10 câu hỏi trắc nghiệm thuộc Trắc nghiệm Vật lí 11 KNTT Bài 7: Bài tập về chuyển hóa năng lượng trong dao động điều hòa

Câu 1:

18/07/2024

Một con lắc lò xo gồm lò xo nhẹ và vật nhỏ khối lượng 100g đang dao động điều hòa theo phương ngang, mốc tính thế năng tại vị trí cân bằng. Từ thời điểm $t_{1} = 0$ đến $t_{2} = \frac{π}{48} s$ , động năng của con lắc tăng từ 0,096 J đến giá trị cực đại rồi giảm về 0,064 J. Ở thời điểm t2, thế năng của con lắc bằng 0,064 J. Biên độ dao động của con lắc là

A. 6 cm.

B. 7 cm.

C. 8 cm.

D. 9 cm.

Xem đáp án

Tại thời điểm t2 động năng bằng thế năng: $\{\begin{cases} x_{2} = \frac{A}{\sqrt{2}} \\ W = W_{t (t_{2})} + W_{đ (t_{2})} = 0,128 (J) \end{cases}$

Tại thời điểm t1 = 0 thì $W_{đ} = 0,096 = \frac{3 W}{4}; W_{t} = \frac{W}{4}$ nên lúc này $x_{0} = \pm \frac{A}{2}$

Ta có thể biểu diễn quá trình chuyển động như trên hình vẽ sau:

Một con lắc lò xo gồm lò xo nhẹ và vật nhỏ khối lượng 100g đang dao động điều hòa theo phương ngang, mốc tính thế năng tại vị trí cân bằng. Từ thời điểm đến , động năng của con lắc tăng từ 0,096 J đến giá trị cực đại rồi giảm về 0,064 J. Ở thời điểm t2, thế năng của con lắc bằng 0,064 J. Biên độ dao động của con lắc là (ảnh 1)

Ta có: $t_{1} = \frac{T}{12} + \frac{T}{8} = \frac{π}{48} (s) \Rightarrow T = 0,1 π (s)$ $\Rightarrow ω = \frac{2 π}{T} = 20 (r a d / s)$

Biên độ tính từ công thức: $W = \frac{m ω^{2} A^{2}}{2}$

$\Rightarrow A = \sqrt{\frac{2 W}{m ω^{2}}} = \sqrt{\frac{2.0,128}{{0,1.20}^{2}}} = 0,08 (m) = 8 (c m)$

Đáp án đúng là C.

Câu 2:

17/07/2024

Một con lắc đơn dao động điều hòa với biên độ góc $α_{0}$ . Lấy mốc thế năng ở vị trí cân bằng. Ở vị trí con lắc có động năng bằng thế năng thì li độ góc của nó bằng:

A. $\pm \frac{α_{0}}{2 \sqrt{2}}$ .

B.

\pm \frac{α_{0}}{2 \sqrt{3}}

.

C.

\pm \frac{α_{0}}{\sqrt{2}}

.

D.

\pm \frac{α_{0}}{2}

.

Xem đáp án

Ở vị trí con lắc có động năng bằng thế năng, ta có:

$W_{t} = W_{đ} = \frac{W}{2} \Rightarrow \frac{m g α^{2}}{2} = \frac{1}{2} \frac{m g {α_{0}}^{2}}{2} \Rightarrow α = \pm \frac{α_{0}}{\sqrt{2}}$

Đáp án đúng là C.

Câu 3:

22/07/2024

Một vật dao động điều hòa với biên độ A thì cơ năng của vật

A. bằng 0,5 lần thế năng của vật ở li độ $x = \pm \frac{A}{2}$ .

B. bằng 2 lần thế năng của vật ở li độ

x = \pm \frac{A}{2}

.

C. bằng

\frac{4}{3}

lần thế năng của vật ở li độ

x = \pm A \frac{\sqrt{3}}{2}

.

D. bằng

\frac{3}{4}

lần thế năng của vật ở li độ

x = \pm A \frac{\sqrt{3}}{2}

.

Xem đáp án

- Khi vật đi qua vị trí $x = \pm \frac{A}{2}$ :

$W_{t} = \frac{1}{2} k x^{2} = \frac{1}{2} k {(\pm \frac{A}{2})}^{2} = \frac{1}{4} . \frac{1}{2} k A^{2} = \frac{W}{4} \Rightarrow W = 4 W_{t}$

- Khi vật ở vị trí $x = \pm A \frac{\sqrt{3}}{2}$ :

$W_{t} = \frac{1}{2} k x^{2} = \frac{1}{2} k {(\pm \frac{A \sqrt{3}}{2})}^{2} = \frac{3}{4} . \frac{1}{2} k A^{2} = \frac{3W}{4} \Rightarrow W = \frac{4}{3} W_{t}$

Đáp án đúng là C.

Câu 4:

23/07/2024

Vật dao động điều hòa với vận tốc cực đại bằng 3 m/s và gia tốc cực đại bằng $30 π (m / s^{2})$ . Lúc t = 0 vật có vận tốc $v_{1} = + 1,5 m / s$ và thế năng đang giảm. Hỏi sau thời gian ngắn nhất là bao nhiêu thì vật có gia tốc bằng $- 15 π (m / s^{2})$ ?

A. 0,01 s.

B. 0,02 s.

C. 0,05 s.

D. 0,15 s.

Xem đáp án

Vật dao động điều hòa với vận tốc cực đại bằng 3 m/s và gia tốc cực đại bằng (ảnh 1)

Câu 5:

17/07/2024

Một con lắc lò xo dao động điều hòa. Lò xo có độ cứng k = 80 N/m. Trong một chu kì, con lắc đi được một đoạn đường dài 20 cm. Cơ năng của con lắc là

A. 0,1 J.

B. 0,2 J.

C. 0,3 J.

D. 0,4 J.

Xem đáp án

Quãng đường vật đi được trong một chu kì là: $S_{T} = 4 A \Rightarrow A = 5 c m$

Cơ năng của con lắc: $W = \frac{1}{2} k A^{2} = 0,1 J$

Đáp án đúng là A.

Câu 6:

21/07/2024

Một con lắc lò xo gồm vật nặng 0,2 kg gắn vào đầu lò xo có độ cứng 20 N/m. Kéo quả nặng ra khỏi vị trí cân bằng rồi thả nhẹ cho nó dao động, tốc độ trung bình trong 1 chu kỳ là $\frac{160}{π} c m / s$ . Cơ năng dao dao động của con lắc là

A. 0,025 J.

B. 0,064 J.

C. 0,072 J.

D. 0,095 J.

Xem đáp án

Ta có: $\{\begin{cases} T = 2 π \sqrt{\frac{m}{k}} = \frac{π}{5} (s) \\ |\bar{v}| = \frac{4 A}{T} \Rightarrow \frac{160}{π} = \frac{4 A}{\frac{π}{5}} \Rightarrow A = 8 (c m) \end{cases}$ $\Rightarrow W = \frac{k A^{2}}{2} = \frac{{20.0,08}^{2}}{2} = 0,064 (J)$

Đáp án đúng là B.

Câu 7:

21/07/2024

Một con lắc đơn gồm quả cầu có khối lượng 400 (g) và sợi dây treo không dãn có trọng lượng không đáng kể, chiều dài 0,1 (m) được treo thẳng đứng ở điểm A. Biết con lắc đơn dao động điều hoà, tại vị trí có li độ góc 0,075 (rad) thì có vận tốc $0,075 \sqrt{3}$ (m/s). Cho gia tốc trọng trường 10 (m/s2). Cơ năng của dao động là

A. 3,5 mJ.

B. 4,5 mJ.

C. 5,7 mJ.

D. 9,1 mJ.

Xem đáp án

Cơ năng của dao động được tính bởi công thức:

$W = \frac{m g l}{2} α^{2} + \frac{m v^{2}}{2}$ $= \frac{0,4.10.0,1}{2} {.0,075}^{2} + 0,4. \frac{{(0,075 \sqrt{3})}^{2}}{2} = {4,5.10}^{- 3} (J)$

Đáp án đúng là B.

Câu 8:

17/07/2024

Một con lắc đơn có khối lượng 2 kg và có độ dài 4 m, dao động điều hòa ở nơi có gia tốc trọng trường 9,8 m/s². Cơ năng dao động của con lắc là 0,2205 J. Biên độ góc của con lắc bằng

A.

{4,3}^{0}

.

B.

0, 7^{0}

.

D.

2, 1^{0}

.

C.

1 {,3}^{0}

.

Xem đáp án

Ta có: $W = \frac{m g l}{2} α_{\max}^{2}$ $\Rightarrow α_{\max} = \sqrt{\frac{2 W}{m g l}} = \sqrt{\frac{2.0,2205}{2.9,8.4}} = 0,075 (r a d) \approx {4,3}^{0}$

Đáp án đúng là A.

Câu 9:

25/11/2024

Chất điểm có khối lượng m1 = 50 g dao động điều hoà quanh vị trí cân bằng của nó với phương trình dao động $x_{1} = 5 \cos (π t + \frac{π}{6}) (c m)$ . Chất điểm có khối lượng m2 = 100g dao động điều hoà quanh vị trí cân bằng của nó với phương trình dao động $x_{2} = 5 \cos (π t - \frac{π}{6}) (c m)$ . Tỉ số cơ năng trong quá trình dao động điều hoà của chất điểm m1 so với chất điểm m2 bằng

A. 0,25.

B. 0,5.

C. 1.

D. 2.

Xem đáp án

Đáp án đúng là: B

Lời giải

Tỉ số cơ năng giữa hai con lắc là: $\frac{w_{1}}{w_{2}} = \frac{1}{2}$

*Phương pháp giải

Cơ năng của con lắc 1 là: $w_{1} = \frac{1}{2} m_{1} {w^{2}}_{1} {A^{2}}_{1} = \frac{1}{2} 50 π^{2} 5^{2}$

Cơ năng của con lắc 2 là: $w_{2} = \frac{1}{2} m_{2} {w^{2}}_{2} {A^{2}}_{2} = \frac{1}{2} 100 π^{2} 5^{2}$

Tỉ số cơ năng giữa hai con lắc là: $\frac{W_{1}}{W_{2}} = \frac{\frac{1}{2} m_{1} ω_{1}^{2} A_{1}^{2}}{\frac{1}{2} m_{2} ω_{2}^{2} A_{2}^{2}} = \frac{\frac{1}{2} 50. π^{2} {.5}^{2}}{\frac{1}{2} 100. π^{2} {.5}^{2}} = \frac{1}{2}$ .

*Lý thuyết Năng lượng trong dao động điều hòa

Sự bảo toàn cơ năng trong dao động điều hòa

- Công thức xác định cơ năng trong dao động điều hòa

$W = W_{t} + W_{d} = \frac{1}{2} m ω^{2} A^{2}$

- Trong quá trình vật dao động điều hòa, thế năng và động năng biến đổi liên tục theo thời gian nhưng cơ năng luôn bảo toàn

Xem thêm:

Lý thuyết Năng lượng trong dao động điều hòa

Câu 10:

19/07/2024

Một con lắc lò xo có cơ năng $W = 0,9 J$ và biên độ dao động A = 15cm. Hỏi động năng của con lắc tại vị trí có li độ $x = - 5 (c m)$ là bao nhiêu?

A. 0,5 J.

B. 0,8 J.

C. 0,95 J.

D. 1 J.

Xem đáp án

Độ cứng của lò xo: $W = \frac{1}{2} k A^{2} \Rightarrow k = \frac{2 W}{A^{2}} = \frac{2.0,9}{{({15.10}^{- 2})}^{2}} = 80 (N / m)$

Động năng của con lắc tại vị trí $x = - 5 cm$ là:

$W_{đ} = W - W_{t} = W - \frac{1}{2} k x^{2} = 0,9 - \frac{1}{2} .80. {(- {5.10}^{- 2})}^{2} = 0,8 J$

Đáp án đúng là B.

Lớp 1 - Cánh diều

Tiếng Anh 1

Toán lớp 1

Tiếng Việt lớp 1

Lớp 1 - Chân trời sáng tạo

Tiếng Anh 1

Toán lớp 1

Tiếng Việt lớp 1

Lớp 1 - Kết nối tri thức

Tiếng Anh 1

Toán lớp 1

Tiếng Việt lớp 1

Tiện ích

Đọc sách online

Bộ đề ôn hè lớp 1 lên lớp 2

Giáo án lớp 1

Lớp 2 - Kết nối tri thức

Toán lớp 2

Tiếng Việt lớp 2

Đạo đức lớp 2

Tự nhiên và Xã hội lớp 2

Hoạt động trải nghiệm lớp 2

Tiếng Anh lớp 2

Âm nhạc lớp 2

Lớp 2 - Cánh diều

Toán lớp 2

Tiếng Việt lớp 2

Hoạt động trải nghiệm lớp 2

Tự nhiên và Xã hội lớp 2

Tiếng Anh lớp 2

Âm nhạc lớp 2

Đạo đức lớp 2

Lớp 2 - Chân trời sáng tạo

Toán lớp 2

Tiếng Việt lớp 2

Đạo đức lớp 2

Tự nhiên và Xã hội lớp 2

Hoạt động trải nghiệm lớp 2

Tiếng Anh lớp 2

Âm nhạc lớp 2

Đề thi các môn lớp 2

Đề thi các môn lớp 2 - Kết nối tri thức

Đề thi các môn lớp 2 - Cánh diều

Đề thi các môn lớp 2 - Chân trời sáng tạo

Tiện ích

Đọc sách online

Bộ đề ôn hè lớp 2 lên lớp 3

Giáo án lớp 2

Lớp 3 - Kết nối tri thức

Toán lớp 3

Tiếng Anh lớp 3

Tiếng Việt lớp 3

Đạo đức lớp 3

Tự nhiên và Xã hội lớp 3

Hoạt động trải nghiệm lớp 3

Âm nhạc lớp 3

Tin học lớp 3

Giáo dục thể chất lớp 3

Công nghệ lớp 3

Lớp 3 - Cánh diều

Toán lớp 3

Tiếng Việt lớp 3

Tiếng Anh lớp 3

Đạo đức lớp 3

Tự nhiên và Xã hội lớp 3

Hoạt động trải nghiệm lớp 3

Âm nhạc lớp 3

Tin học lớp 3

Giáo dục thể chất lớp 3

Công nghệ lớp 3

Lớp 3 - Chân trời sáng tạo

Toán lớp 3

Tiếng Việt lớp 3

Tiếng Anh lớp 3

Đạo đức lớp 3

Tự nhiên và Xã hội lớp 3

Hoạt động trải nghiệm lớp 3

Âm nhạc lớp 3

Tin học lớp 3

Giáo dục thể chất lớp 3