Chuyên đề Luyện thi Đại học môn Vật lý - Chủ đề 2: Con lắc lò xo - Vũ Đình Hoàng
* Con lắc lò xo
+ Con lắc lò xo gồm một lò xo có độ cứng k, khối lượng không đáng kể, một đầu gắn cố định,
đầu kia gắn với vật nặng khối lượng m được đặt theo phương ngang hoặc treo thẳng đứng.
+ Con lắc lò xo là một hệ dao động điều hòa.
+ Phương trình dao động: x = Acos(ωt + ϕ).
+ Với: ω =
k m
+ Chu kì dao động của con lắc lò xo: T = 2π
m k
+ Lực gây ra dao động điều hòa luôn luôn hướng về vị trí cân bằng và được gọi là lực kéo về
hay lực hồi phục. Lực kéo về có độ lớn tỉ lệ với li độ và là lực gây ra gia tốc cho vật dao động
điều hòa.
Biểu thức đại số của lực kéo về: F = - kx.
Lực kéo về của con lắc lò xo không phụ thuộc vào khối lượng vật.
Trang 1
Trang 2
Trang 3
Trang 4
Trang 5
Trang 6
Trang 7
Trang 8
Trang 9
Trang 10
Tải về để xem bản đầy đủ
Bạn đang xem 10 trang mẫu của tài liệu "Chuyên đề Luyện thi Đại học môn Vật lý - Chủ đề 2: Con lắc lò xo - Vũ Đình Hoàng", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
Tóm tắt nội dung tài liệu: Chuyên đề Luyện thi Đại học môn Vật lý - Chủ đề 2: Con lắc lò xo - Vũ Đình Hoàng
z. Khi treo vật m vào hệ lò xo k1 ghép song song với lò xo k2 thì dao động với tần số là A. 9,6Hz. B. 14Hz. C. 2Hz. D. 20Hz. Câu 83: Một vật có khối lượng m1 = 100g treo vào lò xo có độ cứng là k thì dao động với tần số là 5Hz. Khi treo vật nặng có khối lượng m2 = 400g vào lò xo đó thì vật dao động với tần số là A. 5Hz. B. 2,5Hz. C. 10Hz. D. 20Hz. Câu 84 kì 2s, khi treo thêm gia trọng có khối lượng m∆ thì hệ dao động với chu kì 4s. Khối lượng của gia trọng bằng A. 100g. B. 200g. C. 300g. D. 400g. Câu 85: Khi treo vật có khối lượng m vào một lò xo có độ cứng là k thì vật dao động với tần số 10Hz, nếu treo thêm gia trọng có khối lượng 60g thì hệ dao động với tần số 5Hz. Khối lượng m bằng A. 30g. B. 20g. C. 120g. D. 180g. Câu 86: Cho hai lò xo giống nhau đều có độ cứng là k. Khi treo vật m vào hệ hai lò xo mắc nối tiếp thì vật dao động với tần số f1, khi treo vật m vào hệ hai lò xo mắc song song thì vật dao động với tần số f2. Mối quan hệ giữa f1 và f2 là A. f1 = 2f2. B. f2 = 2f1. C. f1 = f2. D. f1 = 2 f2. Câu 87: Cho hai lò xo giống nhau có cùng độ cứng là k, lò xo thứ nhất treo vật m1 = 400g dao động với T1, lò xo thứ hai treo m2 dao động với chu kì T2. Trong cùng một khoảng thời gian con lắc thứ nhất thực hiện được 5 dao động, con lắc thứ hai thực hiện được 10 dao động. Khối lượng m2 bằng A. 200g. B. 50g. C. 800g. D. 100g. Câu 88: Khi gắn quả cầu m1 vào lò xo thì nó dao động với chu kì T1 = 0,4s. Khi gắn quả cầu m2 vào lò xo đó thì nó dao động với chu kì T2 = 0,9s. Khi gắn quả cầu m3 = 21mm vào lò xo thì chu kì dao động của con lắc là A. 0,18s. B. 0,25s. C. 0,6s. D. 0,36s. Câu 89: Một lò xo có khối lượng không đáng kể, chiều dài tự nhiên l0, độ cứng k treo thẳng Phone: 01689.996.187 vuhoangbg@gmail.com ÔN, LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ - DAO ĐỘNG CƠ CHỦ ĐỀ 2: CON LẮC LÒ XO 32 đứng. Lần lượt: treo vật m1 = 100g vào lò xo thì chiều dài của nó là 31cm; treo thêm vật m2 = m1 vào lò xo thì chiều dài của lò xo là 32cm. Cho g = 10m/s2. Chiều dài tự nhiên và độ cứng của lò xo là A. 30cm; 100N/m. B. 30cm; 1000N/m. C. 29,5cm; 10N/m. D. 29,5cm; 105N/m. Câu 90: Một vật nhỏ, khối lượng m, được treo vào đầu một lò xo nhẹ ở nơi có gia tốc rơi tự do bằng 9,8m/s2. Khi vật ở vị trí cân bằng lò xo giãn ra một đoạn bằng 5,0cm. Kích thích để vật dao động điều hoà. Thời gian ngắn nhất để vật đi từ vị trí có vận tốc cực đại đến vị trí có động năng bằng 3 lần thế năng là A. 7,5.10-2s. B. 3,7.10-2s. C. 0,22s. D. 0,11s. Câu 91: Một lò xo có chiều dài tự nhiên l0 = 20cm, độ cứng k = 20N/m. Gắn lò xo trên thanh nhẹ OA nằm ngang, một đầu lò xo gắn với O, đầu còn lại gắn quả cầu có khối lượng m = 200g, quả cầu chuyển động không ma sát trên thanh ngang. Cho thanh quay tròn đều trên mặt phẳng ngang thì chiều dài lò xo là 25cm. Trong 1 giây thanh OA quay được số vòng là A. 0,7 vòng. B. 42 vòng. C. 1,4 vòng. D. 7 vòng. Câu 92: Một lò xo có chiều dài tự nhiên l0 = 20cm, độ cứng k = 20N/m. Gắn lò xo trên thanh nhẹ OA nằm ngang, một đầu lò xo gắn với O, đầu còn lại gắn quả cầu có khối lượng m = 200g, quả cầu chuyển động không ma sát trên thanh ngang. Thanh quay tròn đều với vận tốc góc 4,47rad/s. Khi quay, chiều dài của lò xo là A. 30cm. B. 25cm. C. 22cm. D. 24cm. Câu 93: Một lò xo nhẹ có độ dài tự nhiên 20cm, giãn ra thêm 1cm nếu chịu lực kéo 0,1N. Treo vào lò xo 1 hòn bi có khối lượng 10g quay đều xung quanh trục thẳng đứng ( ∆ ) với tốc độ góc 0ω . Khi ấy, lò xo làm với phương thẳng đứng góc α = 600. Lấy g = 10m/s2. Số vòng vật quay trong 1 phút là A. 1,57 vòng. B. 15,7 vòng. C. 91,05 vòng. D. 9,42 vòng. Câu 94: Cho hệ dao động như hình vẽ 1. Lò xo có k = 40 N/m, vật nặng có khối lượng m = 100g. Bỏ qua khối lượng của dây nối, ròng rọc. Lấy g = 10m/s2. Độ biến dạng của lò xo khi vật ở vị trí cân bằng là A. 25cm. B. 2cm. C. 2,5cm. D. 1cm. Câu 95: Cho hệ dao động như hình vẽ 2. Lò xo có k = 25N/m. Vật có m = 500g có thể trượt không ma sát trên mặt phẳng ngang. Khi hệ đang ở trạng thái cân bằng, dùng một vật nhỏ có khối lượng m0 = 100g bay theo phương ngang với vận tốc có độ lớn v0 = 1,2m/s đến đập vào vật m. Coi va chạm là hoàn toàn đàn hồi. Sau va chạm vật m dao động điều hoà. Biên độ dao động của vật m là A. 8cm. B. 8 2 cm. C. 4cm. D. 4 2 cm. Câu 96: Vật m = 400g gắn vào lò xo k = 10N/m. Vật m trượt không ma sát trên mặt phẳng ngang. Viên bi m0 = 100g bắn với v0 = 50cm/s va chạm hoàn toàn đàn hồi. Chọn t = 0, vật qua VTCB theo chiều dương. Sau va chạm m dao động điều hoà với phương trình A. x = 4cos(5t - pi /2)(cm). B. x = 4cos(5 pi t)(cm). C. x = 4cos(5t + pi )(cm). D. x = 2cos5t(cm). Câu 97: Một lò xo có chiều dài tự nhiên l0 = 20cm, độ cứng k = 20N/m. Gắn lò xo trên thanh nhẹ OA nằm ngang, một đầu lò xo gắn với O, đầu còn lại gắn quả cầu có khối lượng m = 200g, quả cầu chuyển động không ma sát trên thanh ngang. Cho thanh quay tròn đều trên mặt ngang thì chiều dài lò xo là 25cm. Tần số quay của vật bằng (HV.1 ) m k (HV.2 ) 0v m0 k m Phone: 01689.996.187 vuhoangbg@gmail.com ÔN, LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ - DAO ĐỘNG CƠ CHỦ ĐỀ 2: CON LẮC LÒ XO 33 A. 1,4 vòng/s. B. 0,7 vòng/s. C. 0,5 vòng/s. D. 0,7 vòng/min. Câu 98: Một lò xo nhẹ có độ dài tự nhiên 20cm, giãn ra thêm 1cm nếu chịu lực kéo 0,1N. Treo một hòn bi nặng m = 10g vào lò xo rồi quay đều lò xo xung quanh một trục thẳng đứng ( ∆ ) với vận tốc góc ω. Khi ấy, trục lò xo làm với phương thẳng đứng góc α = 600. Lấy g = 10m/s2. Số vòng quay trong 2 phút bằng A. 188,4 vòng. B. 18,84 vòng. C. 182,1 vòng. D. 1884 vòng. Câu 99: Một lò xo nhẹ có độ dài tự nhiên 20cm, giãn ra thêm 1cm nếu chịu lực kéo 0,1N. Treo một hòn bi nặng m = 10g vào lò xo rồi quay đều lò xo xung quanh một trục thẳng đứng ( ∆ ) với vận tốc góc ω . Khi ấy, trục lò xo làm với phương thẳng đứng góc α = 600. Lấy g = 10m/s2. Chiều dài của lò xo lúc này bằng A. 10cm. B. 12cm. C. 32cm. D. 22cm. Câu 100: Một con lắc lò xo treo thẳng đứng, lò xo có độ cứng 100N/m. Ở vị trí cân bằng lò xo giãn 4cm. Truyền cho vật động năng 0,125J vật dao động theo phương thẳng đứng. g = 10m/s2, 2 10pi = . Chu kì và biên độ dao động của vật là A.0,4s;5cm. B.0,2s;2cm. C. ; 4s cmpi . D. ;5s cmpi . Câu 101: Đối với con lắc lò xo nằm ngang dao động điều hoà: A. Trọng lực của trái đất tác dụng lên vật ảnh hưởng đến chu kì dao động của vật. B. Biên độ dao động của vật phụ thuộc vào độ giãn của lò xo ở vị trí cân bằng. C. Lực đàn hồi tác dụng lên vật cũng chính là lực làm cho vật dao động điều hoà. D. Khi lò xo có chiều dài cực tiểu thì lực đàn hồi có giá trị nhỏ nhất. Câu 102: Đối với con lắc lò xo treo thẳng đứng dao động điều hoà: A. Lực đàn hồi tác dụng lên vật khi lò xo có chiều dài ngắn nhất có giá trị nhỏ nhất. B. Lực đàn hồi tác dụng lên vật khi lò xo có chiều dài cực đại có giá trị lớn nhất. C. Lực đàn hồi tác dụng lên vật cũng chính là lực làm vật dao động điều hoà. D. Cả ba câu trên đều đúng. Câu 103: Con lắc lò xo dao động điều hoà theo phương thẳng đứng có tỉ số giữa lực đàn hồi cực đại và cực tiểu là 3. Như vậy: A. ở vị trí cân bằng độ giãn lò xo bằng 1,5 lần biên độ. B. ở vị trí cân bằng độ giãn lò xo bằng 2 lần biên độ. C. ở vị trí cân bằng độ giãn lò xo bằng 3 lần biên độ. D. ở vị trí cân bằng độ giãn lò xo bằng 6 lần biên độ. Câu 104: Chiều dài tự nhiên của con lắc lò xo treo theo phương thẳng đứng dao động điều hoà là 30cm, khi lò xo có chiều dài là 40cm thì vật nặng ở vị trí thấp nhất. Biên độ của dao động của vật không thể là: A. 2,5cm. B. 5cm. C. 10cm. D. Giá trị khác. Câu 105: Cho g = 10m/s2. Ở vị trí cân bằng lò xo treo theo phương thẳng đứng giãn 10cm, thời gian vật nặng đi từ lúc lò xo có chiều dài cực đại đến lúc vật qua vị trí cân bằng lần thứ hai là: A. 0,1pis. B. 0,15pi s. C. 0, 2pi s. D. 0,3pi s. Câu 106: Con lắc lò xo nằm ngang có k =100 N/m, m = 1kg dao động điều hoà. Khi vật có động năng 10mJ thì cách VTCB 1cm, khi có động năng 5mJ thì cách VTCB là A. 1/ 2 cm. B. 2cm. C. 2 cm. D. 0,5cm. Câu 107: Một con lắc lò xo treo vào trần thang máy. Khi thang máy đứng yên con lắc dao Phone: 01689.996.187 vuhoangbg@gmail.com ÔN, LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ - DAO ĐỘNG CƠ CHỦ ĐỀ 2: CON LẮC LÒ XO 34 động với chu kì T. Khi thang máy chuyển động thẳng nhanh dần đều đi lên thẳng đứng thì con lắc dao động với chu kì T' bằng A. 2 T . B. T. C. 2 T . D. 2T. Câu 108: Cho hệ dao động (h.vẽ). Biết k1 = 10N/m; k2 = 15N/m; m = 100g.Tổng độ giãn của 2 lò xo là 5cm.Kéo vật tới vị trí để lò xo 2 không nén, không giãn rồi thả ra.Vật dao động điều hoà .Năng lượng dao động của vật là A. 2,5mJ. B.5mJ. C. 4mJ . D.1,5mJ. Câu 109: Một con lắc lò xo có độ cứng 150N/m và có năng lượng dao động là 0,12J. Biên độ dao động của nó là A. 4mm. B. 0,04m. C. 2cm. D. 0,4m. Câu 110: Một con lắc lò xo treo thẳng đứng, đầu trên cố định, đầu dưới treo một vật m = 100g. Kéo vật xuống dưới vị trí cân bằng theo phương thẳng đứng rồi buông nhẹ. Vật dao động theo phương trình: x = 5cos ( )4 tpi cm. Chọn gốc thời gian là lúc buông vật, lấy g = 10m/s2. Lực dùng để kéo vật trước khi dao động có độ lớn A. 1,6N. B. 6,4N. C. 0,8N. D. 3,2N. Câu 111: Một con lắc lò xo nằm ngang có k = 400 N/m; m = 100g; lấy g = 10 m/s2; hệ số ma sát giữa vật và mặt sàn là µ = 0,02. Lúc đầu đưa vật tới vị trí cách vị trí cân bằng 4cm rồi buông nhẹ. Quãng đường vật đi được từ lúc bắt đầu dao động đến lúc dừng lại là A. 16m. B. 1,6m. C. 16cm. D. 18cm. Câu 112: Một vật treo vào đầu dưới lò xo thẳng đứng, đầu trên của lo xo treo vào điểm cố định. Từ vị trí cân bằng kéo vật xuống một đoạn 3cm rồi truyền vận tốc v0 thẳng đứng hướng lên. Vật đi lên được 8cm trước khi đi xuống. Biên độ dao động của vật là A. 4cm. B. 11cm. C. 5cm. D. 8(cm). Câu 113: Tại vị trí cân bằng, truyền cho quả nặng một năng lượng ban đầu E = 0,0225J để quả nặng dao động điều hoà theo phương đứng xung quanh vị trí cân bằng. Lấy g = 10m/s2. Độ cứng của lò xo là k = 18 N/m. Chiều dài quỹ đạo của vật bằng A. 5cm. B. 10cm. C. 3cm. D. 2cm. Câu 114: Con lắc lò xo treo thẳng đứng, tại vị trí cân bằng lò xo dãn Δl. Kích thích để quả nặng dao động điều hoà theo phương thẳng đứng với cho kì T. Thời gian lò xo bị nén trong một chu kì là T 4 . Biên độ dao động của vật là A. 3 2 Δl. B. 2 Δl. C. 2.Δl. D. 1,5.Δl. Câu 115: Con lắc lò xo dao động điều hoà. Đồ thị biểu diễn sự biến đổi động năng và thế năng theo thời gian cho ở hình vẽ. Khoảng thời gian giữa hai thời điểm liên tiếp động năng bằng thế năng là 0,2s. Chu kì dao động của con lắc là A. 0,2s. B. 0,6s. C. 0,8s. D. 0,4s. Câu 116: Một con lắc lò xo dao động theo phương thẳng đứng với phương trình x 20cos(10t ) 3 pi = + (cm). (chiều dương hướng xuống; gốc O tại vị trí cân bằng). Lấy g = 10m/s2. Cho biết khối lượng của vật là m = 1 kg. Tính thời gian ngắn nhất từ lúc t = 0 đến lúc lực đàn hồi cực đại lần thứ nhất bằng W t O Wđ W t B A m k2 k1 Phone: 01689.996.187 vuhoangbg@gmail.com ÔN, LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ - DAO ĐỘNG CƠ CHỦ ĐỀ 2: CON LẮC LÒ XO 35 A. s. 30 pi B. s. 10 pi C. s. 6 pi D. s. 20 pi Câu 117. một vật m treo vào lò xo độ cứng k có chu kì 2s. cắt lò xo làm đôi ghép song song treo vật m thì có chu kì là? A. 1s. B. 2s . C. 4s. D. 0,5s. Câu 118: Cho một con lắc lò xo treo thẳng đứng. Khi treo vật m vào lò xo giãn 5cm. Biết vật dao động điều hoà với phương trình: x = 10cos(10 pi t – pi /2) (cm). Chọn trục toạ độ thẳng đứng, gốc O tại vị trí cân bằng, chiều dương hướng xuống. Thời gian ngắn nhất kể từ lúc t = 0 đến lúc lực đẩy đàn hồi cực đại lần thứ nhất bằng A. 3 s. 20 B. 1 s. 15 C. 3 s. 10 D. 3 s 2 . Câu 119: Một con lắc lò xo gồm một lò xo có độ cứng k = 100N/m và vật có khối lượng m = 250g, dao động điều hoà với biên độ A = 6cm. Chọn gốc thời gian t = 0 lúc vật qua vị trí cân bằng. Quãng đường vật đi được trong 10π (s) đầu tiên là A. 9m. B. 24m. C. 6m. D. 1m. Câu 120: Con lắc lò xo, đầu trên cố định, đầu dưới gắn vật có khối lượng m dao động điều hòa theo phương thẳng đứng ở nơi có gia tốc trọng trường g. Khi vật ở vị trí cân bằng, độ giãn của lò xo là Δl. Chu kỳ dao động của con lắc được tính bằng biểu thức: A. l gT pi2= . B. g lT ∆= pi2 . C. l gT ∆ = pi2 . D. l gT ∆ = pi2 1 . Câu 121: Trong dao động điều hoà của con lắc lò xo, nếu khối lượng của vật nặng tăng thêm 44% so với khối lượng ban đầu thì số dao động toàn phần vật thực hiện được trong mỗi giây so với ban đầu sẽ A. giảm đi 1,4 lần. B. tăng lên 1,4 lần. C. tăng lên 1,2 lần. D. giảm đi 1,2 lần. Câu 122: Treo vật có khối lượng m = 400g vào lò xo có độ cứng k = 100N/m, lấy g = 10m/s2. Khi qua vị trí cân bằng vật đạt tốc độ 20pi cm/s, lấy 102 =pi . Thời gian lò xo bị nén trong một dao động toàn phần của hệ là A. 0,2s. B. không bị nén. C. 0,4s. D. 0,1s. Câu 123: Một lò xo nhẹ treo thẳng đứng có chiều dài tự nhiên là 30cm. Treo vào đầu dưới lò xo một vật nhỏ thì thấy hệ cân bằng khi lò xo giãn 10cm. Kéo vật theo phương thẳng đứng cho tới khi lò xo có chiều dài 42cm, rồi truyền cho vật vận tốc 20cm/s hướng lên trên (vật dao động điều hoà).Chọn gốc thời gian khi vật được truyền vận tốc, chiều dương hướng lên. Lấy 2/10 smg = . Phương trình dao động của vật là: A. x = t10cos22 (cm). B. x = t10cos2 (cm). C. x = ) 4 310cos(22 pi−t (cm). D. x = ) 4 10cos(2 pi+t (cm). Câu 124: Lò xo có độ cứng k = 80N/m, một đầu gắn vào giá cố định, đầu còn lại gắn với một quả cầu nhỏ có khối lượng m = 800g. Người ta kích thích quả cầu dao động điều hoà bằng cách kéo nó xuống dưới vị trí cân bằng theo phương thẳng đứng đến vị trí cách vị trí cân bằng 10cm rồi thả nhẹ. Thời gian ngắn nhất để quả cầu đi từ vị trí thấp nhất đến vị trí mà tại đó lò xo không biến dạng là ( lấy g = 10m/s2) A. 0,2 (s). B. 0,1.π (s). C. 0,2.π (s). D. 0,1 (s). Câu 125: Con lắc lò xo treo thẳng đứng, độ cứng k = 80N/m, vật nặng khối lượng m = 200g Phone: 01689.996.187 vuhoangbg@gmail.com ÔN, LUYỆN THI ĐẠI HỌC VẬT LÝ - DAO ĐỘNG CƠ CHỦ ĐỀ 2: CON LẮC LÒ XO 36 dao động điều hoà theo phương thẳng đứng với biên độ A = 5cm, lấy g = 10m/s2. Trong một chu kỳ T, thời gian lò xo giãn là A. 15 pi (s). B. 30 pi (s). C. 12 pi (s). D. 24 pi (s). “Chữa đói bằng thực phẩm, chữa dốt nát bằng học hỏi ” ĐÁP ÁN ĐỀ TRẮC NGHIỆM 1 B 2B 3C 4C 5B 6B 7A 8B 9A 10C 11 D 12D 13C 14B 15D 16B 17B 18A 19C 20D 21A 22D 23B 24C 25A 26A 27B 28A 29C 30B 31A 32D 33C 34B 35C 36D 37D 38A 39C 40A 41D 42D 43B 44D 45A 46C 47B 48D 49B 50C 51C 52B 53B 54B 55C 56A 57B 58C 59D 60B 61A 62A 63B 64A 65A 66B 67 D 68C 69C 70B 71D 72A 73B 74C 75B 76D 77A 78A 79C 80D 81A 82D 83B 84C 85D 86B 87D 88C 89A 90 B 91A 92B 93C 94C 95D 96A 97B 98C 99D 100A 101C 102B 103B 104C 105B 106C 107B 108B 109B 110C 111A 112C 113B 114B 115C 116C 117A 118A 119B 120B 121D 122B 123C 124B 125A
File đính kèm:
- chuyen_de_luyen_thi_dai_hoc_mon_vat_ly_chu_de_2_con_lac_lo_x.pdf