Lý thuyết và bài tập trắc nghiệm chương II Vật lí 12 nâng cao –––––––– Năm học 2008 -2009
PHẦN I: TÓM TẮT GIÁO KHOA
(THEO CHƯƠNG TRÌNH SÁCH GIÁO KHOA VẬT LÍ 12 NÂNG CAO)
Bài: DAO ĐỘNG ĐIỀU HOÀ – CON LẮC LÒ XO.
1. Dao động:
Chuyển động của một vật được
gọi là dao động nếu như nó
chuyển động qua lại nhiều lần
xung quanh một vị trí cân bằng.
2. Dao động tuần hoàn:
a. Khái niệm:
Dao động tuần hoàn là dao động mà trạng thái dao động được lặp lại mãi mãi theo
thời gian.
b. Chu kì hay tần số dao động tuần hoàn:
• Chu kì: Thời gian T vật dao động thực hiện được một lần dao động tuần hoàn.
• Tần số: Số lần dao động f vật thực hiện được một giây.
f = 1/T. Đơn vị: 1/s gọi là héc kí hiệu Hz.
3. Con lắc lò xo:
a. Cấu tạo:
Con lắc lò xo gồm vật nặng gắn vào một đầu lò xo
khối lượng không đáng kể, đầu kia của lò xo cố định.
b. Phương trình động lực học:
• Xét con lắc lò xo đặt nằm ngang. Chọn gốc toạ
độ tại vị trí cân bằng, phương trục toạ độ dọc theo
trục lò xo, chiều dương trục toạ độ như hình vẽ. Nếu chọn gốc toạ độ tại vị trí cân
bằng thì toạ độ x của quả nặng được gọi là li độ.
• Khi bỏ qua lực ma sát và sức cản của không khí thì khi dao động, quả nặng của con
lắc chịu tác dụng của lực đàn hồi của lò xo ( trọng lực và phản lực luôn cân bằng
nhau), lực này luôn hướng về vị trí cân bằng và tỉ lệ với độ lớn li độ: F = -kx.
• Áp dụng định luật II Niutơn ta có:
ma = -kx hay a + k/mx = 0.

4. Dao động điều hoà:
Dao động mà phương trình dao động có dạng x = Acos(ωt+φ), tức là vế phải của
phương trình là hàm số côsin hay sin của thời gian nhân với hằng số, gọi là dao động
điều hoà.
5. Các đại lượng đặc trưng cho dao động điều hoà:
F
r
Lý thuyết và bài tập trắc nghiệm chương II Vật lí 12 nâng cao –––––––– Năm học 2008 -2009
Phương trình dao động điều hoà: x = Acos(ωt+φ), trong đó
• A: gọi là biên độ dao động, đó là giá trị cực đại của độ lớn li độ ( A = |x|
max
).
• ωt+φ: gọi là pha dao động tại thời điểm t, nó chính là đối số của hàm số cosin. Với
một giá trị biên độ A cho trước thì pha dao động cho phép ta xác định được li độ của vật
dao động điều hoà tại thời điểm t.
• φ: gọi là pha ban đầu, tức là pha dao động tại t = 0. Với một giá trị biên độ A cho
trước thì pha ban đầu cho phép ta xác định được li độ của vật dao động điều hoà tại thời
điểm t = 0 ( li độ ban đầu).
• ω: gọi là tần số góc của dao động. ω là đại lượng đặc trưng cho tốc độ biến đổi của
pha dao động.
6. Chu kì và tần số của dao động điều hoà:
• Trong phương trình dao động điều hoà: x = Acos(ωt+φ), nếu chọn gốc thời gian và
chiều dương trục toạ độ thích hợp để φ = 0. Ta lập bảng giá trị để vẽ đồ thị hàm số
này.
• Bảng giá trị:
t 0
π
2ω
π
ω

).
• |v|
max
= Aω khi sin(ωt+φ) = 1. Vậy tốc độ của vật dao động điều hoà đạt giá trị cực
đại khi vật qua vị trí cân bằng.
b. Gia tốc:
• a = v
/
= [-Aωsin(ωt+φ)]
/
= -Aω
2
cos(ωt+φ) = -ω
2
x. → a = -Aω
2
cos(ωt+φ) = -ω
2
x
• |a|
max
= Aω
2
khi cos(ωt+φ) = -1. Vậy gia tốc của vật dao động điều hoà có độ lớn
đạt giá trị cực đại khi khi vật ở biên( |x| = A).
Lý thuyết và bài tập trắc nghiệm chương II Vật lí 12 nâng cao –––––––– Năm học 2008 -2009
Lý thuyết và bài tập trắc nghiệm chương II Vật lí 12 nâng cao –––––––– Năm học 2008 -2009
8. Điều kiện ban đầu: sự kích thích dao động:
a. Điều kiện đầu: tại t=0 thì
0

+ Độ dài: OM = A

( )
·
t=0
+ OM,Ox =
ϕ
uuuur uuur
• Khi cho véctơ này quay đều với tốc độ góc ω quanh
điểm O trong mặt phẳng chứa trục Ox, thì hình chiếu của Véctơ
OM
uuuur
trên trục Ox là
X
OP = ch OM = Acos(ωt + )
ϕ
uuuur
.
• Vậy: Độ dài đại số của hình chiếu trên trục x của véctơ quay
OM
uuuur
biểu diễn dao động
điều hoà chính là li độ x của dao động.
BÀI: CON LẮC ĐƠN – CON LẮC VẬT LÝ.
1. Con lắc đơn:
a. Cấu tạo: Con lắc đơn
cấu tạo gồm: sợi dây nhẹ
khối lượng không đáng kể
có chiều dài l, không dãn.
Một đầu sợi dây gắn vào

ur
của dây.
• Phân tích
P
ur
=
n t
P +P
ur ur
như hình vẽ.
+ Thành phần
n
P
ur
theo phương sợi dây.
Hợp lực của
n
P
ur
và
R
uur
đóng vai trò lực
hướng tâm giữ cho vật chuyển động trên
cung tròn. Hợp lực này không làm thay đổi
tốc độ của vật.
+ Thành phần
t
P
ur

ta được:
s
//
+ ω
2
s = 0 hay α
//
+ ω
2
α = 0
• Nghiệm: s = S
0
sos(ωt+φ) hay α = α
0
sos(ωt+φ).
• Kết luận: Dao động của con lắc đơn với góc lệch bé, khi bỏ qua ma sát là dao động
điều hoà với chu kì: T =
2
g
l
π
.
2. Con lắc vật lí:
a. Cấu tạo: Con lắc vật lí là vật rắn quay xung quanh trục
cố định nằm ngang.
b. Phương trình động lực học:
• Gọi khoảng cách từ trọng tâm vật rắn đến trục quay là
d. Tại vị trí cân bằng trọng tâm ở vị trí G
0
, lúc này QG

mgd
I
ta được:
Lý thuyết và bài tập trắc nghiệm chương II Vật lí 12 nâng cao –––––––– Năm học 2008 -2009
α
//
+ ω
2
α = 0. Nghiệm: α = α
0
cos(ωt + φ).
Vậy: Khi bỏ qua ma sát ở trục quay và sức cản không khí thì dao động bé của con lắc vật
lí là dao động điều hoà với tần số góc ω =
mgd
I
, hay chu kì là T =
I
2π
mgd
3. Hệ dao động:
a. Định nghĩa: Vật dao động, cùng với vật ( hay các vật) tác dụng lực kéo về lên vật
dao động, gọi là hệ dao động.
b. Dao động tự do: Dao động của hệ chỉ xảy ra dưới tác dụng của nội lực gọi là dao
động tự do ( hay dao động riêng). Mọi dao động tự do của một hệ dao động đều có cùng
tần số góc xác định gọi là tần số góc riêng của hệ dao động ấy.
BÀI: NĂNG LƯỢNG TRONG DAO ĐỘNG ĐIỀU HOÀ
1. Sự bảo toàn cơ năng:
Dao động của con lắc đơn, và con lắc lò xo dưới tác dụng của lực thế ( trọng lực và
lực đàn hồi ...) và không có ma sát nên cơ năng của nó được bảo toàn. Vậy cơ năng của
vật dao động được bảo toàn.

cos
2
(ωt+ϕ)
• Đồ thị W
t
ứng với trường hợp ϕ = 0 ở hình bên.
3. Biểu thức động năng:
• Tại thời điểm t bất kì vật nặng m có vận tốc
v = -Aωsin(ωt+ϕ) và có động năng
W
đ
=
1
2
mv
2
=
1
2
mA
2
ω
2
sin
2
(ωt+ϕ)
• Đồ thị W
đ
ứng với trường hợp ϕ = 0 ở hình
bên.

2
A
2
[cos
2
(ωt+ϕ) + sin
2
(ωt+ϕ)]
W =
1
2
mω
2
A
2
= const.
• Đồ thị W
t
, W
đ
vẽ trong cùng một hệ trục toạ độ ở hình bên.
Lý thuyết và bài tập trắc nghiệm chương II Vật lí 12 nâng cao –––––––– Năm học 2008 -2009
DAO ĐỘNG TẮT DẦN. DAO ĐỘNG DUY TRÌ
1. Dao động tắt dần:
a. Khái niệm: Dao động tắt dần là dao động do có lực cản của môi trường mà biên độ
(hay năng lượng) giảm dần theo thời gian.
b. Đặc điểm:
• Lực cản môi trường càng lớn thì dao động tắt dần xảy ra càng nhanh.
• Nếu vật dao động điều hoà với tần số ω
0

trong một xy lanh đựng đầy dầu nhớt, pít tông gắn với khung xe và xy lanh gắn với trục
bánh xe. Khi khung xe dao động trên các lò xo giảm xóc, thì pít tông cũng dao động
theo, dầu nhờn chảy qua các lỗ thủng của pít tông tạo ra lực cản lớn làm cho dao động
pít tông này chóng tắt và dao động của khung xe cũng chóng tắt theo.
• Lò xo cùng với cái giảm rung gọi chung là bộ phận giảm xóc.
DAO ĐỘNG CƯỠNG BỨC VÀ CỘNG HƯỞNG.
1. Dao động cưỡng bức:
Nếu tác dụng một ngoại lực điều hoà F=F
0
sin(Ωt ) lên một hệ dao động tự do, sau khi
dao động của hệ được ổn định (thời gian từ lúc tác dụng lực đến khi hệ có dao động ổn
định gọi là giai đoạn chuyển tiếp) thì dao động của hệ là dao động điều hoà có tần số
bằng tần số ngoại lực. Biên độ của dao động này phụ thuộc vào tần số ngoại lực và tỉ lệ
với biên độ ngoại lực. Đồ thì biểu diễn sự phụ thuộc li độ vật dao động cưỡng bức theo
thời gian ở hình vẽ dưới.
2. Cộng hưởng:
• Nếu tần số ngoại lực (Ω) bằng với tần số riêng (ω
0
) của
hệ dao động tự do, thì biên độ dao động cưỡng bức đạt giá
trị cực đại, hiện tượng này gọi là hiện tượng cộng hưởng.
Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc biên độ dao động cưỡng bức
theo tần số góc ngoại lực vẽ ở hình bên.
• Cùng một ngoại lực F=F
0
sin(Ωt ) tác dụng lên hệ dao
động tự do có tần số ω
0
trong trường hợp hệ dao động có
ma sát nhỏ và trường hợp hệ dao động có ma sát lớn. Đồ

kì dao động do công ngoại lực truyền cho
đúng bằng năng lượng mà hệ tiêu hao do
ma sát trong chu kì đó.
4. Ứng dụng của hiện tượng cộng hưởng:
a. Ứng dụng:
Hiện tượng cộng hưởng có nhiều ứng dụng trong thực tế, ví dụ: chế tạo tần số kế, lên
dây đàn...
b. Tác dụng có hại của cộng hưởng:
• Mỗi một bộ phận trong máy ( hoặc trong cây cầu) đều có thể xem là một hệ dao
động có tần số góc riêng ω
0
.
• Khi thiết kế các bộ phận của máy ( hoặc cây cầu) thì cần phải chú ý đến sự trùng
nhau giữa tần số góc ngoại lực ω và tần số góc riêng ω
0
của các bộ phận này, nếu sự
trùng nhau này xảy ra (cộng hưởng) thì các bộ phận trên dao động cộng hưởng với biên
độ rất lớn và có thể làm gãy các chi tiết trong các bộ phận này.
BÀI: TỔNG HỢP DAO ĐỘNG.
1. Đặt vấn đề:
Một vật đồng thời tham gia hai dao động điều hòa cùng tần số có các phương trình lần
lượt là: x
1
= A
1
cos(ωt + ϕ
1
), x
2
= A

= ϕ
uuuur
Ox
.
Lý thuyết và bài tập trắc nghiệm chương II Vật lí 12 nâng cao –––––––– Năm học 2008 -2009
• x
2
= A
2
cos(ωt + ϕ
2
) được biểu diễn bằng véctơ
2
OM
uuuur
. Véctơ này có gốc tại O, độ dài
OM
2
= A
2
, tại t = 0 véctơ này hợp với chiều dương Ox một góc
·
( )
2
2
t 0
OM ,
=
= ϕ
uuuur

MM
2
cũng quay theo với tốc độ góc ω và không biến
dạng khi quay. Véc tơ tổng
OM
uuuur
là đường chéo hình bình hành cũng quay đều quanh O
với tốc độ góc ω.
• Vì
uuuur uuuur uuuur
1 2
OX OX OX
Ch OM = Ch OM + Ch OM
nên
1 2
OP = OP + OP
hay x = x
1
+ x
2
.
Suy ra véc tơ tổng
OM
uuuur
biểu diễn cho dao động tổng hợp, và phương trình dao động
tổng hợp có dạng x=Acos(ωt + ϕ). Dựa vào giãn đồ Fre-nen ta tìm biên độ A và pha ban
đầu ϕ của dao động tổng hợp.
a. Biên độ:
Tam giác OMM
1

= 2kπ → A = A
max
= A
1
+A
2
.
• Nếu: ϕ
2
– ϕ
1
= (2k+1)π → A = A
min
=
1 2
A - A
• Nếu ϕ
2
– ϕ
1
= π/2+kπ →A =
2 2
1 2
A + A
b. Pha ban đầu:
Ta có tgϕ =
PM
OP
=
1 1 2 2

ba
sin
+−
• cosa + cosb = 2
2
ba
cos
2
ba
cos
−+
• cosa - cosb = 2
2
ba
cos
2
ba
cos
+−
• sina.sinb =
2
1
[cos(a-b)–cos(a+b)]
•cosa.cosb =
2
1
[cos(a-b)+cos(a+b)]
• sina.cosb =
2
1

3
/3
3
45
0
2
/2
2
/2
1 1
60
0
3
/2
0,5
3 3
/3
90
0
1 0
+ ∞
0
Lý thuyết và bài tập trắc nghiệm chương II Vật lí 12 nâng cao –––––––– Năm học 2008 -2009
PHẦN B: BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM THEO CHỦ ĐỀ.
CHỦ ĐỀ 1: Đại cương về dao động điều hoà.
Câu 1.01: Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về dao động điều hoà của một vật?
A. Gia tốc có giá trị cực đại khi vật ở biên.
B. Khi vật đi từ vị trí cân bằng ra biên thì vận tốc và gia tốc trái dấu.
C. Động năng dao động điều hoà cực đại khi vật qua vị trị cân bằng.
D. Vận tốc chậm pha hơn li độ là π/2. *

năng cực đại của chất điểm. Tại thời điểm t chất điểm có li độ x và vận tốc là v. Công
thức nào sau đây là không dùng để tính chu kì dao động điều hoà của chất điểm?
A. T =
max
A
2π
v
. B. T =
max
A
2π
a
.
C. T =
dmax
m
2π.A
2W
. D. T =
2 2
2π
.
v
Ax
−
.*
Lý thuyết và bài tập trắc nghiệm chương II Vật lí 12 nâng cao –––––––– Năm học 2008 -2009
Câu 1.07: Một chất điểm dao động điều hoà dọc theo trục Ox, với O trùng với vị trí cân
bằng của chất điểm. Đường biểu diễn sự phụ thuộc li độ chất điểm theo thời gian t cho ở
hình vẽ. Phương trình vận tốc của chất điểm là

C. 0,71v
max
.
D.
0,58v
max
.
Câu 1.09: Một chất điểm dao động điều hoà với phương trình li độ: x=2cosπt(cm) (t tính
bằng giây).Vật qua vị trí cân bằng lần thứ nhất lúc
A. 0,50s. *
B. 1s.
C. 2s.
D.
0,25s.
Câu 1.10: Một chất điểm dao động điều hòa có phương trình x=4cos(
π
t+
4
π
)(cm; s) thì
A. chu kì dao động là 4s.
B. Chiều dài quỹ đạo là 4cm.
C. lúc t = 0 chất điểm chuyển động theo chiều âm.*
D. tốc độ khi qua vị trí cân bằng là 4 cm/s.
Câu 1.11: Tìm phát biểu sai về dao động điều hoà của một vật?
A. Lực hồi phục luôn luôn hướng về vị trí cân bằng.
B. Khi vật qua vị trí cân bằng lực hồi phục triệt tiêu.
C. Thế năng của hệ dao động điều hoà biến thiên cùng tần số với dao động.*
D. Khi vật qua vị trí cân bằng, cơ năng bằng động năng.
Câu 1.12: Trong một dao động điều hoà