4 câu con lắc lò xo trích đề thi thử vật lý chuyên vinh lần 2 năm 2019

Học Lớp

Administrator
Thành viên BQT
#1
Câu 1: Một con lắc lò xo dao động với phương trình $x = 4\cos \left( {4\pi t - \frac{\pi }{2}} \right)$(cm), ( t tính bằng s). Tại thời điểm t=0 vật nặng có li độ bằng A.2cm
B.$2\sqrt 3 $ cm
C.0
D.4cm
Giải
$t = 0 \to x = 4\cos \left( {4\pi .0 - \frac{\pi }{2}} \right) = 0$
Chọn đáp án C.

Câu 2: Một con lắc lò xo gồm vật nhỏ khối lượng m và lò xo nhẹ có độ cứng k. Khi con lắc này dao động điều hòa tự do theo phương thẳng đứng với biên độ A thì ở vị trí lò xo có chiều dài tự nhiên, vật có tốc độ bằng 0. Nhưng khi con lắc này dao động điều hòa tự do trên mặt phẳng nghiêng 300 so với phương ngang cũng với biên độ A thì ở vị trí lò xo tự nhiên, vật có tốc độ bằng v. Nếu con lắc này dao động điều hòa tự do theo phương ngang với biên độ A thì ở vị trí lò xo có chiều dài tự nhiên, vật có tốc độ bằng
A. $\frac{{v\sqrt 3 }}{2}$
B. $\frac{{2v}}{{\sqrt 3 }}$
C. 2v
D. 0
Giải​
Con lắc dao động theo phương thẳng đứng $A = \Delta {l_o} = \frac{{mg}}{k}$;
Khi dao động trên mặt phẳng nghiêng 30o $A = \sqrt {{{\left( {\frac{{mg\sin {{30}^o}}}{k}} \right)}^2} + \frac{{{v^2}}}{{{\omega ^2}}}} \to {\left( {\frac{{mg}}{k}} \right)^2} = {\left( {\frac{{mg}}{{2k}}} \right)^2} + \frac{{{v^2}}}{{{\omega ^2}}}$ (1)
Con lắc dao động theo phương ngang, ở vị trí lò xo có chiều dài tự nhiên ${v_{\max }} = \omega A = \omega \frac{{mg}}{k}$(2)
Từ (1) và (2) ta tìm được đáp án.
Chọn đáp án A.

Câu 3: Một con lắc đơn dao động điều hòa trong một điện trường đều thẳng đứng hướng xuống. Vật dao động được tích điện nên nó chịu tác dụng của lực điện hướng xuống. Khi vật đang dao động thì điện trường đột ngột bị tắt. Phát biểu nào sau đây không đúng?
A. Nếu điện trường ngắt khi vật đi qua vị trí cân bằng thì năng lượng dao động của hệ không đổi.
B. Nếu điện trường ngắt khi vật đi qua vị trí cân bằng thì biên độ dao động của hệ không đổi.
C. Nếu điện trường ngắt khi vật đi qua vị trí biên thì biên độ dao động của hệ không đổi.
D. Nếu điện trường ngắt khi vật đi qua vị trí biên thì năng lượng dao động của hệ bị giảm.
Giải​
Khi có điện trường $g' = g + \frac{F}{m}$; ${{\rm{W}}_t} = \frac{1}{2}mgl{\alpha ^2};\,{{\rm{W}}_d} = \frac{1}{2}m{v^2}$
Nếu điện trường ngắt khi vật đi qua vị trí cân bằng thì năng lượng dao động của hệ không đổi bằng ..
Ngắt điện trường khi vật qua VTCB thì năng lượng dao động của hệ không đổi, mà g <g’=> biên độ tăng
Ngắt điện trường khi vật ở vị trí biên thì biên độ không đổi, g<g’ nên năng lượng dao động giảm
Chọn đáp án B.

Câu 4: Hai con lắc lò xo giống nhau dao động điều hòa cùng biên độ A = 10 cm trên cùng một mặt phẳng nằm ngang trên hai trục O1x1 và O2x2 vuông góc với nhau như hình vẽ. Con lắc thứ nhất có vị trí cân bằng là O1, dao động theo phương trình x1 = 10cos(ωt) (cm). Con lắc thứ hai có vị trí cân bằng O2, dao động theo phương trình x2 = 10cos(ωt + φ) (cm). Biết O1O2 = 5 cm. Để các vật (có kích thước nhỏ) không va chạm vào các lò xo trong quá trình dao động thì giá trị của φ có thể là
con lắc lò xo.JPG
A. – π/4
B. 2π/3
C. π
D. π/2
Giải​
Để các vật (có kích thước nhỏ) không va chạm vào các lò xo trong quá trình dao động thì
  • Khi m1 đến vị trí x1=5cm= 0,5A theo chiều dương thì m2 phải rời VTCB theo chiều âm ${\varphi _2} - {\varphi _1} = \frac{\pi }{2} - ( - \frac{\pi }{3}) = \frac{{5\pi }}{6}$
  • Khi m1 đến vị trí x1=5cm=$\frac{A}{2}$ theo chiều âm thì m2 phải rời VTCB theo chiều dương ${\varphi _2} - {\varphi _1} = - \frac{\pi }{2} + 2\pi - \frac{\pi }{3}) = \frac{{7\pi }}{6}$ $ \to \frac{{5\pi }}{6} \le {\varphi _2} - {\varphi _1} \le \frac{{7\pi }}{6} \to \frac{{5\pi }}{6} \le \varphi \le \frac{{7\pi }}{6}$
 

Bài mới