Trắc nghiệm Vật Lí 12 Một số bài toán liên quan đến hệ dao động nhiều vật
-
1086 lượt thi
-
20 câu hỏi
-
50 phút
Danh sách câu hỏi
Câu 3:
Vật A chuyển động tròn đều với bán kính quỹ đạo 8 cm và chu kì 0,2 s. Vật B có khối lượng 100 g dao động điều hoà theo phương thẳng đứng với biên độ 10 cm và tần số 5 Hz. Tâm I quỹ đạo tròn của vật A cao hơn vị trí cân bằng O của vật B là 1 cm (hình vẽ). Mốc tính thời gian lúc hai vật ở thấp nhất, lấy . Khi hai vật ở ngang nhau lần thứ 5 kể từ thời điểm ban đầu thì lực đàn hồi của lò xo có độ lớn
Hướng dẫn:
+ Chọn gốc tọa độ tại vị trí I của vật chuyển động tròn, chiều dương hướng xuống.
→ Phương trình dao động của B và của hình chiếu A lên trục Ox là
+ Khi A và B đi ngang qua nhau thì
→ Thời điểm A, B đi qua nhau lần thứ 5 ứng với s.
+ Khi đó lực đàn hồi của lò xo
Đáp án B
Câu 5:
Trên mặt phẳng ngang nhẵn có một điểm sáng S chuyển động tròn đều trên đường tròn tâm O bán kính 5 cm với tốc độ góc 10π (rad/s). Cũng trên mặt phẳng đó, một con lắc lò xo dao động điều hoà theo phương ngang sao cho trục của lò xo trùng với một đường kính của đường tròn tâm O. Vị trí cân bằng của vật nhỏ của con lắc trùng với tâm O của đường tròn. Biết lò xo có độ cứng k = 100 N/m, vật nhỏ có khối lượng m = 100 g. Tại một thời điểm nào đó, điểm sáng S đang đi qua vị trí như trên hình vẽ, còn vật nhỏ m đang có tốc độ cực đại . Khoảng cách lớn nhất giữa điểm sáng S và vật nhỏ m trong quá trình chuyển động xấp xỉ bằng
Chọn gốc thời gian là khi trạng thái dao động của hệ như hình vẽ → phương trình dao động của vật và hình chiếu của S theo phương ngang Ox là:
Câu 8:
Ba chất điểm dao động điều hòa cùng phương, có biên độ lần lượt là 10 cm, 12 cm, 15 cm, với tần số lần lượt là . Biết rằng tại mọi thời điểm, li độ, vận tốc và tần số của các chất điểm liên hệ với nhau bởi biểu thức . Tại thời điểm t, li độ của các chất điểm là . Giá trị gần nhất với giá trị nào sau đây?
Đáp án D
Câu 12:
Hai chất điểm M và N dao động điều hòa dọc theo hai đường thẳng song song và coi như ở sát với nhau và coi như cùng gốc tọa độ O. Phương trình dao động của chúng lần lượt là cm và cm. Biết rằng . Tại thời điểm t nào đó, chất điểm M có li độ cm và vận tốc cm/s. Khi đó vận tốc tương đối giữa hai chất điểm có độ lớn bằng:
+ Tại thời điểm t, dao động thứ nhất có li độ x1 và vận tốc v1, dao động thứ hai chậm pha hơn dao động thứ nhất một góc 0,5π. Biễu diễn các vị trí tương ứng trên đường tròn.
Câu 14:
Hai điểm sáng 1 và 2 cùng dao động điều hòa trên trục Ox với phương trình dao động là , (với và 0 < j < 0,5π). Tại thời điểm ban đầu t = 0 khoảng cách giữa hai điểm sáng là . Tại thời điểm t = Dt hai điểm sáng cách nhau là 2a, đồng thời chúng vuông pha. Đến thời điểm t = 2Δt thì điểm sáng 1 trở lại vị trí đầu tiên và khi đó hai điểm sáng cách nhau . Tỉ số bằng
+ Với giả thuyết sau khoảng thời gian 2Δt dao động 1 quay trở về vị trí ban đầu → có hai trường hợp hoặc 2Δt = T khi đó 1 đi đúng 1 vòng, hoặc 2Δt ≠ T.
+ Ta biểu diễn hai trường hợp tương ứng trên đường tròn. Với 2Δt = T dễ dàng thấy rằng .
+ Với trường hợp 2Δt ≠ T sau khoảng thời gian Δt vật 1 đến biên, vật 2 khi đó đi qua vị trí cân bằng, khoảng cách giữa hai vật lúc này là 2a →
Câu 15:
Hai chất điểm thực hiện dao động điều hòa cùng tần số trên hai đường thẳng song song (coi như trùng nhau) có gốc tọa độ cùng nằm trên đường vuông góc chung qua O. Gọi cm là li độ của vật 1 và cm/s)là vận tốc của vật 2 thì tại mọi thời điểm chúng liên hệ với nhau theo hê thức: . Biết rằng khoảng thời gian giữa hai lần gặp nhau liên tiếp của hai vật là s. Lấy . Tại thời điểm gia tốc của vật 1 là thì gia tốc của vật 2 là
Đáp án D
Ta để ý rằng tại mỗi thời điểm v luôn vuông pha với x, từ phương trình
→ vuông pha với → hai dao động hoặc cùng pha hoặc ngược pha nhau.
Ta có:
+ Với hai dao động cùng pha thì thời gian để hai dao động gặp nhau là
Câu 16:
Hai con lắc lò xo giống nhau được gắn cố định vào tường như hình vẽ. Khối lượng mỗi vật nặng là 100 g. Kích thích cho hai con lắc dao động điều hòa dọc theo trục cùng vuông góc với tường. Trong quá trình dao động, khoảng cách lớn nhất giữa hai vật theo phương ngang là 6 cm. Ở thời điểm , vật 1 có tốc độ bằng 0 thì vật 2 cách vị trí cân bằng 3 cm. Ở thời điểm s, vật 2 có tốc độ bằng 0. Ở thời điểm , vật 1 có tốc độ lớn nhất thì vật 2 có tốc độ bằng 30 cm/s. Độ lớn cực đại của hợp do hai lò xo tác dụng vào tường là
Đáp án A
+ Tọa độ và tốc độ của hai con lắc tương ứng các thời điểm
→ Thời điểm : ; thời điểm : ; thời điểm : .
+ Ta để ý rằng tại thời điểm tốc độ của vật 1 bằng 0 (đang ở biên); thời điểm , tốc độ của vật 2 cực đại (đang ở vị trí cân bằng) → vuông pha với →
+ Với la độ lệch pha tương ứng giữa hai thời điểm và → rad.
Tại thời điểm thì vật 2 cách vị trí cân bằng 3 cm, đến thời điểm vật hai đến vị trí biên →
+ Tại thời điểm vật 1 đang ở vị trí biên, vật 2 đang ở vị trí → độ lệch pha Δφ giữa hai dao động là
+ Khoảng cách lớn nhất giữa hai vật ↔ →
→ Độ lớn cực đại của hợp lực