Tài liệu Chủ đề 2: Con lắc lò xo

Chia sẻ: Dinh Tuan | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:11

Thêm vào BST

Báo xấu

154
lượt xem 7
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tài liệu Chủ đề 2: Con lắc lò xo nêu lên các phương pháp để giải bài tập về con lắc lò xo như tính các đại lượng đặc trưng của con lắc lò xo; chu kì dao động của con lắc lò xo; lực đàn hồi của lò xo; năng lượng của con lắc lò xo; phương trình dao động của con lắc lò xo.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Tài liệu Chủ đề 2: Con lắc lò xo

Chủ đề 2: CON LẮC LÒ XO I. Phương pháp: * Chiều dài tự nhiên: là chiều dài của lò xo khi không biến dạng ( không bị dãn cũng không bị nén). * Độ biến dạng là độ biến dạng của lò xo lúc vật nặng ở vị trí cân bằng. Công thức: l l cb l 0 + Trường hợp con lắc có một lò xo nằm ngang: l 0 + Trường hợp con lắc có một lò xo treo thẳng đứng: k . l mg + Trường hợp con lắc có một lò xo nằm trên mặt phẳng nằm nghiêng một góc so với mặt phẳng nằm ngang: k . l mg. sin + Chiều dài tự nhiên l 0 : l 0 l cb l + Chiều dài cực đại l max : l max l0 l xm l max l min AB + Chiều dài tự nhiên l 0 : l max l0 l x m với x 2 2 * Lực đàn hồi là lực đưa vật về vị trí chiều dài tự nhiên của lò xo. Ở vị trí lò xo có chiều dài tự nhiên: Fdh 0 Công thức: Fdh k l xm + Lực đàn hồi cực đại: Fdh max k( l xm ) + Lực đàn hồi cực tiểu: Nếu x m l : Fdh min 0 Nếu x m l : Fdh min k( l xm ) II. Trắc nghiệm lý thuyết: Câu 1: Chọn câu đúng nhất trong các câu sau : A. Con lắc lò xo gồm một vật nặng treo vào lò xo. B. Con lắc đơn gồm một vật nặng treo vào một sợi dây không giãn có khối lượng không đáng kể. C. Con lắc lò xo gồm một vật nặng có khối lượng m treo vào lò xo có độ cứng là k. D. Tất cả đều đúng. Câu 2: Chọn câu đúng trong các câu sau đây: A. Biên độ dao động của con lắc lò xo chỉ phụ thuộc cách chọn gốc thời gian. B. Chu kỳ con lắc đơn phụ thuộc biên độ khi dao động với biên độ nhỏ. C. Tần số của hệ dao động tự do phụ thuộc biên độ D. Chuyển động của con lắc đơn xem là dao động tự do tại 1 vị trí xác định Câu 3: Chọn câu đúng: A. Năng lượng của dao động điều hòa biến thiên theo thời gian. B. Năng lượng dao động điều hòa của hệ “quả cầu + lò xo” bằng động năng của quả cầu khi qua vị trí cân bằng. C. Năng lượng của dao động điều hòa chỉ phụ thuộc đặc điểm của hệ. D. Khi biên độ của vật dao động điều hòa tăng gấp đôi thì năng lượng của hệ giảm một nửa. Câu 4: Tại một địa điểm trên mặt trăng: A. Dao động của con lắc lò xo và dao động của con lắc đơn không phải là dao động tự do. B. Dao động của con lắc lò xo và dao động của con lắc đơn là dao động tự do. C. Dao động của con lắc lò xo là dao động tự do còn dao động của con lắc đơn không phải là dao động tự do. D. Dao động của con lắc lò xo không phải là dao động tự do còn dao động của con lắc đơn là dao động tự do. Câu 5: Điều nào sau đây là đúng: A. Chu kỳ dao động nhỏ của con lắc đơn tỷ lệ thuận với g . B. Chu kỳ con lắc lò xo tỷ lệ nghịch với k . C. Chu kỳ con lắc lò xo và con lắc đơn đều phụ thuộc vào khối lượng vật. D. Chu kỳ con lắc đơn khi dao động nhỏ không phụ thuộc vào khối lượng hòn bi treo vào dây treo. Câu 6: Trong dao động điều hoà của con lắc lò xo, cơ năng của nó bằng: A. Tổng động năng và thế năng của vật khi qua một vị trí bất kì.
B. Thế năng của vật nặng khi qua vị trí cân bằng. C. Động năng của vật nặng khi qua vị trí biên. D. Cả A,B,C đều đúng. Câu 7: Một con lắc lò xo dao động điều hoà, cơ năng toàn phần có giá trị là W thì: A. Tại vị trí biên dao động: động năng bằng W. B. Tại vị trí cân bằng: động năng bằng W. C. Tại vị trí bất kì: thế năng lớn hơn W. D. Tại vị trí bất kì: động năng lớn hơn W. Câu 8: Trong dao động của con lắc lò xo, nhận xét nào sau đây là sai: A. Chu kì riêng chỉ phụ thuộc vào đặc tính của hệ dao động. B. Lực cản của môi trường là nguyên nhân làm cho dao động tắt dần. C. Động năng là đại lượng không bảo toàn. D. Biên độ dao động cưỡng bức chỉ phụ thuộc vào biên độ của ngoại lực tuần hoàn. Câu 9: Biên độ của một con lắc lò xo thẳng đứng dao động điều hoà: A. Là xmax. B. Bằng chiều dài tối đa trừ chiều dài ở vị trí cân bằng. C. Là quãng đường đi trong 1 chu kì khi vật xuất phát từ vị trí cân bằng hoặc vị trí biên. 4 D. Cả A,B,C, đều đúng. Câu 10: Khi thay đổi cách kích thích dao đông của con lắc lò xo thì: A. và xm thay đổi, f và không đổi. B. và W không đổi, T và thay đổi. C. , xm, f và đều không đổi. D. , xm, f và đều thay đổi. III. Bài tập trắc nghiệm: Dạng 1: CÁC ĐẠI LƯỢNG ĐẶC TRƯNG CỦA CON LẮC LÒ XO Câu 1: Một con lắc lò xo có độ cứng k 150 N m và có năng lượng dao động là 0,12J. Biên độ dao động của nó là: A. 0,4m. B. 4mm. C. 0,04m. D. 2cm. Câu 2: Một con lắc lò xo treo thẳng đứng và dao động điều hoà với tần số 4,5Hz. Trong quá trình dao động chiều dài lò xo biến thiên từ 40cm đến 56cm. Lấy g 10 m . Chiều dài rự nhiên của nó là: s2 A. 48cm. B. 46,8cm. C. 42cm. D. 40cm. Câu 3: Một lò xo khối lượng không đáng kể, treo vào một điểm cố định, có chiều dài tự nhiên l0. Khi treo vật m1 = 0,1kg thì nó dài l1 = 31cm. Treo thêm một vật m2 = 100g thig độ dài mới là l2 = 32cm. Độ cứng k là l0 là: A. 100 N B. 100 N m và 30cm. m và 29cm. C. 50 N D. 150 N m và 30cm. m và 29cm. Câu 4: Một lò xo khối lượng không đáng kể, có chiều dài tự nhiên l0, độ cứng k treo vào một điểm cố định. Nếu treo một vật m1 = 50g thì nó giãn thêm 20cm. Thay bằng vật m 2 = 100g thì nó dài 20,4cm. Chọn đáp án đúng: A. l0 = 20cm, k = 200 N B. l0 = 20cm, k = 250 N m. m . C. l0 = 25cm, k = 150 N D. l0 = 15cm, k = 250 N m . m . Câu 5: Con lắc lò xo treo thẳng đúng dao động điều hoà theo phương trình: x 2 cos(20t )(cm) . Chiều 2 dài tự nhiên của lò xo là l 0 30cm . Lấy g 10 m . Chiều dài tối thiểu và tối đa của lò xo trong uqá s2 trình dao động là: A. 30,5cm và 34,5cm. B. 31cm và 36cm. C. 32cm và 34cm. D. Tất cả đều sai.
Câu 6: Một lò xo độ cứng k 80 N m . Trong cùng một khoảng thời gian như nhau, nếu treo quả cầu khối lượng m1 thì nó thực hiện 10 dao động, thay bằng quả cầu khối lượng m2 thì số dao động giảm phân nửa. 2 Khi treo cả m1 và m2 thì tần số dao động là Hz . Tìm kết quả đúng: A. m1 4kg và m2 1kg . B. m1 1kg và m2 4kg . C. m1 2kg và m2 8kg . D. m1 8kg và m2 2kg . Câu 7: Một lò xo chiều dài tự nhiên l 0 40cm treo thẳng đúng, đầu dưới có một vật khối lượng m. Khi cân bằng lò xo giãn 10cm. Chọn trục Ox thẳng đứng, chiều dương hướng xuống, gốc toạ độ tại vị trí cân bằng. Kích thích cho quả cầu dao động với phương trình: x 2 cos( t )(cm) . Chiều dài lò xo khi quả 2 cầu dao động được nửa chu kỳ kể từ lúc bắt đầu dao động là: A. 50cm. B. 40cm. C. 42cm. D. 48cm. Câu 8: Một lò xo có khối lượng không đáng kể, chiều dài tự nhiên l 0 125cm treo thẳng đúng, đầu dưới có quả cầu m. Chọn gốc toạ độ tại vị trí cân bằng, trục Ox thẳng đứng, chiều dương hướng xuống. Vật dao động với phương trình: x 10 cos(2 t )(cm) . Lấy g 10 m . Chiều dài lò xo ở thời điểm t 0 = 0 6 s2 là: A. 150cm. B. 145cm. C. 135cm. D. 115cm. Câu 9: Một lò xo độ cứng k, treo thẳng đúng, chiều dài tự nhiên của lò xo là l 0 22cm . Kích thích cho quả cầu dao động điều hoà theo phương trình: x 2 cos 5 t (cm) . Lấy g 10 m . Trong quá trình dao động, s2 lực cực đại tác dụng vào điểm treo có cường độ 2N. Khối lượng quả cầu là: A. 0,4kg. B. 0,2kg. C. 0,1kg. D. 10g. Câu 10: Một con lắc lò xo dao động với phương trình: x 4 cos 4 t (cm) . Quãng đường vật đi được trong thời gian 30s kể từ lúc t0 = 0 là: A. 16cm. B. 3,2m. C. 6,4cm. D. 9,6m. Câu 11: Một vật m 1,6kg dao động điều hoà với phương trình: x 4 cos t (cm) . Trong khoảng thời gian s đầu tiên kể từ thời điểm t0 = 0, vật đi được 2cm. Độ cứng của lò xo là: 30 A. 30 N B. 40 N C. 50 N D. 60 N m. m. m. m. Câu 12 Một con lắc lò xo dao động theo phương ngang với phương trình: x 10 cos(2t )(cm) . Thời 2 gian ngắn nhất từ lúc t0 = 0 đến thời điểm vật có li độ 5cm là: 1 A. s. B. s. C. s. D. s. 6 4 2 2 Câu 13 Con lắc lò xo treo thẳng đứng. Chọn trục toạ độ thẳng đứng, gốc toạ độ ở vị trí cân bằng, có chiều dương hướng xuống. Kéo vật xuống một đoạn x = xm (xm: biên độ) rồi thả nhẹ lúc t0 = 0. Thời gian nó lên xm đến vị trí x = – lần đầu tiên là: 2 3T A. (T là chu kỳ dao động) B. ( là tần số góc) g 6 T T C. (T là chu kỳ dao động) D. (T là chu kỳ dao động) g 3 Câu 14 Một con lắc lò xo treo thẳng đứng, đầu dưới treo một vật khối lượng m. Chọn gốc toạ độ ở vị trí cân bằng, trục Ox thẳng đứng, chiều dương hướng lên. Kích thích quả cầu dao động với phương trình: x 5 cos(20t )(cm) . Lấy g 10 m . Thời gian vật đi từ t0 = 0 đến vị trí lò xo không biến dạng lần 2 s2 thứ nhất là:
A. s. B. s. C. s. D. s. 30 15 10 5 Câu 15 Một con lắc lò xo treo thẳng đứng có vật nặng khối lượng m 500 g , độ cứng k 25 N m đang dao động điều hoà. Khi vận tốc của vật là 40 cm thì gia tốc của nó bằng 4 3 cm . Biên độ dao động s s2 của vật là: A. 4cm. B. 16cm. C. 20 3 cm. D. 8cm.
Dạng 2: CHU KÌ DAO ĐỘNG CỦA CON LẮC LÒ XO Câu 1: Một vật nặng treo vào một lò xo, dao động theo phương thẳng đứng. Nếu vật có khối lượng m 1 thì vật có chu kỳ dao động là 3s. Nếu vật có khối lượng m 2 thì vật có chu kỳ dao động là 4s. Hỏi chu kỳ dao động của vật là bao nhiêu khi vật có khối lượng bằng tổng hai khối lượng trên? 12 A. 7s. B. 5s. C. s. D. Cả A,B,C đều sai. 7 Câu 2: Một vật nặng gắn vào lò xo treo thẳng đứng làm lò xo giãn ra một đoạn 0,8cm. Lấy g = 10m/s 2. Chu kỳ dao động tự do của vật nặng gắn vào lò xo là: A. 0,178s. B.1,78s. C. 0,562 s. D. 222 s. Câu 3: Một vật có khối lượng m treo vào một lò xo có độ cứng k. Kích thích cho vật dao động điều hòa với biên độ là 5cm thì chu kì dao động của vật là T = 0,4s. Nếu kích thích cho vật dao động với biên độ dao động là 10cm thì chu kì dao động của nó có thể nhận giá trị nào dưới đây A. 0,2s . B. 0,4s. C. 0,8s . D. Một giá trị khác. Dạng 3: LỰC ĐÀN HỒI CỦA LÒ XO Câu 1: Treo một vật nặng m = 200g vào một đầu lò xo, đầu còn lại của lò xo cố định. Lấy g=10(m/s 2). Từ vị trí cân bằng, nâng vật m theo phương thẳng đứng đến khi lò xo không biến dạng rồi thả nhẹ thì lực cực đại và cực tiểu mà lò xo tác dụng vào điểm treo lần lượt là: A. 4N và 0. B. 2N và 0N. C. 4N và 2N. D. Cả ba kết quả trên đều sai vì không đủ dữ kiện để tính. Câu 2: Một con lắc lò xo treo thẳng đứng, đầu trên cố định, đầu dưới treo một vật nặng m 100 g . Kéo vật xuống dưới vị trí cân bằng theo phương thẳng đúng rồi buông. Vật dao động với phương trình: x 5 cos(5 t )(cm) . Chọn gốc thời gian là lúc buông vật. Lấy g 10 m . Lực dùng để kéo vật 2 s2 trước khi dao động có cường độ là: A. 0,8N. B. 1,6N. C. 3,2N. D. 6,4N. Câu 3: Một con lắc lò xo gồm vật nặng khối lượng m 0,1kg và lò xo có độ cứng k 40 N m treo thẳng đứng. Cho con lắc dao động với biên độ 3cm. Lấy g 10 m . Lực cực đại tác dụng vào điểm treo là: s2 A. 2,2N. B. 0,2N. C. 0,1N. D. Tất cả đều sai. Câu 4: Một con lắc lò xo gồm vật nặng khối lượng m 0,1kg và lò xo có độ cứng k 40 N m treo thẳng đứng. Cho con lắc dao động với biên độ 2,5cm. Lấy g 10 m . Lực cực tiểu tác dụng vào điểm treo là: s2 A.1N. B. 0,5N. C. 0. D. Tất cả đều sai. Câu 5: Một lò xo treo thẳng đứng, đầu dưới có một vật m dao động điều hoà với phương trình: x 2,5 cos(10 5t )(cm) . Lấy g 10 m . Lực cực tiểu của lò xo tác dụng vào điểm treo là: 2 s2 A. 2N. B. 1N. C. 0. D. Fmin k( l xm ) Câu 6: Một con lắc lò xo treo thẳng đứng, đầu dưới có vật khối lượng m 0,1kg , lò xo có độ cứng k 40 N 18.10 3 J . Lấy g 10 m m . Năng lượng của vật là W s2 . Lực đẩy cực đại tác dụng vào điểm treo là: A. 0,2N. B. 2,2N. C. 1N. D. Tất cả đều sai. Câu 7: Một con lắc lò xo treo thẳng đứng, đầu dưới có vật m 0,5kg , phương trình dao động của vật là: x 10 cos t (cm) . Lấy g 10 m . Lực tác dụng vào điểm treo vào thời điểm 0,5s là: s2 A. 1N. B. 5N. C. 5,5N. D. 0.
Câu 8: Một lò xo treo thẳng đứng, đầu trên cố định, đầu dưới có vật nặng m 100 g , độ cứng k 25 N m . Lấy g 10 m . Chọn trục Ox thẳng đứng, chiều dương hướng xuống. Vật dao động với phương trình: s2 5 x 4 cos(5 t )(cm) . Lực phục hồi ở thời điểm lò xo độ giãn 2cm có cường độ: 6 A. 1N. B. 0,5N. C. 0,25N. D. 0,1N. Câu 9: Một con lắc lò xo gồm quả cầu m 100 g dao động điều hoà theo phương nằm ngang với phương trình: x 2 cos(10 t )(cm) . Độ lớn lực phục hồi cực đại là: 6 A. 4N. B. 6N. C. 2N. D. 1N. Câu 10: Một con lắc lò xo có độ cứng k treo thẳng đứng, đầu dưới có một vật khối lượng m 100 g . Lấy g 10 m . Chọn gốc toạ độ O tại vị trí cân bằng, trục Ox thẳng đứng. Kích thích quả cầu dao động với s2 phương trình: x 4 cos(20t )(cm) . Độ lớn của lực do lò xo tác dụng vào giá treo khi vật đạt vị trí cao 6 nhất là: A. 1N. B. 0,6N. C. 0,4. D. 0,2N. Câu 11: Một con lắc lò xo treo thẳng đứng, đầu dưới có một vật m dao động với biên độ 10cm. Tỉ số giữa 7 lực cực đại và cực tiểu tác dụng vào điểm treo trong quá trình dao động là . Lấy g 2 10 m . Tần 3 s2 số dao động là: A. 1Hz. B. 0,5Hz. C. 0,25Hz. D. Tất cả đều sai. Câu 12: Một con lắc lò xo gồm vật nặng khối lượng m 400 g , lò xo có độ cứng k 200 N m , chiều dài tự nhiên l 0 35cm được đặt trên mặt phẳng nghiêng một góc 30 0 so với mặt phẳng nằm ngang. Đầu trên cố định, đầu dưới gắn vật nặng. Cho vật dao động điều hoà với biên độ 4cm. Lấy g 10 m 2 . Chiều s dài cực tiểu của lò xo trong quá trình dao động là: A. 40cm. B. 38cm. C. 32cm. D. 30cm. Câu 13: Một con lắc lò xo treo thẳng đứng gồm vật nặng khối lượng m 500 g , lò xo có độ cứng 5 k 250 N m đang dao động điều hoà với phương trình: x 8 cos( t 6 )(cm) . Lực đàn hồi cực đại và cực tiểu của lò xo trong quá trình dao động có giá trị: A. Fmax 13 N ; Fmin 3N . B. Fmax 5 N ; Fmin 0. C. Fmax 13 N ; Fmin 0 . D. Fmax 3 N ; Fmin 0. Câu 14: Treo một vật nặng m=200g vào một đầu lò xo, đầu còn lại của lò xo cố định. Lấy g=10(m/s2). Từ vị trí cân bằng, nâng vật m theo phương thẳng đứng đến khi lò xo không biến dạng rồi thả nhẹ thì lực cực đại và cực tiểu mà lò xo tác dụng vào điểm treo lần lượt là: A. 4N và 0. B. 2N và 0. C. 4N và 2N. D. Không đủ dữ kiện để tính. Câu 15: Một con lắc lò xo khối lượng vật nặng m 1,2kg , đang dao động điều hoà theo phương ngang với 5 phương trình: x 10 cos(5t )(cm) . Độ lớn của lực đàn hồi tại thời điểm t s là: 6 5 A. 1,5N. B. 3N. C. 13,5N. D. 27N. Câu 16: Một lò xo khối lượng đáng kể có độ cứng k 100 N m , đầu trên cố định, đầu dưới gắn vật nặng có khối lượng m 1kg . Cho vật dao động điều hoà với phương trình: x 10 cos( t )(cm) . Độ lớn 3 của lực đàn hồi khi vật có vận tốc 50 3 cm và ở phía dưới vị tí cân bằng là: s A. 5N. B. 10N. C. 15N. D. 30N.
Dạng 4: NĂNG LƯỢNG CỦA CON LẮC LÒ XO Câu 1: Một con lắc lò xo gồm lò xo có khối lượng nhỏ không đáng kể,có độ cứng k 40 N m gắn với quả cầu có khối lượng m. Cho quả cầu dao động với biên độ 5cm. Động năng của quả cầu ở vị trí ứng với li độ 3cm là: A. 0,018 J. B. 0,5 J. C. 0,032 J. D. 320 J. Câu 2: Một con lắc lò xo, quả cầu có khối lượng m 0,2kg . Kích thích cho chuyển động thì nó dao động với phương trình: x 5 cos 4 t (cm) . Năng lượng đã truyền cho vật là: A. 2J. B. 2.101J. C. 2.102J. D. 4.102J. Câu 3: Một con lắc lò xo độ cứng k 20 N m dao động với chu kì 2s. Khi pha dao động là 2 rad thì gia tốc là 20 3 cm . Năng lượng của nó là: s2 A. 48.10 3 J . B. 96.10 3 J . C. 12.10 3 J . D. 24.10 3 J . Câu 4: Một con lắc lò xo gồm vật nặng khối lượng m 0,2kg và một lò xo có độ cứng k 50 N m . Kéo vật khỏi vị trí cân bằng 2cm rồi truyền cho vật một vận tốc đầu 15 5 cm . Lấy 2 10 . Năng lượng s dao động của vật là: A. 245N. B. 24,5N. C. 2,45N. D. 0,1225N. Câu 5: Một con lắc lò xo gồm một lò xo chiều dài tự nhiên 20cm. Đầu trên cố định. Treo vào đầu dưới một khối lượng 100g. Khi vật cân bằng thì lò xo dài 22,5cm. Từ vị trí cân bằng kéo vật thẳng đứng, hướng xuống cho lò xo dài 26,5cm rồi buông không vận tốc đầu. Năng lượng và động năng của quả cầu khi nó cách vị trí cân bằng 2cm là: A. 32.10 3 J và 24.10 3 J . B. 32.10 2 J và 24.10 2 J . C. 16.10 3 J và 12.10 3 J . D. Tất cả đều sai. Câu 6: Một lò xo chiều dài tự nhiên 20cm. Đầu trên cố định. đầu dưới treo một vật 120g, lò xo có độ cứng k 40 N m . Từ vị trí cân bằng kéo vật thẳng đứng, xuống dưới tới khi lò xo dài 26,5cm rồi buông nhẹ. Lấy g 10 m 2 . Động năng của vật lúc lò xo dài 25cm là: s A. 24,5.10 3 J . B. 16,5.10 3 J . C. 22.10 3 J . D. 12.10 3 J . Câu 7: Một con lắc lò xo dao động theo phương ngang với biên độ xm. Li độ vật khi động năng của vật bằng phân nửa thế năng của lò xo là: 2 xm xm 3 A. x x m 3 B. x xm C. x D. x 3 2 2 Câu 8: Một lò xo độ cứng k treo thẳng đứng vào điểm cố định, đầu dưới treo một vật m = 100g. Vật dao động điều hoà với tần số f 5 Hz , cơ năng là W 0,08 J . Lấy g 10 m . Tỉ số động năng và thế năng s2 tại li độ 2cm là: 1 1 A. 3 B. C. D. 4 3 2 Câu 9: Một con lắc lò xo dao động theo phương ngang với phương trình: x 2 cos 3 t (cm) . Tỉ số động năng và thế năng tại li độ 5cm là: A. 0,78 B. 1,28 C. 0,56 D. Tất cả đều sai. Câu 10: Một con lắc lò xo treo thẳng đứng, đầu dưới treo một vật m = 100g. Vật dao động điều hoà với phương trình: x 4 cos(20t )(cm) . Khi thế năng bằng ba lần động năng thì li độ của vật là: 2 A. + 3,46cm. B. 3,46cm. C. A và B đều sai. D. A và B đều đúng. Câu 11: Một con lắc lò xo có khối lượng vật nặng m 1kg dao động điều hoà theo phương ngang với vận tốc cực đại là 0,8 2 cm . Khi vật qua vị trí 4 2cm thì động năng bằng thế năng của nó. s A. Năng lượng dao động của con lắc là 640mJ. B. Lực đàn hồi cực đại của lò xo trong quá trình dao động là 8N.
C. Lực đàn hồi cực tiểu của lò xo trong quá trình dao động là 0. D. Cả A,B,C đều đúng. Câu 12: Một vật nặng 200g treo vào lò xo làm nó dãn ra 2cm. Trong quá trình vật dao động thì chiều dài của lò xo biến thiên từ 25cm đến 35cm. Lấy g 10 m . s2 A. 1250J. B. 12,5J. C. 0,125J. D. 125J. Dạng 5: PHƯƠNG TRÌNH DAO ĐỘNG CỦA CON LẮC LÒ XO Câu 1: Một con lắc lò xo gồm quả cầu m 300 g , k 30 N m treo vào một điểm cố định. Chọn gốc toạ độ ở vị trí cân bằng, chiều dương hướng xuống, gốc thời gian là lúc vật bắt đầu dao động. Kéo quả cầu xuống khỏi vị trí cân bằng 4cm rồi truyền cho nó một vật tốc ban đầu 40 cm hướng xuống. Phương trình s dao động của vật là: A. x 4 cos(10t )(cm) . B. x 4 2 cos(10t )(cm) . 2 4 C. x 4 2 cos(10t )(cm) . D. x 4 cos(10t )(cm) . 4 4 Câu 2: Con lắc lò xo có đồ thị như hình vẽ: Phương trình dao động của vật là: A. x 4 cos10 t (cm) . B. x 8 cos 5 t (cm) . C. x 4 cos(5t )(cm) . 2 D. x 4 cos(5t )(cm) . 2 Câu 3: Một con lắc lò xo treo thẳng đứng có độ cứng k 2,7 N m 0,3kg . Từ vị trí cân bằng m , quả cầu kéo vật xuống 3cm rồi cung cấp một vận tốc 12 cm hướng về vị trí cân bằng. Lấy t 0 = 0 tại vị trí cân s bằng. Phương trình dao động của vật là: A. x 5 cos(3t )(cm) . B. x 5 cos 3t (cm) . C. x 5 cos(3t )(cm) . D. x 5 cos(3t )(cm) . 4 2 Câu 4: Khi treo quả cầu m vào một lò xo thì nó giãn ra 25cm. Từ vị trí cân bằng kéo quả cầu xuống theo phương thẳng đúng 20cm rồi buông nhẹ. Chọn t 0 = 0 là lúc vật qua vị trí cân bằng theo chiều dương hướng xuống. Lấy g 10 m . Phương trình dao động của vật có dạng: s2 A. x 20 cos(2 t )(cm) . B. x 20 cos 2 t (cm) . 2 C. x 45 cos 2 t (cm) . D. x 20 cos100 t (cm) . Câu 5: Một con lắc lò xo treo thẳng đứng gồm vật nặng m 250 g , độ cứng k 100 N m . . Kéo vật xuống dưới cho lò xo giãn 7,5cm rồi buông nhẹ. Chọn trục Ox thẳng đứng, chiều dương hướng lên, gốc toạ độ ở vị trí cân bằng, t0 = 0 lúc thả vật. Lấy g 10 m . Phương trình dao động là: s2 A. x 7,5 cos(20t )(cm) . B. x 5 cos(20t )(cm) . 2 2 C. x 5 cos(20t )(cm) . D. x 5 cos(10t )(cm) . 2 2 Câu 6: Một lò xo độ cứng k, đầu dưới treo vật m 500 g , vật dao động với cơ năng 102J. Ở thời điểm ban đầu nó có vận tốc 0,1 m và gia tốc 3m . Phương trình dao động là: s s2
A. x 4 cos(10 t )(cm) . B. x 2 cos t (cm) . 2 C. x 2 cos(10 t )(cm) . D. x 2 cos(20t )(cm) . 3 3 Câu 7: Một lò xo đầu tên cố định, đầu dưới treo một vật khối lượng m. Vật dao động điều hoà thẳng đứng với tần số f 4,5 Hz . Trong quá trình dao động, chiều dài lò xo thoả điều kiện 40cm l 56cm . Chọn gốc toạ độ ở vị trí cân bằng, chiều dương hướng xuống, gốc thời gian là lúc lò xo ngắn nhất. Phương trình dao động của vật là: A. x 8 cos 9 t (cm) . B. x 16 cos(9 t )(cm) . 2 C. x 8 cos(4,5 t )(cm) . D. x)(cm) . 8 cos(9 t 2 2 Câu 8: Một con lắc lò xo treo thẳng đứng gồm một quả nặng có khối lượng m 1kg và một lò xo có độ cứng là k 1600 N . Khi quả nặng ở vị trí cân bằng, người ta truyền cho nó vận tốc ban đầu 2 m m s hướng thẳng đứng xuống dưới. Chọn gốc thời gian là lúc truyền vận tốc cho vật. Phương trình dao động của vật là: A. x 0,5 cos 40t (m) . B. x 0,05 cos(40t )(m) . 2 C. x 0,05 cos 40t (m) D. x 0,05 2 cos 40t (m) . Câu 9: Con lắc lò xo gồm quả nặng có khối lượng m 0,4kg và một lò xo có độ cứng k 40 N m đặt nằm ngang. Người ta kéo quả nặng lệch khỏi vị trí cân bằng một đoạn bằng 12cm và thả nhẹ cho nó dao động. Bỏ qua ma sát. Chọn trục Ox trùng với phương chuyển động của quả nặng, gốc tọa độ là vị trí cân bằng, chiều dương theo hướng kéo vật, gốc thời gian là lúc buông vật. Chọn đáp án sai: A. 10 rad . B. x m 12cm . C. . D. x 12 cos(10t )(cm) s 2 2 Câu 10: Lò xo có khối lượng không đáng kể, độ cứng k 100 N m , đầu trên cố định, đầu dưới treo vật có khối lượng m 400 g . Kéo vật xuống dưới vị trí cân bằng theo phương thẳng đứng một đoạn bằng 2cm và truyền cho nó vận tốc 10 5 cm s để nó dao động điều hòa. Bỏ qua ma sát. Gốc tọa độ là vị trí cân bằng, chiều dương hướng xuống, gốc thời gian là lúc vật ở li độ x = +1cm và di chuyển theo chiều dương Ox. Phương trình dao động của vật là: A. x 2 cos(5 10t )(cm) . B. x 2 cos(5 10t )(cm) . 3 3 C. x 2 2 cos(5 10t )(cm) . D. x 4 cos(5 10t )(cm) . 3 3 Câu 11: Treo vào điểm O cố định một đầu của một lò xo có khối lượng không đáng kể, độ dài tự nhiên l 0 = 30 cm. Đầu dưới của lò xo treo một vật M, lò xo giãn một đoạn bằng 10cm. Bỏ qua mọi lực cản. Lấy g 10 m . Nâng vật M lên vị trí cách O một khoảng bằng 38cm rồi truyền cho nó một vận tốc ban đầu s2 hướng xuống bằng 20 cm . Chọn chiều dương hướng xuống. Gốc tọa độ tại vị trí cân bằng, gốc thời gian s là lúc cung cấp vận tốc ban đầu. Chọn đáp án đúng: A. 10 rad . B. x m 2 2cm . C. x 2 2 cos(10t )(cm) .D. A và C đúng. s 4 Câu 12: Một lò xo có khối lượng không đáng kể, đầu trên cố định, đầu dưới treo một vật có khối lượng 80g. Vật dao động điều hòa theo phương thẳng đứng với tần số 4,5Hz. Trong quá trình dao động độ dài ngắn nhất của lò xo là 40cm và dài nhất là 56cm. Lấy g 9,8 m . Gốc tọa độ là VTCB, chiều dương s2 hướng xuống, t = 0 là lúc lò xo ngắn nhất. Phương trình dao động là:
A. x 8 2 cos(9 t )(cm) . B. x 8 cos(9 t )(cm) . 2 2 C. x 8 cos(9 t )(cm) . D. x 8 cos 9 t (cm) . 2 Câu 13: Một con lắc lị xo cĩ khối lượng của vật m = 2kg dao động điều hịa trn trục Ox, cĩ cơ năng là W 0,18 J . Chọn thời điểm t0 = 0 lc vật qua vị trí x 3 2cm theo chiều âm và tại đó thế năng bằng động năng. Phương trình dao động của vật là: 5 A. x 6 cos(5 2t )(cm) . B. x 6 cos(5 t )(cm) . 4 4 5 C. x 6 cos(5 t )(cm) . D. x 6 cos(5 2t )(cm) . 4 4 Cu 14:: Một con lắc lò xo, gồm một lị xo cĩ độ cứng k 10 N m có khối lượng không đáng kể và một vật có khối lượng m = 100g dao động điều hoà dọc theo trục Ox . Thời điểm ban đầu được chọn là lúc vật có vận tốc 0,1 m v gia tốc 1 m . Phương trình dao động của vật là: s s2 A. x 2 cos(10t )(cm) . B. x 2 cos(10t )(cm) . 3 3 C. x 2 cos(10t )(cm) . D. x 2 cos(10t )(cm) . 3 4 Cu 15: Một con lắc lị xo cĩ khối lượng của vật m = 2kg, dao động điều hoà có năng lượng dao động là W 0,125 J . Tại thời điểm ban đầu vật có vận tốc 0,25 m v gia tốc 6,25 m 2 . Phương trình dao s s động của vật là: A. x 10 cos(25t )(cm) . 4 B. x 10 cos(25 t )(cm) . 4 C. x 2 cos(25t )(cm) . D. x 2 cos(25t )(cm) . 4 4 Cu 16: Một con lắc lị xo dao động theo phương thẳng đứng. Trong quá trình dao động, lị xo cĩ chiều di biến thin từ 48cm đến 58cm và lực đàn hồi cực đại có giá trị là 9 N. Khối lượng của quả cầu là 400g. Chọn gốc thời gian là lúc quả cầu đi qua vị trí cân bằng theo chiều âm của quỹ đạo. Cho g 2 10 m . Phương s2 trình dao động của vật l: A. x 5 cos 5 t (cm) . B. x 5 cos(5 t )(cm) . C. x 5 cos(5 t )(cm) . D. x 5 cos(5 t )(cm) . 2 Cu 17: Lị xo cĩ chiều di tự nhin l l 0 = 25 cm treo tại một điểm cố định, đầu dưới mang vật nặng 100g. Từ vị trí cân bằng nâng vật lên theo phương thẳng đứng đến lúc chiều dài của lị xo l 31 cm rồi buơng ra. Quả cầu dao động điều hịa với chu kỳ T = 0,628s , chọn gốc toạ độ tại vị trí cân bằng, chiều dương hướng xuống. Tại thời điểm t s kể từ lúc bắt đầu dao 30 động vật đi qua vị trí cân bằng theo chiều dương. Phương trình dao động của vật là : A. x 4 cos(10t )(cm) . B. x 4 cos10t (cm) . 5 5 C. x 4 cos(10t )(cm) . D. x 4 cos(10t )(cm) . 6 6 Cu 18: Một con lắc lị xo có độ cứng k 100 N m khối lượng không đáng kể, được treo thẳng đứng, một đầu được
giữ cố định, đầu cịn lại cĩ gắn quả cầu nhỏ khối lượng m = 250 g. Kéo vật m xuống dưới theo phương thẳng đứng đến vị trí lị xo dn ra được 7,5cm, rồi buông nhẹ. Chọn gốc tọa độ ở vị trí cân bằng của vật, trục tọa độ thẳng đứng, chiều dương hướng lên, gốc thời gian là lúc thả vật. Cho g 10 m . Phương trình dao động của quả cầu là : s2 20 3 A. x 7,5 cos( t )(cm) . B. x 5 cos(20t )(cm) . 3 20 3 C. x 7,5 cos( t )(cm) . D. x 5 cos(20t )(cm) . 3