Lời giải và câu trả lời chính xác nhất cho câu hỏi trắc nghiệm “Lực kéo về trong dao động điều hòa?” kèm theo kiến ​​thức tham chiếu là tài liệu trắc nghiệm môn Vật Lí 12 hay và chủ sở hữu.

Bạn đang xem: Lực kéo về trong dao động điều hòa

Trắc nghiệm: Lực kéo về trong dao động điều hòa?

A. Biến đổi điều hòa theo thời gian và cùng pha với vận tốc

B. Biến đổi điều hòa theo thời gian và ngược pha với vận tốc

C. Biến đổi điều hòa theo thời gian và ngược pha với li độ

D. Khi qua vị trí cân bằng có độ lớn cực đại

Trả lời:

Đáp án đúng: C. Biến đổi điều hòa theo thời gian và ngược pha với li độ

Giải thích:

* Phương pháp giải:

Biểu thức lực kéo về: F = − kx

Giải chi tiết:

Ta có: F=− kx

+ Lực kéo về trong dao động điều hòa biến đổi theo thời gian, ngược pha với li độ

Hãy cùng Top lời giải tìm hiểu thêm kiến thức với phần mở rộng về Dao động điều hòa nhé!

Kiến thức tham khảo về Dao động điều hòa


1. Khái niệm dao động

- Dao động cơ: là chuyển động qua lại quanh một vị trí cân bằng ( vị trí hợp lực tác dụng lên vật bằng không). VD: chuyển động đung đưa của chiếc lá,...

- Dao động tuần hoàn: là dao động cơ mà sau những khoảng thời gian bằng nhau vật trở lại vị trí cũ theo hướng cũ. Khi vật trở lại vị trí cũ theo hướng cũ thì vật thực hiện được một dao động toàn phần. Thời gian vật thực hiện một dao động toàn phần là một chu kỳ T. Số dao động toàn phần vật thực hiện được trong 1s là tần số f.

*
Lực kéo về trong dao động điều hòa?" width="249">

- Ví dụ: dao động của con lắc đồng hồ. Vị trí B: là vị trí cân bằng của con lắc.

*
Lực kéo về trong dao động điều hòa? (ảnh 2)" width="377">

+) Quá trình từ B → C → B: vật trở về cùng một vị trí nhưng không cùng chiều nên không phải là một dao động toàn phần.

+) Quá trình B → C → B → A → B: là một dao động toàn phần.

Dao động điều hòa: là dao động trong đó li đô (vị trí) của vật là một hàm côsin (hay sin) của thời gian.

2. Dao động điều hòa

a. Ví dụ về dao động điều hòa

*
Lực kéo về trong dao động điều hòa? (ảnh 3)" width="334">

- Giả sử điểm M chuyển động theo chiều dương vận tốc ω, P là hình chiếu của M lên trục Ox, ta có:

+ Tại t = 0, M có tọa độ góc là φ

+ Sau khoảng thời gian t, M sẽ có tọa độ góc φ + ωt

+ Lúc này, OP= x, x = OM cos ( ωt + φ)

+ Đặt A = OM, ta được x = Acos ( ωt + φ), trong đó A, ω, φ là các hằng số

Do hàm cosin là hàm điều hòa nên điểm P dao động điều hòa

b. Định nghĩa dao động điều hòa

Dao động điều hòa là dao động mà li độ (x) của vật biến đổi theo hàm cos (hoặc sin) theo thời gian

c. Phương trình dao động

- Phương trình x = Acos( ωt + φ) được gọi là phương trình dao động điều hòa

+ Với : A: biên độ dao động

ωt + φ (rad): pha dao động tại thời điểm t

φ(rad): pha ban đầu tại t = 0

Chú ý: Dao động điều hòa là hình chiếu của chuyển động tròn đều.

3. Vận tốc, gia tốc của vật dao động điều hòa

- Vận tốc v = x" = -Aω sin⁡(ωt + φ) = ωA cos⁡(ωt + φ + π/2)

→ Độ lớn vmax = ωA tại vị trí cân bằng x = 0; v = 0 tại vị trí biên x = ±A

- Gia tốc a = v" = x"= -ω2A = -ω2 A cos⁡(ωt + φ) = ω2 A cos⁡(ωt+φ + π)

→ Độ lớn amax = ω2 A tại vị trí biên x = ±A; a = 0 tại vị trí cân bằng x = 0

* Nhận xét:

- Mối quan hệ giữa các giá trị tức thời x, v, a.

+) Vận tốc v sớm pha hơn li độ x một góc π/2:

*
Lực kéo về trong dao động điều hòa? (ảnh 4)" width="566">

+) Gia tốc a sớm pha hơn vận tốc v một góc π/2:

*
Lực kéo về trong dao động điều hòa? (ảnh 5)" width="346">

+) Gia tốc a và li độ x ngược pha: a = - ω2x

- Đồ thị của dao động điều hòa: đều là một đường hình sin.

4. Bài tập

Bài 1: (trang 9 SGK Vật Lý 12)

Phát biểu định nghĩa của dao động điều hòa.

Lời giải:

Dao động điều hòa là dao động trong đó li độ của vật là một hàm cosin (hay sin) của thời gian.

Bài 2: (trang 9 SGK Vật Lý 12)

Viết phương trình của dao động điều hòa và giải thích các đại lượng trong phương trình.

Lời giải:

Phương trình của dao động điều hòa x = Acos(ωt + φ)

Trong đó:

- x: li độ của dao động (độ lệch của vật khỏi vị trí cân bằng) có đơn vị là centimet hoặc mét (cm ; m)

- A: biên độ dao động, có đơn vị là centimet hoặc mét (cm ; m)

- ω: tần số góc của dao động có đơn vị là radian trên giây (rad/s)

- (ωt + φ): pha của dao động tại thời điểm t, có đơn vị là radian (rad)

- φ: pha ban đầu của dao động, có đơn vị là radian (rad)

Bài 3: (trang 9 SGK Vật Lý 12)

Mối liên hệ giữa dao động điều hòa và chuyển động tròn đều thể hiện ở chỗ nào?

Lời giải:

Một điểm P dao động điều hòa trên một đoạn thẳng luôn luôn có thể được coi là hình chiếu của một điểm M tương ứng chuyển động tròn đều lên đường kính là đoạn thẳng đó.

Bài 4: (trang 9 SGK Vật Lý 12)

Nêu định nghĩa chu kì và tần số của dao động điều hòa.

Lời giải:

Chu kì T của dao động điều hòa là khoảng thời gian để vật thực hiện được một dao động toàn phần. Đơn vị của chu kì là giây (s).

Tần số f của dao động điều hòa là số lần dao động toàn phần thực hiện được trong một giây. Đơn vị của tần số là héc (Hz).

Bài 5: (trang 9 SGK Vật Lý 12)

Giữa chu kì, tần số và tần số góc có mối liên hệ như thế nào?

Lời giải:

Giữa chu kì T, tần số f và tần số góc ω liên hệ với nhau bởi hệ thức

*
Lực kéo về trong dao động điều hòa? (ảnh 6)" width="307">

với ω là tần số góc, đơn vị là radian trên giây (rad/s)

Bài 6: (trang 9 SGK Vật Lý 12)

Một vật dao động điều hòa theo phương trình x = Acos(ωt + φ).

a) Lập công thức tính vận tốc và gia tốc của vật.

b) Ở vị trí nào thì vận tốc bằng 0? Ở vị trí nào thì gia tốc bằng 0?

c) Ở vị trí nào thì vận tốc có độ dài cực đại? Ở vị trí nào thì gia tốc có độ lớn cực đại?

Lời giải:

a) Công thức vận tốc v = x"(t) = - ωAsin(ωt + φ)

Công thức gia tốc a = v"(t) = - ω2Acos(ωt + φ) hay a = - ω2x

b) Tại vị trí biên x = ±A thì vận tốc bằng không.

Tại vị trí cân bằng x = 0 thì gia tốc bằng không.

c) Tại vị trí cân bằng x = 0, vận tốc cực đại.

Xem thêm: Tổng Hợp Lý Thuyết Cưc Đại Và Cực Tiểu Của Hàm Số, Tổng Hợp Lý Thuyết Cưc Đại Và Cực Tiểu Là Gì

Tại vị trí biên x = ±A, gia tốc có độ lớn cực đại.

Bài 7: (trang 9 SGK Vật Lý 12)

Một vật dao động điều hòa có quỹ đạo là một đoạn thẳng dài 12cm. Biên độ dao động của vật là bao nhiêu?

A. 12cm

B. 12cm

C. 6cm

D. 6cm

Đáp án: C. 6cm

Lời giải:

- Biên độ dao động của vật là: A = L/2 = 12/2 = 6 (cm)

Bài 8: (trang 9 SGK Vật Lý 12)

Một vật chuyển động tròn đều với vận tốc góc là π (rad/s). Hình chiếu của vật trên một đường kính dao động điều hòa với tần số góc, chu kì và tần số bằng bao nhiêu?

A. π rad/s; 2s; 0,5 Hz 

B. 2π rad/s; 0,5 s; 2 Hz

C. 2π rad/s; 1s; 1Hz 

D. π/2 rad/s; 4s; 0,25 Hz

Đáp án: A

Lời giải:

Vận tốc góc ω = π rad/s

→ Tần số góc của dao động điều hòa tương ứng là ω = π (rad/s)

*
Lực kéo về trong dao động điều hòa? (ảnh 7)" width="582">

Bài 9: (trang 9 SGK Vật Lý 12)

Cho phương trình của dao động điều hòa x = - 5cos(4πt) (cm). Biên độ và pha ban đầu của dao động là bao nhiêu?