình: x = 20cos(10 ượ ươ πt +
2
π
) (cm). Xác đ nh
đ l n và chi u c a các véc t v n t c, gia t c và l c kéo v t i th i đi m t = 0,75T. ơ
7. Khi t = 0,75T =
0,75.2
π
ω
= 0,15 s thì x = 20cos(10π.0,15 +
2
π
) = 20.cos2π = 20 cm;
v = - ωAsin2π = 0; a = - ω2x = - 200 m/s2; F = - kx = - mω2x = - 10 N; a và F đ u có giá tr âm nên gia t c và l c kéo
v đ u h ng ng c v i chi u d ng c a tr c t a đ . ướ ượ ươ
8. M t v t dao đ ng đi u hòa theo ph ng ngang v i biên đ ươ
2
cm v i chu 0,2 s. Tính đ l n c a gia t c
c a v t khi nó có v n t c 10
10
cm/s.
8. Ta có: ω =
2
T
π
= 10π rad/s; A2 = x2 +
2
2
v
ω
=
2 2
2 4
v a
ω ω
+
|a| =
4 2 2 2
A v
ω ω
= 10 m/s2
9. M t v t dao đ ng đi u hòa v i ph ng trình: x = 20cos(10 ươ πt +
2
π
) (cm). Xác đ nh th i đi m đ u tiên v t đi qua
v trí có li đ x = 5 cm theo chi u ng c chi u v i chi u d ng k t th i đi m t = 0. ượ ươ
9. Ta có: x = 5 = 20cos(10πt +
2
π
) cos(10πt +
2
π
) = 0,25 = cos(±0,42π). Vì v < 0 nên 10πt +
2
π
= 0,42π + 2kπ t
= - 0,008 + 0,2k; v i k Z. Nghi m d ng nh nh t trong h nghi m này ( ng v i k = 1) là 0,192 s. ươ
10. M t v t dao đ ng đi u hòa v i ph ng trình: x = 4cos(10 ươ πt -
3
π
) (cm). Xác đ nh th i đi m g n nh t v n t c
c a v t b ng 20 π
3
cm/s và đang tăng k t lúc t = 0.
10. Ta có: v = x’ = - 40πsin(10πt -
3
π
) = 40πcos(10πt +
6
π
) = 20π
3
cos(10πt +
6
π
) =
3
2
= cos(±
6
π
). Vì v đang tăng nên: 10πt +
6
π
= -
6
π
+ 2kπ
t = -
+ 0,2k. V i k Z. Nghi m d ng nh nh t trong h nghi m này là t = ươ
6
1
s.
2. Các bài toán liên quan đ n đ ng đi, v n t c và gia t c c a v t dao đ ng đi u hòa.ế ườ
LÍ THUY T XEM TRONG T CÔNG TH C V T LÝ 12
* Ph ng pháp gi i:ươ
Cách thông d ng ti n l i nh t khi gi i bài t p lo i này s d ng m i liên h gi a dao đ ng đi u a
chuy n đ ng tròn đ u:
+ Tính quãng đ ng đi c a con l c trong kho ng th i gian ườ t t t1 đ n tế2:
- Th c hi n phép phân tích: t = nT +
2
T
+ t’.
- Tính quãng đ ng Sườ 1 v t đi đ c trong nT + ượ
2
T
đ u: S1 = 4nA + 2A.
- Xác đ nh v trí c a v t trên đ ng tròn t i th i đi m t ườ 1 v trí c a v t sau kho ng th i gian nT +
2
T
trên đ ngườ
tròn, sau đó căn c vào góc quay đ c trong kho ng th i gian ượ t’ trên đ ng tròn đ tính quãng đ ng đi đ c Sườ ườ ượ 2
c a v t trong kho ng th i gian t’ còn l i.
- Tính t ng: S = S1 + S2.
+ Tính v n t c trung bình c a v t dao đ ng đi u hòa trong m t kho ng th i gian t: Xác đ nh góc quay đ c trong ượ
th i gian t trên đ ng tròn t đó tính quãng đ ng S đi đ c và tính v n t c trung bình theo công th c: vườ ườ ượ tb =
.
+ Tính quãng đ ng l n nh t hay nh nh t v t đi đ c trong kho ng th i gian 0 < ườ ượ t <
2
T
: ϕ = ω∆t; Smax = 2Asin
2
ϕ
; Smin = 2A(1 - cos
2
ϕ
).
+ Tính t n s góc ω (t đó tính chu kỳ T ho c t n s f) khi bi t trong m t chu kỳ kho ng th i gian t đ v n t c ế
có đ l n không nh h n m t giá tr v nào đó: trong m t ph n t chu kỳ tính t v trí cân b ng kho ng th i gian đ ơ ư
v n v n t c không nh h n v là: ơ t =
4
t
; ∆ϕ =
2
T
π
t; v t có đ l n v n t c nh nh t v khi li đ |x| =
Asin∆ϕ.
Khi đó: ω =
2 2
v
A x
.
+ Tính t n s góc ω (t đó tính chu kỳ T ho c t n s f) khi bi t trong m t chu kỳ kho ng th i gian t đ v n t c ế
đ l n không l n h n m t giá tr v nào đó: trong m t ph n t chu kỳ tính t v trí biên kho ng th i gian đ v n ơ ư
có v n t c không l n h n v là: ơ t =
4
t
; ∆ϕ =
2
T
π
t; v t có đ l n v n t c l n nh t là v khi li đ |x| = Acos ∆ϕ.
Khi đó: ω =
2 2
v
A x
.
+ Tính t n s góc ω (t đó tính chu kỳ T ho c t n s f) khi bi t trong m t chu kỳ có kho ng th i gian t đ gia t c có ế
đ l n không nh h n m t giá tr a nào đó: trong m t ph n t chu kỳ tính t v trí biên kho ng th i gian đ v n ơ ư
gia t c không nh h n a là: ơ t =
4
t
; ∆ϕ =
2
T
π
t; v t có đ l n gia t c nh nh t là a khi li đ |x| = Acos ∆ϕ.
Khi đó: ω =
| |
| |
a
x
.
+ Tính t n s góc ω (t đó tính chu kỳ T ho c t n s f) khi bi t trong m t chu kỳ có kho ng th i gian t đ gia t c có ế
đ l n không l n h n m t giá tr a nào đó: trong m t ph n t chu kỳ tính t v trí cân b ng kho ng th i gian đ v n ơ ư
có gia t c không l n h n a là: ơ t =
4
t
; ∆ϕ =
2
T
π
t; v t có đ l n gia t c l n nh t là a khi li đ |x| = Asin ∆ϕ.
Khi đó: ω =
| |
| |
a
x
.
* Bài t p minh h a:
1. M t ch t đi m dao đ ng v i ph ng trình: x = 4cos(5 ươ πt +
2
π
) (cm). Tính quãng đ ng mà ch t đi m đi đ c sauườ ượ
th i gian t = 2,15 s k t lúc t = 0.
2. M t ch t đi m dao đ ng đi u a v i chu T = 0,2 s, biên đ A = 4 cm. nh v n t c trung bình c a v t trong
kho ng th i gian ng n nh t khi đi t v t li đ x = A đ n v trí li đ ế x = -
2
A
.
3. M t ch t đi m dao đ ng theo ph ng trình x = 2,5cos10t (cm). Tính v n t c trung bình c a dao đ ng trong th i ươ
gian
8
1
chu kì k t lúc v t có li đ x = 0 và k t lúc v t có li đ x = A.
4. V t dao đ ng đi u hòa theo ph ng trình: x = 2cos(10 ươ πt -
3
π
) cm. Tính v n t c trung bình c a v t trong 1,1 giây
đ u tiên.
5. M t v t dao đ ng đi u hòa theo ph ng trình: x = 5cos(2 ươ πt -
4
π
) cm. Tính v n t c trung bình trong kho ng th i
gian t t1 = 1 s đ n tế2 = 4,825 s.
6. V t dao đ ng đi u hòa theo ph ng trình: x = 12cos(10 ươ πt -
3
π
) cm. Tính quãng đ ng dài nh t ng n nh tườ
v t đi đ c trong ượ
1
4
chu kỳ.
7. M t ch t đi m dao đ ng đi u hòa v i chu kì T và biên đ 10 cm. Bi t trong m t chu kì, kho ng th i gian đ ch t ế
đi m có v n t c không v t quá 20 ượ π
3
cm/s là
2
3
T
. Xác đ nh chu kì dao đ ng c a ch t đi m.
8. M t ch t đi m dao đ ng đi u hòa v i chu kì T biên đ 8 cm. Bi t trong m t chu kì, kho ng th i gian đ ch t ế
đi m có v n t c không nh h n 40 ơ π
3
cm/s là
3
T
. Xác đ nh chu kì dao đ ng c a ch t đi m.
9. M t con l c lò xo dao đ ng đi u hòa v i chu kì T và biên đ 5 cm. Bi t trong m t chu kì, ế kho ng th i gian đ v t
nh c a con l c có đ l n gia t c không v t quá 100 cm/s ượ 2 là
3
T
. L y π2 = 10. Xác đ nh t n s dao đ ng c a v t.
10. M t con l c xo dao đ ng đi u a v i chu T biên đ 4 cm. Bi t trong m t chu kì, ế kho ng th i gian đ
v t nh c a con l c có đ l n gia t c không nh h n 500 ơ
2
cm/s2
2
T
. L y π2 = 10. Xác đ nh t n s dao đ ng c a
v t.
* Đáp s và h ng d n gi i: ướ
1. Ta có: T =
ω
π
2
= 0,4 s ;
T
t
= 5,375 = 5 + 0,25 + 0,125 t = 5T +
4
T
+
8
T
. Lúc t = 0 v t v trí cân b ng; sau 5 chu
v t đi đ c quãng đ ng 20A tr v v trí cân b ng, sau ượ ườ
4
1
chu k t v trí cân b ng v t đi đ c quãng ượ
đ ng A đ n v trí biên, sau ườ ế
8
1
chu k t v trí biên v t đi đ c quãng đ ng: A - Acos ượ ườ
4
π
= A - A
2
2
. V y
quãng đ ng v t đi đ c trong th i gian t là s = A(22 - ườ ượ
2
2
) = 85,17 cm.
2. Kho ng th i gian ng n nh t v t đi t v trí biên x = A đ n v trí cân b ng x = 0 ế
4
T
; kho ng th i gian ng n nh t
v t đi t v trí cân b ng x = 0 đ n v t li đ x = ế
2
A
3
4
T
=
12
T
; v y t =
4
T
+
12
T
=
3
T
. Qng đ ng đi đ cườ ượ
trong th i gian đó là s = A +
2
A
=
2
3A
T c đ trung bình v tb =
t
s
=
T
A
2
9
= 90 cm/s.
3. Ta có: T =
ω
π
2
= 0,2π s; t =
8
T
= 0,0785 s. Trong
8
1
chu kỳ, góc quay trên giãn đ
4
π
.
Quãng đ ng đi đ c tính t lúc x = 0 ườ ượ s = Acos
4
π
= 1,7678 cm, nên trong tr ng h p này vườ tb =
0785,0
7678,1
=
t
s
=
22,5 (cm/s).
Quãng đ ng đi đ c t lúc x = A là ườ ượ s = A - Acos
4
π
= 0,7232 cm, nên trong tr ng h p này vườ tb =
0785,0
7232,0
=
t
s
=
9,3 (cm/s).
4. Ta : T =
ω
π
2
= 0,2 s; t = 1,1 = 5.0,2 +
2
2,0
= 5T +
2
T
Quãng đ ng v t đi đ c ườ ượ : S = 5.4A + 2 A = 22A =
44 cm V n t c trung bình: v tb =
= 40 cm/s.
5. T =
ω
π
2
= 1 s; t = t2 – t1 = 3,625 = 3T +
2
T
+
8
T
. T i th i đi m t 1 = 1 s v t v trí có li đ x 1 = 2,5
2
cm; sau 3,5
chu kì v t đi đ c quãng đ ng 14 A = 70 cm và đ n v trí có li đ - 2,5 ượ ườ ế
2
cm; trong
8
1
chu kì ti p theo k t v tríế
li đ - 2,5
2
cm v t đi đ n v trí li đ x ế 2 = - 5 cm nên đi đ c quãng đ ng 5 2,5ượ ườ
2
= 1,46 (cm). V y
quãng đ ng v t đi đ c t th i đi m tườ ượ 1 đ n th i đi m tế 2S = 71, 46 cm vtb =
t
S
= 19,7 cm/s.
6. V t có đ l n v n t c l n nh t khi v trí cân b ng nên quãng đ ng dài nh t v t đi đ c trong ườ ượ
1
4
chu kỳ là
Smax = 2Acos
4
π
= 16,97 cm. V t có đ l n v n t c nh nh t khi v Khi đó |a| = ω2|x| = 100 cm/s2 ω =
||
||
x
a
= 2
10
= 2π f =
π
ω
2
= 1 Hz.
10. Trong quá trình v t dao đ ng đi u hòa, gia t c c a v t đ l n càng l n khi càng g n v trí biên. Trong m t
chu kì, kho ng th i gian đ v t nh c a con l c có đ l n gia t c không nh h n 500 ơ
2
cm/s2 là
2
T
thì trong m t ph n
t chu kì tính t v trí bn, kho ng th i gian đ v t nh c a con l c có đ l n gia t c không nh h n 500ư ơ
2
cm/s2
8
T
. Sau kho ng th i gian
8
T
k t v trí biên v t có |x| = Acos
4
π
=
2
A
= 2
2
cm.