Vật lí 12 - Chuyên đề 1. 4: Công thức độc lập thời gian trong dao dộng điều hòa

Nội dung text: Vật lí 12 - Chuyên đề 1. 4: Công thức độc lập thời gian trong dao dộng điều hòa

1. Giáo dục online Kinh Bắc 10/10/2021 CHUYÊN ĐỀ 1.4. CÔNG THỨC ĐỘC LẬP THỜI GIAN TRONG DAO DỘNG ĐIỀU HÒA VẬT LÍ 12 GIÁO VIÊN: NGUYỄN SỸ TRƯƠNG TRƯỜNG THPT TIÊN DU SỐ 1, BẮC NINH 1
2. HƯỚNG DẪN HỌC CHUYÊN ĐỀ Mức độ vận dụng (mức 3) 10/10/2021 1. CÔNG THỨC VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI TỔNG QUÁT 2. SAU KHI ĐỌC ĐỀ CÓ 20 GIÂY ĐỂ SUY NGHĨ 3. HƯỚNG DẪN GIẢI CỦA GIÁO VIÊN 4. CUỐI CHUYÊN ĐỀ CÓ “VUI HỌC NHẬN QUÀ” Hãy dừng video để có thêm thời gian suy nghĩ và nghi bài( nếu cần) 2
3. CÔNG THỨC ĐỘC LẬP THỜI GIAN 10/10/2021 Xét hai dao động ngược pha a 2A +) = −휔2 : và x dao động điều hòa ngược pha A x A O 2 +) 퐹 푣 = − 휔 : 퐹 푣 푣à dao động điều hòa ngược pha 2A Xét hai dao động vuông pha v 22 2 xvv 22 A += +1 =xA 2 AA  22 va 3 += 1 A vamax max
4. 1. Một chất điểm dao động điều hoà dọc theo trục Ox với chu kì T = 2 s và biên độ A =10 cm. Tốc độ của vật khi vật cách vị trí cân bằng một khoảng 6 cm là: A. 8 cm/s. B. 6 cm/s. C. 8 cm/s. D. 10 cm/s. 10/10/2021 Hướng dẫn giải 푣2 2 Do Ԧ ⊥ 푣Ԧ ⇒ 2 + = 2 ⇒ 푣 = 휔 2 − 2 = 102 − 62 = 8 ​cm/s. 휔2 Chọn A. 4
5. 2. Một vật dao động điều hoà với biên độ 20 cm. Khi li độ là 10 cm thì vận tốc của vật là 20 3 cm/s. Chu kì dao động của vật là: 10/10/2021 A. 0,1 s. B. 0,5 s. C. 1 s. D. 5 s. Hướng dẫn giải 푣2 푣 Ta có: 2 = 2 + ⇒ 휔 = = 2 휔2 2− 2 2 = = 1푠. Chọn C. 휔 5
6. 3. Một vật dao động điều hòa, ở thời điểm 푡1vật có li độ 1= 1 cm , và có vận tốc 푣1= 30 cm / s. Đến thời điểm 푡2vật có li độ x2 = 3 cm và có vận tốc 푣2= 10 cm / s. Hãy xác định biên độ, tần số góc của vật. 10/10/2021 A. = 10 cm;휔 = 10 rad/s. B. = 10 cm;휔 = 10 rad/s. C. = 10 cm;휔 = rad/s. D. = 10 cm;휔 = 10 rad/s. Hướng dẫn giải 2 푣 2 1 900 1 + 1 = 1 + = 1 휔 2 휔2 2 Theo đề bài ta có: 2 2 ⇔ ቐ 9 100 ⇔ 2 푣2 + = 1 2 + 2 2 = 1 휔 휔 1 1 = 2 10 1 1 = 10 = ⇔ ൝ 6 휔2 2 1000 휔 = 10 /푠
7. 4. Một vật dao động điều hòa, ở thời điểm 푡1 vật có li độ 1 và có vận tốc 푣1. Đến thời điểm t2 vật có li độ 2 1 ≠ 2 ) và có vận tốc 푣2. Chu kì dao động của vật là 2 2 2 2 2 2 2 2 10/10/2021 1− 2 1− 2 푣1 −푣2 푣2 −푣1 A. = 2 2 2 . B. = 2 2 2 . C. = 2 2 2 . D. = 2 2 2 . 푣1 −푣2 푣2 −푣1 1− 2 1− 2 Hướng dẫn giải 2 2 2 2 2 푣1 2 푣2 2 2 푣1 − 푣2 1 + 2 = 2 + 2 = ⇒ 휔 = 2 2 휔 휔 2 − 1 2 2 2 2 2 1− 2 2− 1 ⇒ = = 2 2 2 = 2 2 2 Chọn B. 휔 푣2 −푣1 푣1 −푣2 7
8. 5. Một chất điểm dao động điều hoà dọc theo trục Ox , ở thời điểm 푡1, vật có li độ 1, và có vận tốc 푣1. Đến thời điểm t2 vật có li độ 2 1 ≠ 2 và có vận tốc 푣2. Biên độ dao động của vật 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 10/10/2021 푣2 1−푣1 2 푣1 2−푣2 1 푣1 1−푣2 2 푣2 2−푣1 1 A. = 2 2 .B. = 2 2 .C. = 2 2 .D. = 2 2 . 푣2 −푣1 푣2 −푣1 푣2 −푣1 푣2 −푣1 Hướng dẫn giải 2 2 2 2 2 푣1 2 푣2 2 2 푣1 푣2 ⇔ 1 + 2 = 2 + 2 = ⇒ 휔 = 2 2 = 2 2 휔 휔 − 1 − 2 2 2 2 2 2 2 2 2 ⇔ 푣1 − 푣1 2 = 푣2 − 푣1 푣2 2 2 2 2 2 2 2 2 푣1 2− 1푣2 푣2 1−푣1 2 ⇒ = 2 2 = 2 2 . Chọn A 푣1 −푣2 푣2 −푣1 8
9. 6. Một vật dao động điều hoà khi vật có li độ = 4 3 cmthì vận tốc của vật là 푣 = 8 ​cm/s và gia tốc là −16 2 3 cm/s2. Chu kì và biên độ của dao động lần lượt là A. = 1푠; = 10 . B. = 2푠; = 8 . 10/10/2021 C. = 1푠; = 8 . D. = 1푠; = 6 . Hướng dẫn giải 2 Ta có: = −휔2 ⇒ 휔2 = = 4 2 ⇒ 휔 = 2 ⇒ = = 1 푠 − 휔 푣2 48 2 Áp dụng hệ thức độc lập ta có: 2 + = 2 ⇔ 4 3 + = 2 ⇒ = 8 . 휔2 4 2 Chọn C. 9
10. 7. Một chất điểm dao động điều hoà dọc theo trục Ox. Khi chất điểm có tốc độ là 푣1thì gia tốc của nó là a1. Khi chất điểm có tốc độ là 푣2 푣2 ≠ 푣1 thì gia tốc của nó là a2. Tần số góc của chất điểm là 10/10/2021 2 2 2 2 2 2 2 2 2− 1 2− 1 2− 1 푣2 −푣1 A. 휔 = 2 2 B. 휔 = 2 2 C. 휔 = 2 2 D. 휔 = 2 2 푣1 −푣2 푣1 −푣2 푣2 −푣1 1− 2 Hướng dẫn giải 2 2 푣1 1 2 2 + 4 = 푣2 2 푣2 2 푣2 푣2 2 2 Do 푣Ԧ ⊥ Ԧ ⇒ ൞휔 휔 ⇒ 1 + 1 = 2 + 2 ⇒ 1 − 2 = − 1 + 2 푣2 2 휔2 휔4 휔2 휔4 휔2 휔2 휔4 휔4 2 + 2 = 2 휔2 휔4 2 2 2 2 2 2− 1 2− 1 휔 = 2 2 ⇒ 휔 = 2 2. Chọn B 푣1 −푣2 푣1 −푣2 10
11. 8. Một chất điểm dao động điều hoà dọc theo trục Ox . Khi chất điểm đi qua vị trí cân bằng thì tốc độ của nó là 20 cm / s. Khi chất điểm có tốc độ 16 cm / s thì gia tốc của nó có độ lớn là 24 cm / s2. Biên độ dao động của chất điểm là A. A = 20 cm. B. A = 8 cm. C. A = 16 cm. D. A = 10 cm. 10/10/2021 Hướng dẫn giải Ta có: 푣1 = 푣 = 20, 1 = 0 và 푣2 = 16; 2 = 24. 2 2 푣1 1 2 2 + 4 = 2− 2 24 2 Mặt khác: ቐ휔 휔 ⇒ 휔2 = 2 1 = = 4 ⇒ 휔 = 2 푣2 2 푣2−푣2 202−162 2 + 2 = 2 1 2 휔2 휔4 푣 ⇒ = =10 cm. Chọn D. 휔 11
12. 2 푣2 9. Một vật dao động điều hoà với phương trình liên hệ v, x dạng + = 4, trong đó 4 16 x (cm), v (cm/s). Biên độ và tần số góc dao động của vật là A. 2 cm; 2 rad/s. B. 4 cm; 2 rad/s. C. 4 cm; 4 rad/s. D. 2 cm; 4 rad/s. 10/10/2021 Hướng dẫn giải 2 푣2 2 푣2 2 푣2 = 4 Ta có: + = 4 ⇔ + = 1 = + ⇒ ቊ 4 16 16 64 2 휔 2 휔 = 8 ⇒ 휔 = 2 /푠 Chọn B. 12
13. 10. Hai chất điểm dao động điều hòa cùng biên độ và chu kỳ lần lượt là 1 và 2 = 2 1. Khi chúng có cùng ly độ thì tỉ số độ lớn vận tốc là 10/10/2021 푣 2 푣 푣 1 푣 A. 1 = B. 1 = 2 C. 1 = D. 1 = 2 푣2 2 푣2 푣2 2 푣2 Hướng dẫn giải 2 2 2 2 푣1 휔1 − 2 Ta có: 푣 = 휔 − . Do đó = 2 2 = = 2. Chọn B. 푣2 휔2 − 1 13
14. 11. Cho hai chất điểm dao động điều hòa cùng tần số, có phương trình dao động lần lượt là = 표푠 휔푡 − ; = 표푠 휔푡 + . Tại thời điểm 푡 chất diểm thứ 1 1 2 2 2 2 1 nhất có li độ 5 cm thì chất điểm thứ hai có li độ −3 3 . Tại thời điểm 푡2chất điểm thứ 10/10/2021 nhất có li độ -2cm thì chất điểm thứ hai có li độ là A. 1,2 3 B. −1,2 3 C. 1,6 3 D. −1,6 3 Hướng dẫn giải 1 2 1 1 x1 và x2 ngược pha ta có mối quan hệ: = − ⇒ = − 1 2 2 2 1 1 5 −2 ⇒ = ⇔ = ⇒ 2 푡2 = 1,2 3 cm. Chọn A. 2 푡1 2 푡2 −3 3 푡1 2 푡2 14
15. 12. Cho hai chất điểm dao động điều hòa cùng tần số, có phương trình dao động lần lượt 2 2 2 là: 1 = 1 표푠 휔푡 + 휑1 , 2 = 2 표푠 휔푡 + 휑2 Cho biết 4 1 + 2 = 25 . Khi chất điểm thứ nhất có li độ là = 2 cm. thì tốc độ của chất điểm thứ nhất là 6 cm/s. 1 10/10/2021 Khi đó tốc độ của chất điểm thứ hai là A. 12 cm/s. B. 6 cm/s. C. 16 cm/s. D. 8 cm/s. Hướng dẫn giải Khi 1 = 2 cm, thay vào 1 ⇒ 2 = 3 . 2 2 25 Chia 2 vế (1) cho 25, được 1 + 2 = 1 ⇒ , vuông pha 2 = ; 2 = 25 25 25 1 2 1 4 2 4 Hai chất điểm dao động cùng tần số 푣1 푣2 6 푣2 휔 = = ⇔ = ⇒ 푣2 = 16 cm/s. Chọn C. 25 25−32 2− 2 2− 2 −22 1 1 2 2 4 15
16. 13. Một chất điểm đang dao động điều hòa trên trục Ox. Cho ba điểm M, I, N trên Ox với I là trung điểm của đoạn MN. Gia tổc của chất điểm khi ngang qua vị trí M và I lần lượt là 20 cm/s2 và 10 cm/s2. Gia tốc chuyển động của chất điểm lúc ngang qua vị trí N là A. 15 cm/s2 B. 30 cm/s2 C. 5 cm/s2 D. 0 cm/s2 10/10/2021 Hướng dẫn giải + I trung điểm MN: = ⇒ = 2 − ; 2 và có = −휔2 2 2 2 2 Nhân cả 2 vế cho −휔 : −휔 = 2 −휔 − −휔 ⇔ = 2 − 2 ⇒ = 2.10 − 20 = 0 cm/s . Chọn D. 16
17. VUI HỌC NHẬN QUÀ ĐÁP ÁN CÂU HỎI KÌ TRƯỚC Câu 1. Một vật nhỏ chuyển động tròn đều theo một quỹ đạo tâm O, bán kính R. Trong 12s vật quay được 18 vòng. Gọi P là hình chiếu vuông góc của vật trên trục tung. Biết bán kính quỹ đạo tròn là 32cm ; lấy 2 =10 . Số đo vận tốc cực đại và gia tốc cực đại ở chuyển động của P là: A. 9 2/(cm ;270 scm) 2/ s ( 2 ) B. 8 2/(cm ;240 scm) 2/ s ( 2 ) C. 9 2/(cm ;270/ scm) s ( 2 ) D. 8 2/(cm ;240/ scm) s ( 2 ) Câu 2. Cho một vật dao động điều hòa có phương trình chuyển động x = 10cos 2 t − (cm). Vật đi 6 qua vị trí cân bằng lần đầu tiên vào thời điểm: A. 1/3 (s) B. 1/6(s) C. 2/3(s) D. 1/12(s)
18. VUI HỌC NHẬN QUÀ ✓ Điền câu trả lời vào phần bình luận sau video ✓ Học sinh có câu trả lời đúng bà nhanh nhất sẽ nhận được quà của ban tổ chức CÂU HỎI KÌ NÀY Câu 1: Một vật dao động điều hòa với chu kỳ tần số f = 2 Hz. Tại thời điểm t vật có li độ x = 4 cm và tốc độ v = 8 /푠 thì quỹ đạo chuyển động của vật có độ dài là A. 4,94 cm. B. 4,47 cm. C. 7,68 cm. D. 8,94cm 푣2 2 Câu 2: Một vật dao động điều hoà với phương trình liên hệ a, v dạng + = 1 trong 360 1,44 đó v /푠 , /푠2 . Biên độ dao động của vật A. 2 cm B. 3 cm C. 4 cm D. 2 2cm
19. kinhbac.edubit.vn BÀI TẬP TỰ LUYỆN CÓ LỜI GIẢI CHI TIẾT ĐƯỢC ĐĂNG TRONG NHÓM FACE: 10/10/2021 GIÁO DỤC ONLINE KINH BẮC