Lý thuyết và bài tập Vật lý 12: Dao động cơ học

Lý thuyết và bài tập Vật lý 12

Lý thuyết và bài tập Vật lý 12: Dao động cơ học. Đây là tài liệu tham khảo hay được TimDapAnsưu tầm nhằm giúp các bạn học sinh lớp 12 nắm chắc kiến thức chương dao động cơ học từ đó vận dụng vào việc trả lời các câu hỏi trắc nghiệm. Ngoài ra đây còn là tài liệu tham khảo hay dành cho quý thầy cô nhằm phục vụ công tác giảng dạy của mình.

CHUYÊN ĐỀ DAO ĐỘNG CƠ HỌC

A. TÓM TẮT LÝ THUYẾT

I/ DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA

1. Dao động điều hòa

Dao động điều hòa là dao động trong đó li độ của vật là một hàm côsin (hay sin) của thời gian.
Phương trình daođộng: x = Acos(ωt + φ).
Điểm P dao động điều hòa trên một đoạn thẳng luôn có thể được coi là hình chiếu của một điểm M chuyển động tròn đều trên đường tròn có đường kính là đoạn thẳng đó.

2. Các đại lượng đặc trưng của dao động điều hoà: Trong phương trình x = Acos(ωt +φ)

Các đại lượng đặc trưng	Ý nghĩa	Đơn vị
A	Biên độ dao động; x_max = A > 0	m, cm, mm
(ωt + φ)	Pha của dao động tại thời điểm t (s); dùng để xác định chu kì, vị trí, vận tốc, gia tốc của vật ở thời điểm t.	Rad; hay độ
φ	Pha ban đầu của dao động, dùng để xác định vị trí, vận tốc, gia tốccủa vật ở thời điểm ban đầu (t = 0).	rad
ω	Tần số góc của dao động điều hòa là tốc độ biến đổi của góc pha.	rad/s
T	Chu kì T của dao động điều hòa là khoảng thời gian để thực hiện một dao động toàn phần: T = 2π/ω = t/N	s (giây)
f	Tần số f của dao động điều hòa là số dao động toàn phần thực hiện được trong một giây: f = 1/T	Hz (Héc) hay 1/s
Liên hệ giữa ω, T và f	ω = 2π/T = 2πf.

Biên độ A và pha ban đầu φ phụ thuộc vào cách kích thích ban đầu làm cho hệ dao động.
Tần số góc ω (chu kì T, tần số f) chỉ phụ thuộc vào cấu tạo của hệ dao động.

3. Mối liên hệ giữa li độ, vận tốc và gia tốc của vật dao động điều hoà:

Đại lượng	Biểu thức	Chú ý
Li độ	x = Acos(ωt + φ): là nghiệm của pt: x'' + ω²x = 0 là pt động lực học của dao động điều hòa. x_max = A	Li độ của vật dđđh biến thiên điều hòa cùng tần số nhưng trễ pha hơn π/2 so với vận tốc.
Vận tốc	v = x' = -ωAsin(ωt + φ) v = ωAcos(ωt + π + π/2) - Vị trí biên (x = ±A), v = 0. - Vị trí cân bằng (x = 0), \|v\| = v_max = ωA.	- Vận tốc: có giá trị cực đại khi qua vtcb theo chiều (+), có giá trị cực tiểu khi qua vtcb ngược chiều (+). - Tốc độ có giá trị cực đại khi qua vtcb, băng 0 khiở vị trí biên.
Gia tốc	a = v' = x'' = -ω²Acos(ωt + φ) a = -ω²x - Ở biên (x = ±A), gia tốc có độ lớn cực đại: a_max = ω²A - Ở vtcb (x = 0), gia tốc bằng 0.	- Gia tốc của vật dđđh biến thiên điều hòa cùng tần số nhưng ngược pha với li độ x, lệch pha π/2so với vận tốc. - Véc tơ gia tốc của vật dđđh luôn hướng về vtcb, có độ lớn tỉ lệ với độ lớn của li độ.
Lực kéo về	F = ma = -kx Lực tác dụng lên vật dđđh luôn hướng về vị trí cân bằng, gọi là lực kéo về (hồi phục). F_max = kA	- Nếu có nhiều lực tác dụng lên vật thì F là hợp lực tác dụng lên vật. - Với vật dđđh theo phương ngang thì lực kéo về cũng là lực đàn hồi.

4. Hệ thức độc lập đối với thời gian: (Công thức elip) A² = x² + (v²/ω²)

II. CON LẮC LÒ XO:

* Với con lắc lò xo dao động điều hòa, mọi vấn đề đều áp dụng đúng kết quả của vật dao động điều hòa trên.

* Riêng của con lắc lò xo có thêm một số vấn đề sau:

1. Mô tả: 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. Thường được đặt theo phương ngang hoặc treo thẳng đứng.

Dao động cơ học

Câu 13. Một con lắc đơn dao động nhỏ với chu kì T1 = 2 s. Nếu thay đổi chiều dài 28 cm thì chu kì dao động là T2 = 1,5 s. Chiều dài con lắc trước và sau khi thay đổi lần lượt là

A. ℓ1 = 64 cm, ℓ 2 = 36 cm.

B. ℓ 1 = 36 cm, ℓ 2 = 64 cm.

C. ℓ 1 = 15,75 cm, ℓ 2 = 43,75 cm.

D. ℓ 1 = 43,75 cm, ℓ 2 = 15,75 cm.

Câu 14. Hai dao động điều hoà cùng phương, cùng tần số có biên độ lần lượt là 6 cm và 8 cm. Nếu hai dao động này lệch pha nhau π/2 thì dao động tổng hợp có biên độ

A. A = 5 cm.

B. A = 100 cm.

C. A = 10 cm.

D. A = 14 cm.

Câu 15. Một con lắc lò xo có khối lượng m, lò xo có độ cứng k. Nếu tăng độ cứng lò xo lên hai lần và đồng thời giảm khối lượng vật nặng đi một nửa thì tần số dao động của vật

A. tăng 4 lần.

B. giảm 4 lần.

C. giảm 2 lần.

D. tăng 2 lần.

Câu 16. Một vật đồng thời tham gia hai dao động điều hoà cùng phương cùng tần số góc ω = 20 rad/s. Dao động thành phần thứ nhất có biên độ A1 = 6 cm và pha ban đầu φ1 = $\pi$ /2, dao động thành phần thứ hai có pha ban đầu 2 = 0. Biết vận tốc cực đại khi vật qua vị trí cân bằng là 2 m/s. Biên độ dao động thành phần thứ hai là

A. 10 cm.

B. 4 cm.

C. 20 cm.

D. 8 cm.

Tài liệu vẫn còn, mời bạn tải về

Trên đây Tìm Đáp Án vừa giới thiệu tới các bạn Lý thuyết và bài tập Vật lý 12: Dao động cơ học, mong rằng qua bài viết này các bạn có thể học tập tốt hơn môn Vật lý lớp 12. Mời các bạn cùng tham khảo thêm các môn Toán 12, Ngữ văn 12, tiếng Anh 12, đề thi học kì 1 lớp 12, đề thi học kì 2 lớp 12...

Nếu bạn không thấy đề thi được hiển thị. Vui lòng tải về để xem. Nếu thấy hay thì các bạn đừng quên chia sẻ cho bạn bè nhé!

Tải về