PHIẾU BÀI TẬP
CHỦ ĐỀ 7. SỰ CHUYỂN HÓA NĂNG LƯỢNG TRONG DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA
I. PHẦN TRẮC NGHIỆM
1. Mức độ nhận biết
Bài 1: Chọn câu đúng: Động năng của dao động điều hoà
A. Biến đổi theo hàm cos theo t
B. Biến đổi tuần hồn với chu kì T
T
C. Ln ln khơng đổi
D. Biến đổi tuần hồn với chu kì 2
Bài 2: Điều nào sau đây là đúng khi nói về động năng và thế năng của một vật khối lượng khơng
đổi dao động điều hịa
A. Trong một chu kì ln có 4 thời điểm mà ở đó động năng bằng 3 thế năng
B. Thế năng tăng khi li độ của vật tăng
C. Trong một chu kỳ ln có 2 thời điểm mà ở đó động bằng thế năng
D. Động năng của một vật tăng chỉ khi vận tốc của vật tăng
Bài 3: Cơ năng của một vật dao động điều hịa
A. Tăng gấp đơi khi biên độ dao động của vật tăng gấp đơi.
B. Biến thiên tuần hồn theo thời gian với chu kỳ bằng chu kỳ dao động của vật.
C. Biến thiên tuần hoàn theo thời gian với chu kỳ bằng một nửa chu kỳ dao động của vật.
D. Bằng động năng của vật khi vật tới vị trí cân bằng.
Bài 4: Một con lắc đơn dao động với biên độ góc nhỏ. Chọn mốc thế năng ở vị trí cân bằng.
Cơng thức tính thế năng của con lắc ở ly độ góc là
A.
Wt = 2.mgl.cos2
a
2
B.
Wt = mgl.sin a
1
Wt = mgl.a 2
2
C.
W = mgl ( 1 + cosa )
D. t
Bài 5: Nếu tăng khối lượng của con lắc lò xo và con lắc dao động với biên độ khơng đổi thì cơ
năng
1
A. Khơng đổi
B. Tăng 4 lần
C. Tăng 2 lần
D. Giảm 2 lần
Bài 6: Chọn câu đúng trong các câu sau khi nói về năng lượng trong dao động điều hồ
A. Khi vật chuyển động về vị trí cân bằng thì thế năng của vật tăng
B. Khi động năng của vật tăng thì thế năng cũng tăng
C. Khi vật dao động ở vị trí cân bằng thì động năng của hệ lớn nhất
D. Khi vật chuyển động về vị trí biên thì động năng của vật tăng
Bài 7: Phát biểu nào sau đây với con lắc đơn dao động điều hồ là khơng đúng
A. Thế năng tỉ lệ với bình phương tốc độ góc của vật
B. Cơ năng khơng đổi theo thời gian và tỉ lệ với bình phương biên độ góc
C. Thế năng tỉ lệ với bình phương li độ góc của vật.
D. Động năng tỉ lệ với bình phương tốc độ góc của vật
Bài 8: Một con lắc lò xo dao động điều hịa với tần số
tuần hồn theo thời gian với tần số
A.
2f1
1.D
B.
2.A
f2
0,5f1
3.D
2f1
. Động năng của con lắc biến thiên
bằng
C.
ĐÁP ÁN
4.C
f1
5.A
D.
6.C
4f1
7.D
8.D
2. Mức độ thông hiểu
Bài 1: Một con lắc đơn dao động điều hòa. Năng lượng sẽ thay đổi như thế nào nếu cao độ cực
đại của vật tính từ vị trí cân bằng tăng 2 lần:
A. Tăng 2 lần
B. Giảm 2 lần
C. Tăng 4 lần
D. Giảm 4 lần
Bài 2: Một con lắc lị xo có độ cứng k =25 N /m, dao động với quỹ đạo dài 20 cm. Năng lượng
dao động toàn phần của con lắc là?
A. 5000 J
B. 0,125 J
C. 12500 J
D. 0,25 J
Bài 3: Vật dao động điều hồ có động năng bằng 3 thế năng khi vật có li độ
x=±A
x = ±A 3
x
=
±
0
,5
A
2
2
A.
B.
C.
D. x = ±1/ 3A
Bài 4: Con lắc lò xo dao động với biên độ 6 cm. Xác định li độ của vật để thế năng của lò xo
bằng
1
3 động năng.
A. ±3 2cm
B. ±3cm
C. ±2 2cm
D. ± 2cm
Bài 5: Trong một dao động điều hòa, khi gia tốc của vật bằng một nửa gia tốc cực đại của nó thì
tỉ số giữa động năng và thế năng là
A. 2
B. 3
C.
0,5
D.
1
3
x = 2cos10pt ( cm)
Bài 6: Một chất điểm dao động điều hồ có phương trình
. Khi động năng
bằng 3 lần thế năng thì chất điểm ở vị trí
A. x=2 cm
B. x=1,4 cm C. x=1 cm
D. x=0,67 cm
Bài 7: Cơ năng của một vật dao động điều hịa là E. Khi vật có li độ bằng một nửa biên độ thì
động năng của vật là
E
3E
E
A.
B. 2
C. 4
D. 4
Bài 8: Trong dao động điều hoà khi chất điểm qua vị trí có li độ bằng một nửa biên độ thì:
3E
4
1
A. Động năng bằng 3 lần thế năng
B. Động năng gấp 3 lẩn thế năng
C. Thế năng bằng động năng
D. Thế năng bằng nửa động năng
ĐÁP ÁN
1.A
2.B
3.A
4.B
5.B
6.C
7.C
8.B
3. Mức độ vận dụng
Bài 1: Con lắc lò xo có độ cứng k =20 N /m dao động điều hoà với biên độ 4 cm. Động năng của
vật khi li độ x=3 cm là:
A. 0,1 J
B. 0,014 J
C. 0,07 J
D. 0,007 J
Bài 2: Một con lắc đơn (m=200 g , l=80 cm) treo tại nơi có g=10 m/ s 2. Kéo con lắc lệch khỏi
vị trí cân bằng góc
a0
rồi thả không vận tốc đầu, con lắc dao động điều hoà với năng lượng
E = 3,2.10- 4J . Biên độ dao động là
S = 3cm
S = 2cm
S = 1,8cm
S = 1,6cm
A. 0
B. 0
C. 0
D. 0
Bài 3: Một vật m=200 g dao động điều hoà. Trong khoảng thời gian một chu kì vật đi được một
đoạn 40 cm. Tại vị trí x=5 cm thì động năng của vật là 0,375 J . Chu kì dao động:
A. T =0,045 s B. T =0,02 s
C. T =0,28 s
D. T =0,14 s
Bài 4: Một con lắc lị xo có độ cứng của lị xo k =40 N /m dao động điều hoà với biên độ 5 cm.
Động năng của quả cầu ở vị trí ứng với li độ 3 cm là:
E = 0,004J
E = 40J
E = 0,032J
E = 3204J
A. d
B. d
C. d
D. d
Bài 5: Một vật gắn vào lị xo có độ cứng k =20 N /m dao động trên quỹ đạo dài 10 cm. Xác định
li độ của vật khi nó có động năng là 0,009 J :
A. ± 4 (cm)
B. ± 3(cm)
C. ± 2(cm)
D. ± 1(cm)
Bài 6: Một con lắc lò xo gồm viên bi nhỏ và lị xo nhẹ có độ cứng 100 N /m, dao động điều hòa
với biên độ 0,1 m. Mốc thế năng ở vị trí cân bằng. Khi viên bi cách vị trí cân bằng 6 cm thì động
năng của con lắc bằng:
A. 0,64 J
B. 3,2 mJ
C. 6,4 mJ
D. 0,32 J
Bài 7: Một con lắc đơn có khối lượng m=5 kg và độ dài l=1 m. Góc lệch cực đại của con lắc so
a0 = 60 » 0,1rad
2
. Cho g=10 m/ s . Tính cơ năng của con lắc:
B. 0,25 J
C. 0,75 J
D. 2,5 J
Bài 8: Một con lắc lị xo, quả cầu có khối lượng 200 g. Kích thước cho chuyển động thì nó dao
với đường thẳng đứng là
A. 0,5 J
động với phương trình
x = 5cos( 4pt ) cm
. Năng lượng đã truyền cho vật là:
- 1
- 2
- 2
A. 2 J
B. 2.10 J
C. 2.10 J
D. 4.10 J
Bài 9: Một con lắc lò xo đặt nằm ngang gồm một vật nặng khối lượng 1 kg và lò xo khối lượng
khơng đáng kể có độ cứng 100 N /m, dao động điều hồ. Trong q trình dao động chiều dài của
con lắc biến thiên từ 20 cm đến 32 cm. Cơ năng của vật là:
A. 1,5 J
B. 0,26 J
C. 3 J
D. 0,18 J
Bài 10: Quả cầu của con lắc lị xo có khối lượng m=100 g, dao động điều hoà dọc theo trục Ox.
Vận tốc của quả cầu khi nó đi qua vị trí cân bằng là 20 cm/ s. Lấy ❑2=10. Cơ năng của con lắc
trong quá trình dao động là
A. 2. 105 J
B. 2000 J
C. 0,02 J
D. 200 J
ĐÁP ÁN
1.D
2.D
3.C
4.C
5.A
6.B
7.B
8.D
9.D
10.C
4. Mức độ vận dụng cao
Bài 1: Con lắc đơn gồm một vật có trọng lượng 4 N. Chiều dài dây treo l ,2 m dao động với biên
độ nhỏ. Tại li độ góc ¿ 0,05 rad, con lắc có thế năng trọng trường bằng:
- 3
- 3
- 3
- 3
A. 10 J
B. 4.10 J
C. 12.10 J
D. 6.10 J
Bài 2: Con lắc lị xo có khối lượng m=1 kg, dao động điều hòa với cơ năng E=125 mJ. Tại thời
2
điểm ban đầu vật có vận tốc v=25 cm/s và gia tốc a = - 6,25 3m / s . Biên độ của dao động là
A. 2 cm
B. 3 cm
C. 4 cm
D. 5 cm
2
Bài 3: Tại nơi có gia tốc trọng trường là 9,8m / s , một con lắc đơn dao động điều hịa với biên
0
độ góc 6 . Biết khối lượng vật nhỏ của con lắc là 90 g và chiều dài dây treo là 1 m. Chọn mốc thế
năng tại vị trí cân bằng, cơ năng của con lắc xấp xỉ bằng:
- 3
A. 6,8.10 J
- 3
B. 3,8.10 J
- 3
C. 5,8.10 J
- 3
D. 4.8.10 J
Bài 4: Con lắc đơn có chiều dài l = 1m , khối lượng vật nặng là m = 90g dao động với biên độ
2
a = 60
góc 0
tại nơi có gia tốc trọng trường g = 10m / s . Cơ năng dao động điều hòa của con
lắc có giá trị bằng
A. 1,58 J
B. 1,62 J
C. 0,05 J
D. 0,005 J
Bài 5: Tại một điểm có hai con lắc đơn cùng dao động. Chu kì dao động của chúng lần lượt là 2 s
và 1 s . Biết
m1 = 2m2
và hai con lắc dao động với cùng biên độ
a0
. Năng lượng của con lắc thứ
W
so với năng lượng con lắc thứ hai là 2 có tỉ lệ là:
A. 0,5
B. 0,25
C. 4
D. 8
Bài 6: Hai con lắc lò xo có cùng độ cứng k, dao động với cơ năng E 1 = 2E2 thì quan hệ giữa 2
biên độ:
nhất là
W1
A.
A1 = 2A2
B.
A1 = 4A2
C.
A1 = 2A2
D.
A1 = 3A2
Bài 7: Một con lắc đơn có khối lượng m = 1kg , độ dài dây treo l = 2m , góc lệch cực đại của
dây so với đường thẳng đứng ¿ 0,175 rad. Chọn mốc thế năng trọng trường ngang với vị trí thấp
2
nhất, g = 9,8m / s . Cơ năng và vận tốc của vật nặng khi nó ở vị trí thấp nhất là:
A.
E = 2J ;vmax = 2m / s
B.
E = 0,30J ;vmax = 0,77m / s
E = 0,30J ;vmax = 7,7m / s
E = 3J ;vmax = 7,7m / s
C.
D.
Bài 8: Nếu vào thời điểm ban đầu, vật dao động điều hịa đi qua vị trí cân bằng thì vào thời điểm
T
12 , tỉ số giữa động năng và thế năng của dao động là
1
A. 1
B. 3
C. 2
D. 3
Bài 9: Một con lắc lò xo có khối lượng vật nặng là m, dao động điều hòa với biên độ A, năng
lượng dao động là E. Khi vật có li độ x= A /3 thì tốc độ của vật là:
3E
2m
3 E
B. 4 m
4 E
C. 3 m
3E
4m
B. v = wA
C. v = 0,5wA
A.
D.
Bài 10: Con lắc lò xo dao động điều hòa với biên độ A và tần số góc . Khi thế năng gấp 3 lần
động năng thì vận tốc có độ lớn
A. v = 2wA
D. v = wA /
2
2
Bài 11: Cho một con lắc đơn dao động điều hịa tại nơi có g = 10m / s . Biết rằng trong khoảng
thời gian 12 s thì nó thực hiện được 24 dao động. Vận tốc cực đại của con lắc là 6(cm/s), lấy
p2 = 10 . Giá trị góc lệch của con lắc so với phương thẳng đứng và vị trí mà ở đó thế năng bằng
1
8 động năng là:
A. 0,04 rad
B. 0,08 rad
C. 0,1 rad
D. 0,12 rad
Bài 12: Ở một thời điểm, vận tốc của vật dao động điều hoà bằng 20% vận tốc cực đại, tỷ số
giữa động năng và thế năng của vật là:
1
1
A. 24
B. 5
C. 5
D. 24
Bài 13: Một vật dao động điều hòa dọc theo trục Ox. Mốc thế năng ở vị trí cân bằng. Ở thời
điểm độ lớn vận tốc của vật bằng 50% vận tốc cực đại thì tỉ số giữa động năng và cơ năng của
vật là:
4
1
1
3
A. 3
B. 2
C. 4
D. 4
Bài 14: Một dao động điều hịa có biên độ A. Xác định tỷ số giữa động năng và thế năng vào lúc
li độ dao động bằng
A. 0,5
1
5 biên độ
B. 2
C. 10
D. 24
x = 2cos( 3pt + p / 2) cm
Bài 40: Một vật dao động điều hồ theo phương trình
. Tỉ số động
năng và thế năng của vật tại li độ x=1,5 cm là
A. 1,28
B. 0,78
C. 1,66
D. 0,56
ĐÁP ÁN
1.D
9.C
2.A
10.C
II. PHẦN TỰ LUẬN
3.D
11.D
4.D
12.D
5.A
13.C
6.C
14.D
7.B
15.B
8.B