Dao động điều hòa lớp 11

Tài liệu Dao động điều hòa Vật Lí lớp 11 gồm các dạng bài tập từ cơ bản đến nâng cao với phương pháp giải chi tiết và bài tập tự luyện đa dạng giúp Giáo viên có thêm tài liệu giảng dạy Vật Lí 11.

Dao động điều hòa lớp 11

Xem thử

Chỉ từ 450k mua trọn bộ Chuyên đề dạy thêm Vật Lí 11 (cả 3 sách) bản word có lời giải chi tiết:

• B1: gửi phí vào tk: 0711000255837 - NGUYEN THANH TUYEN - Ngân hàng Vietcombank (QR)
• B2: Nhắn tin tới Zalo VietJack Official - nhấn vào đây để thông báo và nhận giáo án

I. Tóm tắt lý thuyết

1. Dao động cơ

- Dao động cơ học nói chung là chuyển động có giới hạn trong không gian, lặp lại nhiều lần quanh một vị trí cân bằng xác định.
- 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. - Dao động tuần hoàn có thể có mức độ phức tạp khác nhau tùy theo vật hay hệ vật dao động. Dao động tuần hoàn đơn giản nhất là dao động điều hòa. - Dao động tự do: Dao động của hệ xảy ra dưới tác dụng chỉ của nội lực (dao động riêng)

2. Dao động điều hòa

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

- Phương trình $x=A\cos (\omega t+\phi )$ được gọi là phương trình dao động điều hòa.

Với: $x$: Li độ (m hoặc cm)

A: Biên độ (m hoặc cm)

$(\omega t+\phi )$: Pha dao động (rad).

$\phi$: Pha ban đầu (rad)

3. Đồ thị dao động điều hòa

Đường biểu diễn li độ $x=A\cos (\omega t+\phi )$ với $\phi =0$

- Mối liên hệ giữa dao động điều hòa và chuyển động tròn đều: Điểm M chuyển động tròn đều với tốc độ góc $\omega$. Gọi P là hình chiếu của M trên trục Ox (Hình 1.6). Điểm P dao động điều hòa với phương trình. $x=OM\cos (\omega t+\varphi )$

Bảng 1.2. Sự tương tự trong dao động điều hòa và chuyển động tròn đều

Kí hiệu	Dao động điều hòa	Chuyển động tròn đều
$x$	Li độ	Tọa độ hình chiếu của vật trên trục tọa độ đi qua tâm và nằm trong mặt phẳng của quỹ đạo tròn.
A	Biên độ	Bán kính
T	Chu kì dao động	Chu kì quay
$f$	Tần số dao động	Tần số quay
$\omega$	Tần số góc	Tốc độ góc
$\omega t+\phi$	Pha dao động	Tọa độ góc

II. Bài tập ôn lý thuyết

A. BÀI TẬP TỰ ĐIỀN KHUYẾN

Câu 1: Điền khuyết các từ khóa thích hợp vào chỗ trống:

a. Dao động cơ học nói chung là chuyển động ………………… trong không gian, lặp lại nhiều lần quanh một…………………………...

b. Dao động cơ của một vật có thể là …………………. hoặc không tuần hoàn.

c.Dao động tuần hoàn là dao động cơ mà sau những khoảng thời gian………………., vật trở lại ……………….. theo hướng cũ.

d. Dao động tuần hoàn đơn giản nhất là ………………….

e. Dao động điều hòa là dao động trong đó ……………… của vật là một hàm côsin (hay sin)………………….

f. Phương trình ………………… được gọi là phương trình dao động điều hòa.

B. BÀI TẬP NỐI CÂU

Câu 2. Hãy nối những kí hiệu tương ứng ở cột A với những khái niệm tương ứng ở cột B

C. BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM

NHẬN BIẾT

Câu 1: Theo định nghĩa. Dđđh là

A. Chuyển động mà trạng thái chuyển động của vật được lặp lại như cũ sau những khoảng thời gian bằng nhau.

B. Chuyển động của một vật dưới tác dụng của một lực không đổi.

C. Hình chiếu của chuyển động tròn đều lên một đường thẳng nằm trong mặt phẳng quỹ đạo.

D. Chuyển động có phương trình mô tả bởi hình sin hoặc cosin theo thời gian.

Câu 2: Chọn phát biểu đúng nhất? Hình chiếu của một chuyển động tròn đều lên một đường kính

A. Là một dđđh

B. Được xem là một dđđh.

C. Là một dao động tuần hoàn

D. Không được xem là một dđđh.

Câu 3: Vật dđđh theo trục Ox. Phát biểu nào sau đây đúng?

A. Quỹ đạo chuyển động của vật là một đoạn thẳng.

B. Lực kéo về tác dụng vào vật không đổi.

C. Quỹ đạo chuyển động của vật là một đường hình cos.

D. Li độ của vật tỉ lệ với thời gian dao động.

Câu 4: Trong dđđh, đại lượng nào sau đây không có giá trị âm?

A. Pha dao động

B. Pha ban đầu

C. Li độ

D. Biên độ.

Câu 5: Đồ thị li độ theo thời gian của dđđh là một

A. Đoạn thẳng

B. Đường thẳng

C. Đường hình sin

D. Đường tròn.

Câu 6: Chọn phát biểu sai.

A. Dao động tuần hoàn là dao động mà trạng thái chuyển động được lập đi lập lại như cũ sau những khoảng thời gian bằng nhau.

B. Dao động là sự chuyển động có giới hạn trong không gian, lập đi lập lại nhiều lần quanh một VTCB.

C. Pha ban đầu φ là đại lượng xác định vị trí của vật ở thời điểm t = 0.

D. Dđđh được coi như hình chiếu của chuyển động tròn đều xuống một đường thẳng nằm trong mặt phẳng quỹ đạo.

Câu 7: Dao động tự do là dao động mà chu kì:

A. Không phụ thuộc vào các đặc tính của hệ.

B. Chỉ phụ thuộc vào các đặc tính của hệ không phụ thuộc vào các yếu tố bên ngoài.

C. Chỉ phụ thuộc vào các đặc tính của hệ.

D. Không phụ thuộc vào các yếu tố bên ngoài.

Câu 8: Dao động là chuyển động có

A. Giới hạn trong không gian lập đi lập lại nhiều lần quanh một VTCB.

B. Trạng thái chuyển động được lập lại như cũ sau những khoảng thời gian bằng nhau.

C. Lặp đi lặp lại nhiều lần có giới hạn trong không gian.

D. Qua lại hai bên VTCB và không giới hạn không gian.

Câu 9: Dđđh có thể được coi như hình chiếu của một chuyển động tròn đều xuống một

A. Đường thẳng bất kì

B. Đường thẳng vuông góc với mặt phẳng quỹ đạo.

C. Đường thẳng xiên góc với mặt phẳng quỹ đạo

D. Đường thẳng nằm trong mặt phẳng quỹ đạo.

Câu 10: Chuyển động nào sau đây không phải là dao động cơ học?

A. Chuyển động đung đưa của con lắc của đồng hồ	B. Chuyển động đung đưa của lá cây.
C. Chuyển động nhấp nhô của phao trên mặt nước	D. Chuyển động của ôtô trên đường.

Câu 11: Một vật dđđh với theo phương trình $x=A\cos (\omega t+\phi )$ với $A,\omega ,\phi$ là hằng số thì pha của dao động

A. Không đổi theo thời gian

B. Biến thiên điều hòa theo thời gian.

C. Là hàm bậc nhất với thời gian

D. Là hàm bậc hai của thời gian.

Câu 12: Pha của dao động được dùng để xác định

A. Biên độ dao động.

B. Trạng thái dao động.

C. Tần số dao động.

D. Chu kỳ dao động.

Câu 13: Phát biểu nào sau đây sai khi nói về dđđh?

A. Dđđh là dao động có tính tuần hoàn.

B. Biên độ của dao động là giá trị cực đại của li độ.

C. Vận tốc biến thiên cùng tần số với li độ.

D. Dđđh có quỹ đạo là đường hình sin.

THÔNG HIỂU

Câu 14: Phương trình dđđh của một chất điểm có dạng $x=A\cos (\omega t+\phi )$. Độ dài quỹ đạo của dao động là

A. A.

B. 2A.

C. 4A

D. A/2.

Câu 15: Vật dđđh theo phương trình:

$x=-A\cos (\omega t+\phi )(A>0)$

Pha ban đầu của vật là.

A. $\phi +\pi$

B. $\phi$

C. $-\phi$

D. $\phi +\frac{\pi }{2}$

III. Bài tập phân dạng

DẠNG 1: Xác định biên độ, pha, li độ dựa vào phương trình

A. PHƯƠNG PHÁP GIẢI.

Phương trình dao động điều hòa:

$x=A\cos (\omega t+\phi )$

Với:

$x$: Li độ (m hoặc cm)

A: Biên độ (m hoặc cm)

$\omega t+\phi$: Pha dao động (rad).

$\phi$: Pha ban đầu (rad)

B. BÀI TẬP TỰ LUẬN.

Bài 1: Một vật dao động điều hòa có phương trình:

$x=2\cos (4\pi t+\frac{\pi }{2})\left(cm\right)$

Hãy xác định:

a. Biên độ và pha ban đầu của dao động.

b. Pha và li độ của dao động khi t = 2s

Bài 2: Một vật dao động điều hòa với phương tình li độ:

$x=5\cos (10\pi t+\frac{\phi }{2})\left(cm\right)$

Xác định pha của dao động tại thời điểm $\frac{1}{30}s$

Bài 3: Pit-tông của một động cơ đốt trong dao động trên một đoạn thẳng dài 16 cm và làm cho trục khuỷu của động cơ quay đều (Hình 1.5). Xác định biên độ dao động của một điểm trên pit-tông.

Bài 4: (Bài 1.8 SBT) Phương trình dao động điều hoà là:

$x=5\cos (2\pi t+\frac{\pi }{3})\left(cm\right).$

Hãy cho biết biên độ, pha ban đầu và pha ở thời điểm t của dao động.

Bài 5: (Bài 1.9 SBT). Một chất điểm dao động điều hoà có phương trình li độ theo thời gian là:

$x=10\cos (\frac{\pi }{3}t+\frac{\pi }{2})\left(cm\right)$

a. Tính quãng đường vật đi được sau 2 dao động.

b. Tính li độ của vật khi t = 6s.

Bài 6: Một vật thực hiện dao động điều hòa với phương trình $x=10\cos 2\pi t\left(cm\right)$

a. Xác định biên độ và pha ban đầu của dao động.

b. Tìm pha dao động tại thời điểm t = 2,5s

c. Toạ độ của chất điểm tại thời điểm t = 10s

Bài 7: Một vật dao động điều hòa có phương trình là:

$x=4\cos \left(5\pi t-\frac{\pi }{3}\right)$ (cm).

a. Xác định biên độ và pha ban đầu của dao động.

b. Tìm pha dao động tại thời điểm t = $\frac{1}{5}s$

c. Toạ độ của chất điểm tại thời điểm t = 2s

Bài 8: Một vật dao động điều hoà theo phương trình:

$x=6\cos (4\pi t+\frac{\pi }{6})cm$

a. Xác định biên độ và pha ban đầu của dao động.

b. Tìm pha dao động tại thời điểm t = 1s

c. Toạ độ của chất điểm tại thời điểm t = 10s

Bài 9: Một vật dao động điều hoà theo phương trình: $x=-5\cos \left(\pi t\right)$

a. Xác định biên độ và pha ban đầu của dao động.

b. Tìm pha dao động tại thời điểm t = 0,5s

c. Toạ độ của chất điểm tại thời điểm t = 10s

C. BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM.

Câu 1: (Bài 1.1-SBT). Một chất điểm dao động điều hoà có quỹ đạo là một đoạn thẳng dài 10 cm. Biên độ dao động của chất điểm là

A. 5cm.

B. -5cm.

C. 10cm.

D. -10cm.

Câu 2: (Bài 1.2-SBT). Một chất điểm dao động điều hoà trong 10 dao động toàn phần đi được quãng đường dài 120 cm. Quỹ đạo của dao động có chiều dài là:

A. 6cm.

B. 12cm.

C. 3cm.

D. 9cm.

Câu 3: (Bài 1.3-SBT). Một chất điểm dao động điều hoà với phương trình:

$x=5\cos (10\pi t+\frac{\pi }{3})\left(cm\right).$

Li độ của vật khi pha dao động bằng ($\pi$) là:

A. 5cm.

B. -5cm.

C. 2,5cm.

D. -2,5cm.

Câu 4: (Bài 1.4-SBT). Một chất điểm dao động điều hoà có phương trình li độ theo thời gian là:

$x=5\sqrt{3}\cos (10\pi t+\frac{\pi }{3})\left(cm\right).$

Tại thời điểm t = 1s thì li độ của vật bằng:

A. $2,5cm$.

B. $-5\sqrt{3}cm$

C. $5cm$.

D. $2,5\sqrt{3}cm$

Câu 5: (Bài 1.5-SBT). Một chất điểm dao động điều hoà có phương trình li độ theo thời gian là:

$x=6\cos (10\pi t+\frac{\pi }{3})\left(cm\right).$

Li độ của vật khi pha dao động bằng ($\frac{-\pi }{3}$) là:

A. 3cm

B. -3cm

C. 4,24cm

D. -4,24cm

Câu 6: (Bài 1.6-SBT). Một chất điểm M chuyển động đều trên một đường tròn, bán kính R, vận tốc góc $\omega$. Hình chiếu của M trên đường kính là một dao động điều hoà có:

A. Biên độ $R$.

B. Biên độ $2R$.

C. Pha ban đầu $\omega t$

D. Quỹ đạo $4R$.

Câu 7: (Bài 1.7-SBT). Phương trình dao động của một vật có dạng:

$x=-A\cos (\omega t+\frac{\pi }{3})\left(cm\right).$

Pha ban đầu của dao động là:

A. $\frac{\pi }{3}$

B. $\frac{-\pi }{3}$

C. $\frac{2\pi }{3}$

D. $-\frac{2\pi }{3}$

Câu 8: Một chất điểm dđđh trên trục Ox theo phương trình:

$x=2cos(\pi t+1,5\pi )$ cm, với t là thời gian.

Pha dao động là:

A. $1,5\pi$

B. $\pi$

C. $2\pi$

D. $\pi t+1,5\pi$.

Câu 9: Một vật nhỏ dao động với:

$x=6\cos \omega t\left(cm\right)$ cm.

Pha ban đầu của dao động là:

A. $\pi$

B. $0,5\pi$.

C. $0,25\pi$.

D. $1,5\pi$.

................................

................................

................................

Xem thử

Xem thêm Chuyên đề dạy thêm Vật Lí lớp 11 các chương hay khác:

• Mô tả dao động điều hòa

• Vận tốc, gia tốc trong dao động điều hòa

• Năng lượng trong dao động điều hòa

• Dao động điều hòa tắt dần và hiện tượng cộng hưởng

• Đề ôn tập chương Dao động

---