Trắc nghiệm về năng lượng trong dao động điều hòa Vật lí 12 có lời giải và đáp án

Trắc nghiệm về năng lượng trong dao động điều hòa Vật lí 12 có lời giải và đáp án rất hay và bổ ích.Chúc bạn ôn tập hiệu quả và đạt kết quả cao trong kì thi tới !

Thông tin:
3 trang 10 tháng trước

Bình luận

Vui lòng đăng nhập hoặc đăng ký để gửi bình luận.

Trắc nghiệm về năng lượng trong dao động điều hòa Vật lí 12 có lời giải và đáp án

Trắc nghiệm về năng lượng trong dao động điều hòa Vật lí 12 có lời giải và đáp án rất hay và bổ ích.Chúc bạn ôn tập hiệu quả và đạt kết quả cao trong kì thi tới !

48 24 lượt tải Tải xuống
Trang 1
BÀI TP TRC NGHIM
VỀ NĂNG LƯỢNG TRONG DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA
I. PHƯƠNG PHÁP
S dng các kiến thc v năng lượng trong dao động điều hòa đã được nhắc đến trong phn lí thuyết.
II. VÍ D MINH HA
d 1: Trong dao động điều hòa ca mt vt thì tp hợp ba đại lượng nào sau đây không thay đi
theo thi gian
A. Vn tc, lực, năng lượng toàn phn. B. Biên độ, tn s, gia tc.
C. Biên độ, tn số, năng lượng toàn phn. D. Gia tc, chu k, lc.
Li gii
Năng lượng được bảo toàn nên không đổi, biên độ và tn s không đổi
Đáp án C.
Ví d 2: Trong dao động điều hòa
A. Khi gia tc cực đại thì động năng cực tiu.
B. Khi lc kéo v cc tiu thì thế năng cực đại.
C. Khi động năng cực đại thì thế năng cũng cực đại.
D. Khi vn tc cực đại thì pha dao động cũng cực đại.
Li gii
Gia tc cực đại khi vt biên âm. biên thì vn tc bằng 0 nên động năng cũng bằng 0.
Đáp án A.
Ví d 3: Mt vật dao động điều hoà vi chu k T, động năng của vt biến đổi theo thi gian
A. Tun hoàn vi chu k T. B. Tun hoàn vi chu k 2T.
C. Vi mt hàm sin hoc cosin. D. Tun hoàn vi chu k T/2.
Li gii
Động năng của vt biến đổi tun hoàn theo thi gian vi chu k T/2 (xem li phn lí thuyết)
Đáp án D.
Ví d 4: Phát biểu nào sau đây về động năng và thế năng trong dao động điều hoà là sai?
A. Thế năng đạt giá tr cc tiểu khi độ ln gia tc ca vật đạt giá tr cc tiu.
B. Động năng đạt giá tr cực đại khi vt chuyển động qua v trí cân bng.
C. Thế năng đạt giá tr cực đại khi tốc độ ca vật đạt giá tr cực đại.
D. Động năng đạt giá tr cc tiu khi vt mt trong hai v trí biên.
Li gii
C sai. Tốc độ ca vật đạt giá tr cực đại khi vt v trí cân bng. v trí cân bng, thế năng bằng 0.
Đáp án C.
Ví d 5: Mt vt có khối lượng m dao động điều hòa vi biên độ A. Khi chu tăng 3 lần thì năng lượng
ca vt s
A. Tăng 3 lần. B. Gim 9 ln. C. Tăng 9 lần. D. Gim 3 ln.
Trang 2
Li gii
Năng lượng ca vt là
2
2 2 2
1 1 2
22
W m A m A
T

==


Do đó, khi chu kì tăng 3 lần thì năng lượng gim
2
39=
ln.
Đáp án B.
Ví d 6: Trong dao động điều hòa, v trí nào thì động năng của con lc có giá tr gp n ln thế năng?
A.
A
x
n
=
. B.
1
A
x
n
=
+
. C.
1
A
x
n
=
+
. D.
1
A
x
n
=
+
.
Li gii
Muốn tìm li độ ta cn biết thế năng, do đó từ gi thiết
đt
W nW=
ta s thay vào biu thc bo toàn cơ năng
đt
W W W+=
để rút
theo W t đó tính được x theo A. Tht vy, ta có
22
1 1 1 1
.
1 2 1 2
đt
t t t
đt
W W W
nW W W W W kx kA
W nW
nn
+=
+ =
==
++
=
( )
*
1
A
x
n
=
+
Đáp án C.
STUDY TIP
(*) là mt biu thc rt quan trng và ta cn ghi nh để làm bài tp.
d 7: Mt chất điểm dao động điều hòa không ma sát. Khi va ra khi v trí cân bng một đoạn S,
động năng của chất điểm 1,8 J. Đi tiếp một đoạn S nữa thì động năng chỉ còn 1,5 J và nếu đi thêm mt
đoạn S nữa thì động năng bây gi là? Biết rng vật chưa đổi chiu chuyển động.
A. 0,9 J. B. 1,0 J. C. 0,8 J. D. 1,2 J.
Li gii
Muốn tính động năng tại v trí đó thì ta cn tính thế năng tại v trí đó cơ năng. vật chưa đổi chiu
chuyển động và thế năng tỉ l thun vi bình phương li độ nên
21
31
1
2
3
4
2
9
3
tt
tt
xS
WW
xS
WW
xS
=
=
=

=
=
Bảo toàn năng lượng ta có
1 1 2 2 1 1 1
2 2 3 3 1 1 3 3
1,8 4 1,5 0,1
4 1,5 9 1
t đ t đ t t t
t đ t đ t t đ đ
W W W W W W W W
W W W W W W W W W

+ = + = + = + =
+ = + = + =

+
=

Đáp án B.
d 8: Hai con lc xo ging hệt nhau đặt trên cùng mt phng nm ngang. Con lc th nht con
lc th hai dao động điều hòa cùng pha với biên độ lần lượt 3A A. Chn mc thế năng của mi con
lc ti v trí cân bng của nó. Khi động năng của con lc th nht là 0,72 J thì thế năng của con lc th hai
là 0,24 J. Khi thế năng của con lc th nhất là 0,09 J thì động năng của con lc th hai là
A. 0,31 J. B. 0,01 J. C. 0,08 J. D. 0,32 J.
Trang 3
Li gii
Vì hai dao động điều hòa cùng pha nên ta luôn có
12
12
1
1
22
1
1
22
3
9
9
3
tt
dd
x
A
WW
xA
WW
v
A
vA
==
=


=
==
Khi
đ
đ đ đ
= = = = + = + =
1 2
1
12
2
0,72 0,08 0,08 0,24 0,32
9
t
JW
W
WWWW J
.
Khi
1
21 2 2
2
0,09 0,01 0,32 0,01 0,31
9
đ
t
t t t
W
W
W W J W W J= = = = = =
.
Đáp án A.
Ví d 9: Mt vt nh dao động điều hòa dc theo trc Ox. Khi vt cách v trí cân bng một đoạn 2 cm thì
động năng của vt là 0,48 J. Khi vt cách v trí cân bng một đoạn 6 cm thì động năng của vt là 0,32 J.
Biên độ dao động ca vt bng
A. 8 cm. B. 14 cm. C. 10 cm. D. 12 cm.
Động năng của vật dao động điều hòa
( )
2
2
1
2
đ
W k A x=−
vi
x
là khong cách t v trí cân bng ti vt
1
2
22
22
1
2 2 2 2
2
0,48 2
1,5 10 cm
0,32 6
đ
đ
W
Ax
A
A
W A x A
= = = =
−−
Đáp án C.
| 1/3

Preview text:

BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM
VỀ NĂNG LƯỢNG TRONG DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA I. PHƯƠNG PHÁP
Sử dụng các kiến thức về năng lượng trong dao động điều hòa đã được nhắc đến trong phần lí thuyết.
II. VÍ DỤ MINH HỌA
Ví dụ 1: Trong dao động điều hòa của một vật thì tập hợp ba đại lượng nào sau đây là không thay đổi theo thời gian
A. Vận tốc, lực, năng lượng toàn phần.
B. Biên độ, tần số, gia tốc.
C. Biên độ, tần số, năng lượng toàn phần.
D. Gia tốc, chu kỳ, lực. Lời giải
Năng lượng được bảo toàn nên không đổi, biên độ và tần số không đổi Đáp án C.
Ví dụ 2: Trong dao động điều hòa
A. Khi gia tốc cực đại thì động năng cực tiểu.
B. Khi lực kéo về cực tiểu thì thế năng cực đại.
C. Khi động năng cực đại thì thế năng cũng cực đại.
D. Khi vận tốc cực đại thì pha dao động cũng cực đại. Lời giải
Gia tốc cực đại khi vật ở biên âm. Ở biên thì vận tốc bằng 0 nên động năng cũng bằng 0. Đáp án A.
Ví dụ 3: Một vật dao động điều hoà với chu kỳ T, động năng của vật biến đổi theo thời gian
A. Tuần hoàn với chu kỳ T.
B. Tuần hoàn với chu kỳ 2T.
C. Với một hàm sin hoặc cosin.
D. Tuần hoàn với chu kỳ T/2. Lời giải
Động năng của vật biến đổi tuần hoàn theo thời gian với chu kỳ T/2 (xem lại phần lí thuyết) Đáp án D.
Ví dụ 4: Phát biểu nào sau đây về động năng và thế năng trong dao động điều hoà là sai?
A. Thế năng đạt giá trị cực tiểu khi độ lớn gia tốc của vật đạt giá trị cực tiểu.
B. Động năng đạt giá trị cực đại khi vật chuyển động qua vị trí cân bằng.
C. Thế năng đạt giá trị cực đại khi tốc độ của vật đạt giá trị cực đại.
D. Động năng đạt giá trị cực tiểu khi vật ở một trong hai vị trí biên. Lời giải
C sai. Tốc độ của vật đạt giá trị cực đại khi vật ở vị trí cân bằng. Ở vị trí cân bằng, thế năng bằng 0. Đáp án C.
Ví dụ 5: Một vật có khối lượng m dao động điều hòa với biên độ A. Khi chu kì tăng 3 lần thì năng lượng của vật sẽ A. Tăng 3 lần. B. Giảm 9 lần. C. Tăng 9 lần. D. Giảm 3 lần. Trang 1 Lời giải 2  Năng lượ 1 1 2 ng của vật là 2 2 2 W m   = A = m A   2 2  T
Do đó, khi chu kì tăng 3 lần thì năng lượng giảm 2 3 = 9 lần. Đáp án B.
Ví dụ 6: Trong dao động điều hòa, ở vị trí nào thì động năng của con lắc có giá trị gấp n lần thế năng? A A A A A. x = . B. x = . C. x =  . D. x =  . n n +1 n +1 n +1 Lời giải
Muốn tìm li độ ta cần biết thế năng, do đó từ giả thiết = đ W n t
W ta sẽ thay vào biểu thức bảo toàn cơ năng + = đ W t W
W để rút W theo W từ đó tính được x theo A. Thật vậy, ta có t  + = đ W t W W 1 1 1 1 2 2 
nW +W = W W = W kx = . kA t t t W = nW n +1 2 n +1 2  đ t Ax =  ( ) * n +1 Đáp án C. STUDY TIP
(*) là một biểu thức rất quan trọng và ta cần ghi nhớ để làm bài tập.
Ví dụ 7: Một chất điểm dao động điều hòa không ma sát. Khi vừa ra khỏi vị trí cân bằng một đoạn S,
động năng của chất điểm là 1,8 J. Đi tiếp một đoạn S nữa thì động năng chỉ còn 1,5 J và nếu đi thêm một
đoạn S nữa thì động năng bây giờ là? Biết rằng vật chưa đổi chiều chuyển động. A. 0,9 J. B. 1,0 J. C. 0,8 J. D. 1,2 J. Lời giải
Muốn tính động năng tại vị trí đó thì ta cần tính thế năng tại vị trí đó và cơ năng. Vì vật chưa đổi chiều  x = S 1  W  = 4Wt t
chuyển động và thế năng tỉ lệ thuận với bình phương li độ nên 2 1
x = 2S   2 W = 9W   3t 1 t x = 3S  3 W
+W = W +W = W W  +1,8 = 4W +1,5 W  = 0,1  t đ t đt tt
Bảo toàn năng lượng ta có 1 1 2 2 1 1 1      W + W
= W +W = W
4W +1, 5 = 9W +W W 1  t đ t đ   t t đđ  =  2 2 3 3 1 1 3 3 Đáp án B.
Ví dụ 8: Hai con lắc lò xo giống hệt nhau đặt trên cùng mặt phẳng nằm ngang. Con lắc thứ nhất và con
lắc thứ hai dao động điều hòa cùng pha với biên độ lần lượt là 3AA. Chọn mốc thế năng của mỗi con
lắc tại vị trí cân bằng của nó. Khi động năng của con lắc thứ nhất là 0,72 J thì thế năng của con lắc thứ hai
là 0,24 J. Khi thế năng của con lắc thứ nhất là 0,09 J thì động năng của con lắc thứ hai là A. 0,31 J. B. 0,01 J. C. 0,08 J. D. 0,32 J. Trang 2 Lời giảix A 1 1  = = 3 x A W  = 9W   Vì hai dao động điề 2 2 t t
u hòa cùng pha nên ta luôn có 1 2    v  A W = 9W  1  1 d d 1 2 = = 3  vA  2 2
Khi W = 0,72  W = 1
= 0,08J W = W + W = 0,08+ 0,24 = 0,32J đ đ . 2 đ 1 1 2 2 9 t W Khi 1 W = 0, 09 tW =
= 0,01J W = W W = 0,32 − 0,01 = 0,31J . t t đ 1 2 2 2 t2 9 Đáp án A.
Ví dụ 9: Một vật nhỏ dao động điều hòa dọc theo trục Ox. Khi vật cách vị trí cân bằng một đoạn 2 cm thì
động năng của vật là 0,48 J. Khi vật cách vị trí cân bằng một đoạn 6 cm thì động năng của vật là 0,32 J.
Biên độ dao động của vật bằng A. 8 cm. B. 14 cm. C. 10 cm. D. 12 cm. Động năng củ 1 2
a vật dao động điều hòa = − đ W k ( 2 A
x ) với x là khoảng cách từ vị trí cân bằng tới vật 2 2 2 2 2 đ W A x 0, 48 A − 2 1 1  =  =1,5 =  A =10 cm 2 2 2 2 W A x 0,32 A − 6 đ 2 2 Đáp án C. Trang 3