10 câu hỏi trắc nghiệm thuộc Dạng 2. Vận dụng đạo hàm cấp hai để giải quyết một số bài toán thực tiễn

Câu 1:

Một vật chuyển động thẳng có phương trình s(t) = $\frac{5}{4} t^{2} - \frac{1}{2} t^{4} + 9 t^{3}$ , trong đó s tính bằng mét, t là thời gian tính bằng giây. Gia tốc tức thời của vật tại thời điểm t = 6 (s) là:

A. 101 m/s²;

B. 105 m/s²;

C. 92,5 m/s²;

D. 110,5 m/s²

Xem đáp án

Hướng dẫn giải:

Đáp án đúng là: D

Ta có $s' (t) = \frac{5}{2} t - 2 t^{3} + 27 t^{2}; a (t) = = \frac{5}{2} - 6 t^{2} + 54 t$ .

Gia tốc tức thời tại thời điểm t = 6 là $a(6) = \frac{5}{2} - {6.6}^{2} + 54.6 = 110, 5$ m/s².

Câu 2:

Phương trình chuyển động của một viên bi được cho bởi s(t) = 2t² + $\sin (\frac{π}{6} t)$ , trong đó s tính bằng centimét, t là thời gian tính bằng giây. Gia tốc của viên bi (làm tròn đến hàng phần trăm) tại thời điểm t = 2 (s) là:

A. 4,01 cm/s²;

B. 3,76 cm/s²;

C. 4 cm/s²;

D. 3,9 cm/s².

Xem đáp án

Hướng dẫn giải:

Đáp án đúng là: B

Ta có $= 4t + \frac{π}{6} \cos (\frac{π}{6} t); a(t) = = 4 - {(\frac{π}{6})}^{2} \sin (\frac{π}{6} t)$ .

Gia tốc của viên bi tại thời điểm t = 2 (s) là $a(2) = 4 - {(\frac{π}{6})}^{2} \sin (\frac{π}{6} \cdot 2) \approx 3, 76$ cm/s².

Câu 3:

Chuyển động của một vật có phương trình s(t) = $\frac{1}{1 - 2 t}$ trong đó s tính bằng centimét, t là thời gian tính bằng giây. Tại thời điểm vận tốc bằng 2 cm/s thì gia tốc vật bằng:

A. 1 cm/s²;

B. 80 cm/s²;

C. –8 cm/s²;

D. –1 cm/s².

Xem đáp án

Hướng dẫn giải:

Đáp án đúng là: C

Ta có $= \frac{2}{{(1 - 2t)}^{2}}; a(t) = = - \frac{2 {[{(1 - 2 t)}^{2}]}^{'}}{{(1 - 2 t)}^{4}} = \frac{8 (1 - 2 t)}{{(1 - 2 t)}^{4}} = \frac{8}{{(1 - 2 t)}^{3}}$ .

Tại thời điểm vận tốc bằng 2 cm/s hay v(t) = 2, tức là $\frac{2}{{(1 - 2t)}^{2}} = 2$ .

Suy ra (1 – 2t)² = 1.

Suy ra t = 0 hoặc t = 1.

Khi đó, $a(0) = \frac{8}{{(1 - 2.0)}^{3}} = 8; a(1) = \frac{8}{{(1 - 2.1)}^{3}} = - 8$ cm/s².

Câu 4:

Một chất điểm chuyển động theo phương trình s(t) = 3t⁴ + 7t³ – 5t² , trong đó s tính bằng centimét, t là thời gian tính bằng giây. Tại thời điểm t₀ vật có gia tốc bằng 68 cm/s². Khi đó giá trị của t₀ là:

A. 0;

B. $\frac{- 13}{6}$ ;

C. 1;

D. 2.

Xem đáp án

Hướng dẫn giải:

Đáp án đúng là: C

Ta có s'(t) = 12t³ + 21t² – 10t; a(t) = s''(t) = 36t² + 42t – 10.

Tại thời điểm t₀ vật có gia tốc bằng 68 cm/s² nên a(t₀) = 36 $t_{0}^{2}$ + 42t₀ – 10 = 68.

Suy ra 36 $t_{0}^{2}$ + 42t₀ – 78 = 0.

Suy ra t₀ = 1 hoặc t₀ = $\frac{- 13}{6}$ .

Vì t ≥ 0 nên t₀ = 1 (s).

Câu 5:

Một ca nô chạy với phương trình chuyển động là s(t) = $\frac{1}{3} t^{3} - 2 t^{2} + 4 t$ , trong đó s tính bằng mét, t là thời gian tính bằng giây. Gia tốc của ca nô tại thời điểm vận tốc bị triệt tiêu là:

A. 0 m/s²;

B. 1 m/s²;

C. 2 m/s²;

D. 3 m/s².

Xem đáp án

Hướng dẫn giải:

Đáp án đúng là: A

Ta có v(t) = s'(t) = t² – 4t + 4; a(t) = s''(t) = 2t – 4.

Tại thời điểm vận tốc bị triệt tiêu nghĩa là v(t) = 0, khi đó t² – 4t + 4 = 0.

Suy ra t = 2 (s).

Vậy gia tốc lúc này là a(2) = 2 . 2 – 4 = 0 m/s².

Câu 6:

Cho một vật chuyển động thẳng xác định bởi phương trình s(t) = 4t³ – 9t² + 12t, trong đó s tính bằng centimét, t là thời gian tính bằng giây. Vận tốc tại thời điểm gia tốc bị triệt tiêu là:

A. $\frac{1}{4}$ cm/s;

B. $\frac{12}{4}$ cm/s;

C. $\frac{3}{4}$ cm/s;

D.

\frac{21}{4}

cm/s.

Xem đáp án

Hướng dẫn giải:

Đáp án đúng là: D

Ta có v(t) = s'(t) = 12t² – 18t + 12; a(t) = s''(t) = 24t – 18.

Tại thời điểm gia tốc bị triệt tiêu nghĩa là a(t) = 0, tức là 24t – 18 = 0.

Suy ra t = $\frac{3}{4}$ (s).

Vận tốc tại thời điểm gia tốc triệt tiêu là: $v (\frac{3}{4}) = 12 \cdot {(\frac{3}{4})}^{2} - 18 \cdot \frac{3}{4} + 12 = \frac{21}{4}$ (cm/s).

Câu 7:

Xét một chuyển động có phương trình s(t) = Asin(ωt + φ), với A, ω, φ là những hằng số. Gia tốc tức thời tại thời điểm t của chuyển động là:

A. Aωsin(ωt + φ);

B. – Aωsin(ωt + φ);

C. – Aω²sin(ωt + φ);

D. Aω²sin(ωt + φ).

Xem đáp án

Hướng dẫn giải:

Đáp án đúng là: C

Vận tốc tức thời tại thời điểm t của chuyển động là v(t) = s'(t) = Aωcos(ωt + φ).

Gia tốc tức thời tại thời điểm t của chuyển động là a(t) = v'(t) = s''(t) = – Aω²sin(ωt + φ).

Câu 8:

Cho một chuyển động thẳng xác định bởi phương trình s(t) = 4t³ – 3t² + 2t + 1, trong đó s tính bằng centimét, t là thời gian tính bằng giây. Gia tốc của vật tại thời điểm vận tốc của vật bằng 8 cm/s là:

A. 12 cm/s²;

B. 18 cm/s²;

C. 24 cm/s²;

D. 16 cm/s².

Xem đáp án

Hướng dẫn giải:

Đáp án đúng là: B

Ta có v(t) = s'(t) = 12t² – 6t + 2; a(t) = s''(t) = 24t – 6.

Vì v(t) = 8 nên 12t² – 6t + 2 = 8 hay 12t² – 6t – 6 = 0.

Suy ra t = 1 (tm) hoặc t = $\frac{- 1}{2}$ (loại vì t ≥ 0).

Vậy a(t) = 24 . 1 – 6 = 18 cm/s².

Câu 9:

Một con lắc lò xo dao động điều hòa theo phương ngang trên mặt phẳng không ma sát, có phương trình s(t) = $\frac{2}{\cos (πt)}$ , trong đó s tính bằng centimét, t là thời gian tính bằng giây. Gia tốc thức thời của con lắc tại thời điểm t = 1 (s) là:

A. π² cm/s²;

B. 2π² cm/s²;

C. – 2π² cm/s²;

D. π² cm/s².

Xem đáp án

Một con lắc lò xo dao động điều hòa theo phương ngang trên mặt phẳng không ma sát (ảnh 1)

Câu 10:

Phương trình chuyển động của một hạt được cho bởi s(t) = $\frac{1}{\sin (\frac{π}{3} t)}$ , trong đó s tính bằng centimét, t là thời gian tính bằng giây. Gia tốc của hạt tại thời điểm t = 6 (s) là:

A. $\frac{- π^{2}}{9}$ cm/s²;

B. $\frac{π^{2}}{9}$ cm/s²;

C. 0 cm/s²;

D. 1 cm/s²;

Xem đáp án