Bài 5 Động năng. Thế năng. Sự chuyển hoá năng lượng trong dao động điều hoà.bak

Lớp 11Vật Lý14 câu hỏiBài tập

Phần 1

Câu 1

(Bài 5.1 trang 9 SBT Vật lí 11) Đại lượng nào sau đây tăng gấp đôi khi biên độ của dao động điều hoà của con lắc lò xo tăng gấp đôi?
AVận tốc cực đại.
BCơ năng của con lắc.
CĐộng năng của con lắc.
DThế năng của con lắc.

Câu 2

(Bài 5.2 trang 9 SBT Vật lí 11) Cơ năng của một chất điểm dao động điều hoà tỉ lệ thuận với
Abình phương biên độ dao động.
Bchu kì dao động.
Cbiên độ dao động.
Dbình phương chu kì dao động.

Câu 3

(Bài 5.3 trang 10 SBT Vật lí 11) Trong dao động điều hoà thì tập hợp ba đại lượng nào sau đây không thay đổi theo thời gian?
ABiên độ; tần số góc; năng lượng toàn phần.
BLực kéo về; vận tốc; năng lượng toàn phần.
CBiên độ; tần số góc; gia tốc.
DĐộng năng; tần số; lực kéo về.

Câu 4

(Bài 5.4 trang 10 SBT Vật lí 11) Phương trình dao động điều hoà của một chất điểm là x = A c o s ( ω t + 2 π 3 ) cm. Biểu thức động năng của nó biến thiên theo thời gian là
A W d = m A 2 ω 2 4 ( 1 + c o s ( 2 ω t + π 3 ) ) .
B W d = m A 2 ω 2 4 ( 1 c o s ( 2 ω t + 4 π 3 ) ) .
C W d = m A 2 ω 2 4 ( 1 + c o s ( 2 ω t + 4 π 3 ) ) .
D W d = m A 2 ω 2 4 ( 1 c o s ( 2 ω t + π 3 ) ) .

Câu 5

(Bài 5.5 trang 10 SBT Vật lí 11) Một chất điểm dao động điều hoà. Biết khoảng thời gian giữa năm lần liên tiếp động năng của chất điểm bằng thế năng của hệ là 0,4 s. Tần số dao động của chất điểm là
A2,5 Hz.
B3,125 Hz.
C5 Hz.
D6,25 Hz.

Câu 6

(Bài 5.6 trang 10 SBT Vật lí 11) Một chất điểm có khối lượng m, dao động điều hoà với biên độ A, tần số góc ω. Động năng cực đại của chất điểm là
A m ω 2 A 2 2 .
B ω 2 A 2 2 m .
C m A ω 2 2 .
D m ω A 2 2 .

Câu 7

(Bài 5.7 trang 10 SBT Vật lí 11) Một vật có khối lượng m = 0,4 kg, dao động điều hoà với chu kì T = 0,2π s, biên độ bằng 10 cm. Cơ năng của dao động là
A0,2 J.
B0,02 J.
C2 J.
D0,4 J.

Câu 8

(Bài 5.8 trang 10 SBT Vật lí 11) Một chất điểm có khối lượng 100 g dao động điều hoà trên quỹ đạo là đoạn thẳng MN dài hơn 8 cm. Tại điểm P cách M một khoảng 4 cm và tại điểm Q cách N một khoảng 2 cm, chất điểm có động năng tương ứng là 32.10⁻³ J và 18.10⁻³ J. Tốc độ trung bình khi vật đi từ P đến Q là
Akhoảng 89 cm/s.
Bkhoảng 80 cm/s.
Ckhoảng 60 cm/s.
Dkhoảng 70 cm/s.

Câu 9

(Bài 5.9 trang 11 SBT Vật lí 11) Một con lắc lò xo treo thẳng đứng vào điểm I cố định, quả cầu có khối lượng 100 g. Con lắc dao động điều hoà theo phương trình x = 4 c o s ( 1 0 5 t ) cm với t tính theo giây. Lấy g = 10 m/s². Độ lớn lực đàn hồi lớn nhất và nhỏ nhất do lò xo tác dụng lên điểm I lần lượt là
A3 N và 0 N.
B2 N và 0 N.
C3 N và 1 N.
D5 N và 0 N.

Câu 10

(Bài 5.10 trang 11 SBT Vật lí 11) Một con lắc lò xo treo thẳng đứng. Biết rằng trong quá trình dao động, tỉ số giữa độ lớn lực đàn hồi lớn nhất và nhỏ nhất là 7 3 , biên độ dao động là 10 cm. Lấy g = 10 m/s². Tần số dao động của vật là
A1 Hz.
B2 Hz.
C0,5 Hz.
D4 Hz.

Câu 11

(Bài 5.11 trang 11 SBT Vật lí 11) Một con lắc đơn dao động điều hoà với biên độ góc αmax. Lấy mốc cơ năng tại vị trí cân bằng. Li độ góc của con lắc khi nó ở vị trí có động năng bằng thế năng là
A α = ± α m a x 2 .
B α = ± α m a x 2 .
C α = ± α m a x .
D α = 0 .

Câu 12

(Bài 5.14 trang 12 SBT Vật lí 11) Một người khối lượng 83 kg treo mình vào sợi dây bungee đàn hồi có độ cứng k = 270 N/m như Hình 5.2. Từ vị trí cân bằng, người này được kéo đến vị trí mà sợi dây dãn 5 m so với chiều dài tự nhiên rồi thả ra. Coi chuyển động của người đó là một dao động điều hoà. Lấy g = 9,8 m/s². Vị trí và vận tốc của người này sau 2 s lần lượt là
[Hình Ảnh]
Ax = -1,78 m; v = 1,58 m/s.
Bx = 1,78 m; v = -1,58 m/s.
Cx = -1,99 m; v = 0 m/s.
Dx = 1,99 m; v = 1,58 m/s.

Phần 2

Câu 1

(Bài 5.12 trang 11 SBT Vật lí 11) Một con lắc lò xo gồm một lò xo nhẹ có độ cứng k, được treo thẳng đứng vào một giá cố định và một vật có khối lượng m = 100 g. Khi vật ở vị trí cân bằng O, lò xo dãn 2,5 cm. Kéo vật dọc theo trục của lò xo xuống dưới cách vị trí cân bằng O một đoạn 2 cm rồi truyền cho nó vận tốc có độ lớn 4 0 3 cm/s theo phương thẳng đứng, hướng xuống dưới. Chọn trục toạ độ Ox theo phương thẳng đứng, gốc tại O, chiều dương hướng lên trên, gốc thời gian là lúc vật bắt đầu dao động. Lấy g = 10 m/s². Biết chiều dài tự nhiên của lò xo là 50 cm. Xét tính đúng sai của các phát biểu sau:
Đáp án: a) Đúng; b) Đúng; c) Đúng; d) Đúng
a)Độ cứng của lò xo là 40 N/m; phương trình dao động là x = 4 c o s ( 2 0 t + 2 π 3 ) cm; cơ năng dao động là 0,032 J.
b)Khi thế năng dao động bằng 1 3 động năng thì li độ của vật là x = ±2 cm và vận tốc có độ lớn khoảng 0,693 m/s.
c)Tại vị trí có li độ x = 2 2 cm, thế năng dao động và động năng đều bằng 0,016 J, vận tốc có độ lớn khoảng 0,566 m/s.
d)Chiều dài cực đại của lò xo là 56,5 cm; lực đàn hồi cực đại là 2,6 N; lực đàn hồi cực tiểu là 0 N.

Câu 2

(Bài 5.13 trang 11 SBT Vật lí 11) Hãy phân tích sự chuyển hoá năng lượng giữa động năng và thế năng trong hệ gồm hai lò xo và vật nặng m được mắc như Hình 5.1 khi quả nặng được thả cho dao động. Xét tính đúng sai của các phát biểu sau:
[Hình Ảnh]
Đáp án: a) Đúng; b) Đúng; c) Đúng; d) Sai
a)Khi chưa được thả ra, vật nặng đứng yên nên động năng bằng 0.
b)Khi chưa được thả ra, cả hai lò xo đều bị biến dạng và dự trữ năng lượng dưới dạng thế năng.
c)Khi được thả ra, lò xo bên trái đang bị dãn kéo vật nặng sang trái, lò xo bên phải đang bị nén đẩy vật sang trái, làm động năng của vật tăng.
d)Khi hai lò xo có chiều dài tự nhiên, thế năng của hệ đạt cực đại và động năng của vật bằng 0.