ĐỀ SỐ: NĂNG LƯỢNG CỦA CON LẮC LÒ XO
I. Phần tự luận:
Bài 1: Một con lắc lò xo dao động điều hoà theo phương ngang với chu kì T = 2s. Vật đi qua VTCB với vận
tốc v = 31,4cm/s, khối lượng vật nặng là 1kg. Chọn t
0
= 0 lúc vật ỏ vị trí biên dương.
a. Viết phương trình dao động của vật.
b. Tính cơ năng toàn phần của vật?
c. Tìm thế năng và động năng của vật khi vật có li độ x = -8cm?
d. Khi vận tốc của vật là 15,7cm/s thì thế năng của vật bằng bao nhiêu?
e. Tìm vị trí li độ của vật tại đó thế năng bằng 4 lần động năng, khi đó vận tốc của vật là bao nhiêu?
f. Viết phương trình của động năng, thế năng. Vẽ đồ thị của li độ, động năng, thế năng?
g. Khi vật thực hiện được một dao động toàn phần thì động năng bằng thế năng bao nhiêu lần? Khoảg thời
gian giữa hai lần động năng bằng thế năng là bao nhiêu?
h. Xác định li độ, vận tốc, gia tốc, thế năng, động năng của vật tại thời điểm t = 5,5s kể từ thời điểm ban đầu.
Bài 2: Dùng định luật bảo toàn cơ năng tính biên độ dao động của con lắc lò xo trong những trường hợp sau,
biết k = 40N/m, m = 1kg
a. Truyền cho vật vận tốc 1m/s từ VTCB dọc theo trục của lò xo.
b. Đưa vật tới vị trí cách vị trí cân bằng 6cm rồi truyền vận tốc v = 80cm/s dọc theo trục của lò xo.
c. Đưa vật tới vị trí cách vị trí cân bằng 10cm rồi buông vật tự do.
Bài 3: Lò xo có chiều dài tự nhiên 25cm được treo thẳng đứng phía dưới có gắn vật nặng m = 500g. Khi cân
bằng lò xo dài 28cm. Từ VTCB truyền cho vật một vận tốc v = 0,9m/s dọc theo trục của lò xo. Chọn t
0
= 0
là lúc vật qua vị trí cân bằng theo chiều dương
a. Viết phương trình dao động của vật, từ đó viết phương trình của động năng, thế năng.
b. Tìm chiều dài cực đại, cực tiểu của lò xo trong quá trình vật dao động?
c. Tìm lực đàn hồi cực đại, cực tiểu của lò xo?
Bài 4: Một con lắc lò xo treo thẳng đứng, khối lượng vật nặng là 100g, k = 10N/m, l
0
= 30cm, g = 10m/s
Câu 4: Biểu thức cơ năng của một vật dao động điều hòa là :
A. E =
2
1
m
2
A
2
B. E =
2
1
m
2
A
2
C. E = 2m
2
A
2
D. E =
2
1
mA
2
Câu 5: Vật dao động điều hòa với tần số f . Động năng của nó biến đổi:
A. Tuần hoàn với chu kì
f
T
1
. C.
2
v
A . D.
2v
A
Câu 8: Một con lắc lò xo có khối lượng vật gắn với lòxo là 100g . Con lắc dao động điều hòa theo một trục cố định
nằm ngang với phương trình tAx
cos
. Cứ sau những khoảng thời gian 0,05s thì động năng và thế năng của vật
lại bằng nhau . Lấy
2
= 10 . lò xo có độ cứng bằng
A. 50N/m . B. 100N/m . C. 75N/m . D.200N/m .
Câu 9: Một con lắc lò xo có độ cứng k = 50N/m. Con lắc dao động điều hòa theo một trục cố định nằm ngang với
phương trình
tAx
cos
. Kể từ thời điểm ban đầu (t = 0) thì sau thời gian bằng 0,025s động năng và thế của vật
bằng nhau lần thứ nhất . Lấy
2
= 10 . Khối lượng m của vật gắn với lòxo là :
.
Câu 12: Con lắc lò xo gồm vật nặng có khối lượng m và lò xo có độ cứng k được treo theo phương thẳng đúng tại nơi
có gia tốc trọng trường g =10 m/s
2
, khi vật cân bằng lò xo có độ giản 10cm.Cho con lắc dao động với biên độ A =
10cm. Chọn gốc thời gian lúc con lắc đi qua VTCB theo chiều dương của hệ toạ độ .
12.1 Phưong trình dao động của con lắc là:
A. x = 10sin(10t) cm B. x = 10sin(10t + /2) cm C. x = 10sin(10t)cm D. x = 10sin(10t /2)cm
12.2 Lực đàn hồi cực tiểu trong quá trình con lắc dao động là :
A. 10 N B. 5 N C. 2,5 N D. 0 N
Một con lắc lò xo gồm một vật khối lượng m = 100g treo vào đầu một lò xo có độc cứng k = 100N/m. Kính thích
cho vật dao động , trong quá trình dao động vật có vận tốc cực đại bằng 62,8cm/s . Xem
2
= 10 . Dùng các dữ liệu
trên trả lời các câu hỏi 13,14,15,16.
Câu 13: Biên độ dao động của vật là :
A. 1cm B. 2cm C. 2,4cm D. 3cm
Câu 14: Vận tốc của vật khi đi qua vị trí cách vị trí cân bằng 1cm là :
A. 54,38cm/s B. 31,4cm/s C. 75,36cm/s D. 27,19cm/s
Câu 15: Chọn gốc thời gian là lúc vật có li độ 1cm và đang chuyển động về vị trí cân bằng, Phương trình dao động
của vật là
A. ))(
3
.10cos(.2 cmtx
. B. ))(
A. tăng 2 lần. B. giảm 2 lần. C. giảm 4 lần. D. tăng 4 lần.
Câu 19(ĐH2008): Một con lắc lò xo treo thẳng đứng. Kích thích cho con lắc dao động điều hòa theo phương thẳng
đứng. Chu kì và biên độ dao động của con lắc lần lượt là 0,4 s và 8 cm. Chọn trục x’x thẳng đứng chiều dương hướng
xuống, gốc tọa độ tại vị trí cân bằng, gốc thời gian t = 0 khi vật qua vị trí cân bằng theo chiều dương. Lấy gia tốc rơi
tự do g = 10 m/s
2
và
2
= 10. Thời gian ngắn nhất kẻ từ khi t = 0 đến khi lực đàn hồi của lò xo có độ lớn cực tiểu là
A.
4
s
15
. B.
7
s
30
. C.
3
s
10
D.
1
s
30
.