Trang chủ Lớp 12 Vật lý Bài tập về con lắc lò xo trong đề thi đại học

Bài tập về con lắc lò xo trong đề thi đại học

Bài tập về con lắc lò xo trong đề thi đại học (P2)

  • 637 lượt thi

  • 16 câu hỏi

  • 20 phút

Danh sách câu hỏi

Câu 1:

20/07/2024

(Câu 21 Đề thi Tham khảo 2017): Hình vẽ bên là đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của thế năng đàn hồi Wđh của một con lắc lò xo vào thời gian t. Tần số dao động của con lắc bằng:     

Xem đáp án

Đáp án B

Từ đồ thị ta thấy chu kỳ dao động của thế năng đàn hồi là 10.2ms = 20 ms. Suy ra chu kì dao động của con lắc lò xo là T = 2.20s = 40ms = 0,04 s

 f = 1T =25 Hz


Câu 2:

19/07/2024

(Câu 37 Đề thi Tham khảo 2017): Một con lắc lò xo đang dao động điều hòa với biên độ 5 cm và chu kì 0,5 s trên mặt phẳng nằm ngang. Khi vật nhỏ của con lắc có tốc độ v thì người ta giữ chặt một điểm trên lò xo, vật tiếp tục dao động điều hòa với biên độ 2,25 cm và chu kì 0,25 s. Giá trị của v gần nhất với giá trị nào sau đây?

Xem đáp án

Đáp án A

Ta có TT' = kk'  kk' = TT'2 l'0 = 14l0

Giả sử khi có tốc độ v, thì vật có tọa độ x (so với VTCB), nếu giữ chặt một điểm trên lò xo như trên thì vật có tọa độ là  x4 ( so vớiVTCB) vì lò xo dãn đều. Ta có biên độ dao động mới

 

 v= 54,29 cm/s


Câu 3:

14/07/2024

(Câu 21 Đề thi Tham khảo 2017):Hình vẽ bên là đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của thế năng đàn hồi Wđh của một con lắc lò xo vào thời gian t. Tần số dao động của con lắc bằng:

Xem đáp án

Đáp án B

Từ đồ thị ta thấy chu kỳ dao động của thế năng đàn hồi là 10.2ms = 20 ms. Suy ra chu kì dao động của con lắc lò xo là T = 2.20s = 40ms = 0,04 s

 f = 1T = 25 Hz


Câu 5:

18/07/2024

(Câu 25 Đề thi THPT QG 2017 – Mã đề 201): Một con lắc lò xo gồm vật nhỏ và lò xo có độ cứng 20 N/m dao động điều hòa với chu kì 2 s. Khi pha cùa dao động là π/2 thì vận tốc của vật là -203  cm/s. Lấy π2 = 10. Khi vật đi qua vị trí có li độ 3π (cm) thì động năng của con lắc là

Xem đáp án

Đáp án C

PT dao động có dạng: x= Acos(ωt + φ)

Khi pha của dao động là π/2 ->  x=Acos(π2) vật qua VTCB -> tốc độ cực đại của vật là vmax= 203 cm/s

 Mặt khác:

 

 Khi li độ x = 3π  cm thì động năngcủa vật


Câu 6:

14/07/2024

(Câu 38 Đề thi THPT QG 2017 – Mã đề 201): Một con lắc lò xo treo vào một điểm cố định ở nơi có gia tốc trọng trường g = π2 (m/s2). Cho con lắc dao động  điều hòa theo phương thẳng đứng, Hình bên là đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của thế năng đàn hồi Wđh của lò xo vào thời gian t. Khối lượng của con lắc gần nhất với giá trị nào sau đây?

Xem đáp án

Đáp án C

Con lắc dao động điều hòa theo phương thẳng đứng

Từ đồ thị => gốc thế năng đàn hồi ở vị trí lò xo có độ dài tự nhiên và thuộc trường hợp A>Δl

Từ đồ thị ta có mỗi dòng ngang có mức thế năng: 0,25 /4 = 0,0625J.

Ta có, thế năng đàn hồi của lò xo: Wt=12kx2(x là độ biến dạng của lò xo so với vị trí lò xo có độ dài tự nhiên). Từ đồ thị ta thấy:

+ Tại vị trí lò xo không biến dạng: Wt = 0

+ Tại vị trí vật lên cao nhất: x= A-Δl   ->  thế năng đàn hồi:

+ Tại vị trí vật xuống thấp nhất:x= A+Δl  ->   thế năng đàn hồi cực đại :

+ Chu kì dao động  của con lắc:T= 0,3s

Suy ra  A =2Dl0 = 4,5cm.  Từ  k(A-l)22 = 0,0625

Từ  T =2πmk


Câu 8:

15/07/2024

(Câu 16 Đề thi THPT QG 2017 – Mã đề 203): Một con lắc lò xo gồm vật nhỏ và lò xo nhẹ, đang dao động điều hòa trên mặt phẳng nằm ngang. Động năng của con lắc đạt giá trị cực tiểu khi

Xem đáp án

Đáp án D

Động năng cực tiểu bằng 0 khi v = 0 tại vị trí biên (lò xo có độ dài cực đại hoặc cực tiểu)


Câu 13:

14/07/2024

(Câu 39 Đề thi THPT QG 2017 – Mã đề 204): Một lò xo nhẹ có độ cứng 75 N/m, đầu trên của lò xo treo vào một điểm cố định. Vật A có khối lượng 0,1 kg được treo vào đầu dưới của lò xo. Vật B có khối lượng 0,2 kg treo vào vật A nhờ một sợi dây mềm, nhẹ, không dãn và đủ dài để khi chuyển động vật A và vật B không va chạm nhau (hình bên). Ban đầu giữ vật B để lò xo có trục thẳng đứng và dãn 9,66 cm (coi 9,66  4 + 42) rồi thả nhẹ. Lấy g = 10 m/s2 và π2 = 10. Thời gian tính từ lúc thả vật B đến khi vật A dừng lại lần đầu là

Xem đáp án

Đáp án A

Ban đầu hệ hai vật dao động với biên độ:

A = 9,66 – 4=42 cm;

Xét các lực tác dụng vào vật B: mBg – T = mBa =>

T = mB(g – a)= mB (g +  ω2x)

Dây còn căng khi T 0

Vậy cả 2 vật cùng chuyển động từ biên dương đến vị trí có li độ x = - 4 hết thời gian 

Tại x = - 4 cm, 2 vật có cùng vận tốc

Từ x = -4 cm thì vật mA đi lên chậm hơn mB nên dây sẽ trùng.

Khi đó m­A nhận OA làm VTCB mới, cách vị trí đoạn lOA=43 cm nên mA dao động với biên độ

Thời gian mA đi từ x1 đến biên âm của nó là : 

Thời gian cần tìm là t = t1 + t2 = 0,1885 s


Câu 14:

14/07/2024

(Câu 13 Đề thi Minh họa 2018): Một con lắc lò xo gồm lò xo có độ cứng k, vật nhỏ khối lượng 100g, dao động điều hòa với tần  số góc 20 rad/s. Giá trị của k là

Xem đáp án

Đáp án C

Giá trị độ cứng k của lò xo được xác định bởi biểu thức k = ω2m = 202.0,1= 40 N/m 


Câu 16:

19/07/2024

(Câu 30 Đề thi Minh họa 2018): Một con lắc lò xo  có  m= 100g và k=12,5N/m Thời điểm ban đầu  lò xo không biến dạng, thả nhẹ để hệ vật và lò xo rơi tự do sao cho trục lò xo luôn có phương thẳng đứng và vật nặng  ở phía dưới lò xo. Đến thời điểm t1=0,11s  điểm chính giữa của lò xo được giữ cố định, sau đó vật dao động điều hòa. Lấy g=10 m/s2 Biết độ cứng của lò xo tỉ lệ nghịch với chiều dài tự nhiên của nó.Tốc độ của vật tại thời điểm t2=0,21s  là

Xem đáp án

Đáp án B

Giữ ở giữa chiều dài giảm một nửa nên độ cứng tăng gấp đôi 

Khi giữ vật, VTCB của vật cách vị trí lò xo không biến dạng đoạn:  x0=mgk=0,04m

Vậy ngay sau khi giữ lò xo thì vật đang cách VTCB đoạn x1 = x0 = 4cm

Ta có t2 – t1 = 0,1 s = T/4 => so với t1 pha của vận tốc tăng thêm một góc π /2

Do đó vận tốc v2 sẽ ngược pha với li độ x1 nên


Bắt đầu thi ngay