Vận tốc, gia tốc trong dao động điều hòa lớp 11

Tài liệu Vận tốc, gia tốc trong 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.

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

a.Phương trình vận tốc.

Vận tốc tức thời của một vật được xác định bằng công thức:

$v=\frac{\Delta x}{\Delta t}$ (với $\Delta t$ rất nhỏ)

$\to$ Vận tốc tức thời của một vật chính là đạo hàm của li độ x theo thời gian.

$\to$ Hệ thức độc lập thời gian: $v=\pm \omega \sqrt{A^2-x^2}$

Nhận xét:

b.Đồ thị vận tốc

Từ đồ thị ta có thể đưa ra một số nhận xét:

+ Đồ thị vận tốc – thời gian có dạng là một đường hình sin.

+ Vận tốc biến thiên điều hòa cùng tần số nhưng sớm pha $\frac{\pi }{2}$ so với li độ.

2. Gia tốc của vật dao động điều hòa

a.Phương trình của gia tốc

Gia tốc tức thời của một vật được xác định bằng công thức:

$a=\frac{\Delta v}{\Delta t}$ (với $\Delta t$ rất nhỏ)

$\to$ Gia tốc tức thời của một vật là đạo hàm của vận tốc theo thời gian.

Nhận xét:

b. Đồ thị của gia tốc.

Từ đồ thị ta có thể đưa ra một số nhận xét:

+ Đồ thị gia tốc – thời gian có dạng là một đường hình sin li độ và vận tốc.

+Gia tốc biến thiên điều hòa cùng tần số nhưng ngược pha với li độ, sớm pha $\frac{\pi }{2}$ so với li độ.

II. Bài tập ôn lý thuyết

A. BÀI TẬP TỰ ĐIỀN KHUYẾT

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

a. Vận tốc biến thiên điều hòa cùng ………...……, nhưng sớm pha …………… so với li độ

b. Giá trị vận tốc đạt cực đại $v_{max}=\omega A$ khi qua ……………………………

c. Giá trị vận tốc đạt cực tiểu ……………………. khi qua VTCB theo chiều âm.

d. Tốc độ là độ lớn của vận tốc (tốc độ bằng trị tuyệt đối của vận tốc) nên tốc độ …………….

e. Tốc độ đạt cực tiểu $|v{|}_{min}=0$ khi ngang qua ………………….

f. Tốc độ đạt cực đại ………………… khi ngang qua VTCB.

g. Gia tốc của vật biến thiên điều hòa cùng tần số nhưng ………………. với li độ, sớm pha so với ……………….

h. Giá trị gia tốc đạt cực tiểu $a_{\min }=-{\omega }^{2}A$ khi …………………. (ở biên dương).

i. Giá trị gia tốc đạt cực đại ……………………. khi x = -A (ở biên âm).

j. Độ lớn gia tốc đạt cực tiểu bằng 0 khi vật qua …………………….

k. …………………….. luôn hướng về VTCB.

l. Vật chuyển động ……………… ($\overrightarrow{v}$ và $\overrightarrow{a}$ ngược chiều) ứng với quá trình từ VTCB ra biên.

m. Vật chuyển động nhanh dần ($\overrightarrow{v}$ và $\overrightarrow{a}$ cùng chiều) ứng với quá trình từ ……………………. Trong 1 chu kì, v và a cùng dấu trong khoảng T/2.

Câu 2: Điền khuyết các từ khóa thích hợp vào chỗ trống:

a. Dao động: Là sự chuyển động của vật quanh một ........................., gọi là vị trí cân bằng.

b. Dao động tuần hoàn: Là dao động mà trạng thái của vật được ............................ như cũ sau những khoảng thời gian xác định (là chu kì dao động)

c. Chu kì T(s): ......................... thực hiện 1 dao động toàn phần.

d. Tần số f (Hz): ..................... thực hiện trong một giây.

e. A phụ thuộc cách ......................; $\phi$: phụ thuộc cách .................................. và chọn trục toạ độ (chiều dương); $\omega$ phụ thuộc ....................., cấu tạo của hệ dao động.

f. Hình chiếu của ......................... lên đường thẳng qua tâm và nằm trong mặt phẳng quỹ đạo là dao động điều hoà.

g. $\overrightarrow{a}$ luôn hướng về ........................ và $\overrightarrow{v}$ luôn cùng chiều ........................

h. Mối liên hệ về pha giữa li độ, vận tốc và gia tốc: a sớm pha hơn v: $\frac{\pi }{2}$; v ................... hơn x: $\frac{\pi }{2}$; a và x.........................

B. BÀI TẬP NỐI CÂU

Câu 3. Hãy nối những kí hiệu tương ứng ở cột A với những khái niệm tương ứng ở cột B

Câu 4. Hãy nối tương ứng ở cột A với những khái niệm tương ứng ở cột B

C. BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM

NHẬN BIẾT

Câu 1: (Bài 3.1-SBT) Chọn kết luận đúng về dao động điều hoà.

A. Quỹ đạo là đường hình sin.

B. Quỹ đạo là một đoạn thẳng.

C. Vận tốc tỉ lệ thuận với thời gian.

D. Gia tốc tỉ lệ thuận với thời gian.

Câu 2: (Bài 3.2-SBT) Tìm phát biểu sai khi nói về dao động điều hoà.

A. Gia tốc sớm pha π so với li độ.

B. Vận tốc và gia tốc luôn ngược pha nhau.

C. Vận tốc luôn trễ pha $\frac{\pi }{2}$ so với gia tốc.

D. Vận tốc luôn sớm pha $\frac{\pi }{2}$ so với li độ.

Câu 3: Khi một chất điểm dđđh thì đại lượng nào sau đây không đổi theo thờigian?

A. Vận tốc

B. Gia tốc

C. Biên độ

D. Li độ.

Câu 4: Một vật dao động điều hòa trên trục Ox quanh vị trí cân bằng O. Vec-tơ gia tốc của vật.

A. Luôn hướng ra xa vị trí cân bằng.

B. Có độ lớn tỷ lệ nghịch với độ lớn li độ của vật.

C. Luôn hướng về vị trí cân bằng.

D. Có độ lớn tỷ lệ thuận với độ lớn vận tốc của vật.

Câu 5: Véc tơ vận tốc của một vật dđđh luôn

A. Hướng ra xa VTCB

B. Cùng hướng chuyển động.

C. Hướng về VTCB

D. Ngược hướng chuyển động.

Câu 6: Một chất điểm dao động điều hòa trên trục Ox. Vecto gia tốc của chất điểm có:

A. Độ lớn cực tiểu khi đi qua vị trí cân bằng, luôn cùng chiều với vecto vận tốc.

B. Độ lớn không đổi, chiều luôn hướng về vị trí cân bằng.

C. Độ lớn cực đại ở biên, chiều luôn hướng ra biên.

D. Độ lớn tỷ lệ với độ lớn của li độ, chiều luôn hướng về vị trí cân bằng.

Câu 7: Một vật dao động điều hòa với phương trình $x=A\cos (\omega t+\phi )$. Tốc độ cực đại của chất điểm trong quá trình dao động bằng

A. $v_{\text{max}}=A^2\omega$

B. $v_{\text{max}}=A\omega$

C. $v_{\text{max}}=-A\omega$

D. $v_{\text{max}}=A{\omega }^2$

Câu 8: Gia tốc của vật dđđh bằng không khi :

A. Vật ở vị trí có li độ cực đại

B. Vận tốc của vật đạt cực tiểu.

C. Vật ở vị trí có li độ bằng không

D. Vật ở vị trí có pha dao động cực đại.

Câu 9: Vận tốc trong dao động điều hòa có độ lớn cực đại khi

A. Li độ có độ lớn cực đại.

B. Gia tốc cực đại.

C. Li độ bằng 0.

D. Li độ bằng biên độ.

Câu 10: Trong dđđh, phát biểu nào sau đây là không đúng. Cứ sau một khoảng thời gian T thì

A. Vật lại trở về vị trí ban đầu.

B. Vận tốc của vật lại trở về giá trị ban đầu.

C. Gia tốc của vật lại trở về giá trị ban đầu.

D. Biên độ vật lại trở về giá trị ban đầu.

Câu 11: 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.

Câu 12: Một vật đang dđđh, khi vật chuyển động từ VTB về VTCB thì

A. Vật chuyển động nhanh dần đều

B. Vật chuyển động chậm dần đều.

C. Gia tốc cùng hướng với chuyển động

D. Gia tốc có độ lớn tăng dần.

Câu 13: Phát biểu nào sau đây về sự so sánh li độ, vận tốc và gia tốc là đúng. Trong dđđh, li độ, vận tốc và gia tốc là ba đại lượng biến đổi điều hoà theo thời gian và có

A. Cùng biên độ

B. Cùng pha.

C. Cùng tần số góc

D. Cùng pha ban đầu.

Câu 14: Một vật dđđh, khi vật đi qua VTCB thì

A. Độ lớn vận tốc cực đại, gia tốc bằng không

B. Độ lớn gia tốc cực đại, vận tốc bằng không.

C. Độ lớn gia tốc cực đại, vận tốc khác không

D. Độ lớn gia tốc và vận tốc cực đại.

Câu 15: Điều nào sau đây sai về gia tốc của dđđh:

A. Biến thiên cùng tần số với li độ x.

B. Luôn luôn cùng chiều với chuyển động.

C. Bằng không khi hợp lực tác dụng bằng không.

D. Là một hàm sin theo thời gian.

Câu 16: Trong dđđh, phát biểu nào sau đây là sai.

A. Vận tốc của vật có độ lớn đạt giá trị cực đại khi vật chuyển động qua VTCB.

B. Gia tốc của vật có độ lớn đạt giá trị cực đại khi vật chuyển động qua VTCB.

C. Vận tốc của vật có độ lớn đạt giá trị cực tiểu khi vật ở một trong hai VTB.

D. Gia tốc của vật có độ lớn đạt giá trị cực tiểu khi vật chuyển động qua VTCB.

Câu 17:Trong dđđh, giá trị cực đại của vận tốc là

A. $v_{\text{max}}=\omega A$

B. $v_{\text{max}}=A{\omega }^2$

C. $v_{\text{max}}=-\omega A$

D. $v_{\text{max}}=-A{\omega }^2$.

Câu 18: Trong dđđh thì li độ, vận tốc và gia tốc là những đại lượng biến đổi theo hàm sin hoặc cosin theo thời gian và

A. Cùng biên độ

B. Cùng chu kỳ

C. Cùng pha dao động

D. Cùng pha ban đầu.

Câu 19: Phát biểu nào sau đây về vận tốc trong dđđh là sai?

A. Ở biên âm hoặc biên dương vận tốc có giá trị bằng 0.

B. Ở VTCB thì vận tốc có độ lớn cực đại.

C. Ở VTCB thì tốc độ bằng 0.

D. Giá trị vận tốc âm hay dương tùy thuộc vào chiều chuyển động.

Câu 20: Pha ban đầu $\phi$ cho phép xác định

A. Trạng thái của dao động ở thời điểm ban đầu

B. Vận tốc của dao động ở thời điểm t bất kỳ.

C. Ly độ của dao động ở thời điểm t bất kỳ

D. Gia tốc của dao động ở thời điểm t bất kỳ.

Câu 21: Chọn câu trả lời đúng. Khi một vật dđđh thì vectơ vận tốc

A. Và vectơ gia tốc luôn hướng cùng chiều chuyểnđộng.

B. Luôn hướng cùng chiều chuyển động, vectơ gia tốc luôn hướng về VTCB.

C. Và gia tốc luôn đổi chiều khi quaVTCB.

D. Và vectơ gia tốc luôn là vectơ hằngsố.

Câu 22: Vận tốc của vật dđđh có độ lớn cực đại khi

A. Vật ở vị trí có li độ cực đại

B. Gia tốc của vật đạt cực đại.

C. Vật ở vị trí có li độ bằng không

D. Vật ở vị trí có pha dao động cực đại.

THÔNG HIỂU

Câu 23: Biểu thức nào sau đây là biểu thức tính gia tốc của một vật dao động điều hòa?

A. $a=4x$.

B. $a=4x^2$.

C. $a=-4x^2$.

D. $a=-4x$.

Câu 24:Chọn phát biểu sai về quan hệ giữa chuyển động tròn đều và dđđh là hình chiếu của nó.

A. Biên độ của dao động bằng bán kính quỹ đạo của chuyển động tròn đều.

B. Vận tốc của dao động bằng vận tốc dài của chuyển động tròn đều.

C. Tần số góc của dao động bằng tốc độ góc của chuyển động tròn đều.

D. Li độ của dao động bằng toạ độ hình chiếu của chuyển động tròn đều.

Câu 25: Biểu thức li độ của vật dđđh có dạng $x=A\cos (2\omega t+\phi )$), vận tốc của vật có giá trị cực đại là

A. $v_{max}=\omega A^2$

B. $v_{max}=2\omega A$

C. $v_{max}={\omega }^{2}A$

D. $v_{max}=\omega A$

Câu 26: Trong dđđh $x=2A\cos (\omega t+\phi )$ giá trị cực đại của gia tốc là

A. $a_{max}={\omega }^{2}A$

B. $a_{max}=2{\omega }^{2}A$

C. $a_{max}=2{\omega }^2{A}^2$

D. $a_{max}=-{\omega }^{2}A$

Câu 27: Trong dđđh $x=A\cos (2\omega t+\phi )$, giá trị cực tiểu của vận tốc là

A. $v_{min}=-2\omega A$

B. $v_{min}=0$

C. $v_{min}=-\omega A$

D. $v_{min}=\omega A$

Câu 28: Trong dđđh $x=2A\cos (2\omega t+\phi )$ giá trị cực tiểu của gia tốc là

A. $a_{min}=-{\omega }^{2}A$

B. $a_{min}=0$

C. $a_{min}=4{\omega }^{2}A$

D. $a_{min}=-4{\omega }^{2}A$

Câu 29:Chọn hệ thức đúng liên hệ giữa $x,A,v,\omega$ trong dđđh

A. $v^2={\omega }^2(x^2–A^2)$

B. $v^2={\omega }^2(A^2–x^2)$

C. $x^2=A^2+\frac{v^2}{{\omega }^2}$

D. $x^2=v^2+\frac{x^2}{{\omega }^2}$

Câu 30: Chọn hệ thức đúng về mối liên hệ giữa $x,A,v,\omega$ trong dđđh

A. $v^2={\omega }^2(x^2–A^2)$

B. $v^2={\omega }^2(A^2–x^2)$

C. $x^2=A^2+\frac{v^2}{{\omega }^2}$

D. $x^2=v^2+\frac{x^2}{{\omega }^2}$

Câu 31: Một vật dđđh có $x=A\cos (\omega t+\phi )$. Gọi v và a lần lượt là vận tốc và gia tốc của vật. Hệ thức đúng là:

A. $\frac{v^2}{{\omega }^4}+\frac{a^2}{{\omega }^2}=A^2$

B. $\frac{v^2}{{\omega }^2}+\frac{a^2}{{\omega }^2}=A^2$

C. $\frac{v^2}{{\omega }^2}+\frac{a^2}{{\omega }^4}=A^2$

D. $\frac{{\omega }^2}{v^2}+\frac{a^2}{{\omega }^4}=A^2$

Câu 32: Chọn hệ thức sai về mối liên hệ giữa $x,A,v,\omega$ trong dđđh:

A. $A^2=x^2+\frac{v^2}{{\omega }^2}$

B. $v^2={\omega }^2(A^2–x^2)$

C. $x^2=A^2–\frac{v^2}{{\omega }^2}$

D. $v^2=x^2(A^2–{\omega }^2)$

Câu 33: Một vật dđđh với biên độ A, vận tốc góc $\omega$. Ở li độ $x$, vật có vận tốc $v$. Hệ thức nào dưới đây viết sai?

A. $v=\pm \omega \sqrt{A^2-x^2}$

B. $A^2=\sqrt{x^2+v^2/{\omega }^2}$

C. $x=\pm \sqrt{A^2-v^2/{\omega }^2}$

D. $\omega =v\sqrt{A^2-x^2}$

Câu 34: Chọn câu đúng. Một vật dđđh đang chuyển động từ VTCB đến VTB âm thì

A. Vận tốc và gia tốc cùng có giá trị âm

B. Độ lớn vận tốc và gia tốc cùng tăng.

C. Độ lớn vận tốc và gia tốc cùng giảm

D. Vectơ vận tốc ngược chiều với vectơ gia tốc.

Câu 35: Khi một vật dđđh, chuyển động của vật từ VTB về VTCB là chuyển động

A. Nhanh dần đều

B. Chậm dần đều

C. Nhanh dần

D. Chậm dần.

Câu 36:Tại thời điểm t thì tích của li độ và vận tốc của vật dđđh âm (x.v < 0), khi đó:

A. Vật đang chuyển động nhanh dần đều theo chiều dương.

B. Vật đang chuyển động nhanh dần về VTCB.

C. Vật đang chuyển động chậm dần theo chiều âm.

D. Vật đang chuyển động chậm dần về biên.

Câu 37: Trong dđđh, khi gia tốc của vật đang có giá trị âm và độ lớn đang tăng thì

A. Vận tốc và gia tốc cùng chiều

B. Vận tốc có giá trị dương

C. Li độ của vật âm.

D. Lực kéo về sinh công dương

Câu 38: Phát biểu nào sau đây về gia tốc trong dđđh là sai?

A. Ở biên âm hoặc biên dương gia tốc của vật có giá trị cực đại.

B. Độ lớn của gia tốc tỉ lệ với độ lớn của li độ.

C. Véc tơ gia tốc luôn hướng về VTCB.

D. Véc tơ gia tốc luôn cùng hướng với lực tác dụng lên vật.

Câu 39: Trong dđđh, phát biểu nào sau đây là sai?

A. Tốc độ của vật đạt giá trị cực đại khi vật quaVTCB.

B. Gia tốc của vật đạt giá trị cực đại khi vật ở biên.

C. Vận tốc của vật có độ lớn cực tiểu khi vật ở một trong hai vị trí biên.

D. Gia tốc của vật có độ lớn cực tiểu khi vật qua VTCB.

Câu 40: Trong dđđh của chất điểm, vectơ gia tốc và vectơ vận tốc cùng chiều khi chất điểm

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

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

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

Xem thử

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

• Dao động điều hòa

• Mô tả 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

---