Giải chi tiết đề thi THPT quốc gia Vật lí năm 2015 - Phần Dao động cơ - Mã đề 138

Giải chi tiết đề thi THPT năm 2015 môn Vật lý : Phần Dao động cơ MĐ 138
Câu 1: Một con lắc lò xo có khối lượng vật nhỏ là m dao động điều hòa theo phương ngang với phương trình 
x = Acoswt. Mốc tính thế năng ở vị trí cân bằng. Cơ năng của con lắc là:
mwA2 B. mwA2 C. mw2A2 D. mw2A2 
Câu 2. Một vật nhỏ dao động theo phương trinh x = 5cos(wt + 0,5π) cm. Pha ban đầu của dao động là:
π. B. 0,5 π. C. 0,25 π. D. 1,5 π.
Câu 4. Một chất điểm dao động theo phương trình x = 6coswt (cm). Dao động của chất điểm có biên độ là:
2 cm B. 6cm C. 3cm D. 12 cm
Câu 5. Một con lắc lò xo gồm một vật nhỏ khối lượng m và lò xo có độ cứng k. Con lắc dao động điều hòa với tần số góc là:
2π B. 2π C. D. 
Câu 15. Hai dao động điều hòa có phương trình dao động lần lượt là x1 = 5cos(2πt+ 0,75π) (cm) và x2 = 10cos(2πt+ 0,5π) (cm). Độ lệch pha của hai dao động này có độ lớn là:
 A. 0,25 π B. 1,25 π C. 0,5 π D. 0,75 π 
Câu 21. Một vật nhỏ khối lượng 100g dao động theo phương trinh x = 8cos10t ( x tính bằng cm; t tính bằng s). Động năng cực đại của vật là:
 A. 32 mJ B. 16 mJ C. 64 mJ D. 128 mJ 
 W = mw2A2 = .0,1.102.0,082 = 0,032J = 32mJ. Đáp án A.
 6 ·
 0 ·
 - 6 ·
 (2)
 (1)
 t (s)
x (cm)
Câu 31. Đồ thi li độ theo thời gian của chất
 điểm 1 (đường 1) và của chất điểm 2 (đường 2)
 như hình vẽ, tốc độ cực đại của chất điểm 2 là 
4π (cm/s). Không kể thời điểm t = 0, thời điểm
 hai chất điểm có cùng li độ lần thứ 5 là:
 A. 4,0 s B. 3,25 s C.3,75 s D. 3,5 s 
Giải: Theo đồ thị ta thấy chu kỳ dao động của
 hai chất điểm: T2 = 2T1 và A1 = A2 = 6cm
 Mặt khác v2max = w2A2 = A2 = 4π (cm/s) -------> T2 = 3s
 w2 = (rad) -------> w1 = (rad)
Phương trình dao động của hai chất điểm: x1 = 6cos(t - ) (cm) và x2 = 6cos(t - ) (cm)
Hai chất điểm có cùng li độ khi: x1 = x2 -----> cos(t - ) = cos(t - )
 t - = ±(t - )+ 2kπ.
 Có hai họ nghiệm t1 = 3k1 (s) với k1 = 1, 2, 3. Và t2 = k2 + 0,5 (s) với k2 = 0, 1, 2 
 Các thời điểm x1 = x2: t (s) 
Lân gặp nhau
Lúc đầu
1
2
3
4
5
6
 Thời điểm(s)
0
0,5
1.5
2,5
3
3,5
4.5
Chọn đáp án D;
Câu 34. Tại nơi có g = 9,8m/s2 , một con lắc đơn có chiều dài dây treo 1m đang dao đông điều hòa với biên độ góc 0,1 rad. Ở vị trí có li độ góc 0,05rad vật nhỏ của con lắc có tốc độ là:
 A. 2,7 cm/s B. 27,1 cm/s C. 1,6 cm/s D. 15,7 cm/s
Giải: Áp dụng công thức với cosa = 1- 2sin2 » 1 - 
 v2 = 2gl(cosa - cosa0) = 2gl= gl(a02 - a2) 
=è v = = 0,271 m/s = 27,1 cm/s. Đáp án B
Câu 39. Một lò xo đồng chất tiết diện đều được cắt thành 3 lò xo có chiều dài tự nhiên l (cm); (l - 10) (cm) và ( l – 20) (cm). Lần lượt gắn mỗi lò xo này ( theo thứ tự trên) với vật nhỏ khối lượng m thì được 3 con lắc lò xo có chu kỳ dao động riêng tương ứng là 2 s; s và T . Biết độ cứng của các lò xo tỉ lệ nghịch với chiều dài tự nhiên của nó. Giá trị của T là:
 A. 1,00 s B.1,28 s C. 1,41 s D.1,50 s 
 Giải: Ta có T1 = 2π= 2 (s); T2 = 2π= 2 (s---> = = ----> = = ---> l = 40cm
T = 2π===è == = -------> T = = s = 1,41s. Đáp án C
Câu 48. Một lò xo có độ cứng 20N/m, đẩu tên được treo vào một điểm cố định, đầu dưới gắn vật nhỏ A có khối lượng 100g, vật A được nối với vật B khối lượng 100g bằng môt sợi dây mềm, mảnh, không dãn và đủ dài. Từ vị trí cân bằng của hệ, kéo vật B thẳng đứng xuống dưới một đoạn 20cm rồi thả nhẹ để vật B đi lên với vận tốc ban đầu bằng không. Khi vật B bắt đầu đổi chiều chuyển động thì bất ngờ bị tuột khỏi dây nối. Bỏ qua các lực cản, lấy g = 10m/s2. Khoảng thời gian từ khi vậ B tuột khỏi dây nối đến khi rơi đến vị trí thả ban đầu là:
 A. 0,30 s B. 0,68 s C. 0,26 s D. 0,28 s 
 Giải: Sau khi kéo vật B xuồn dưới 20 cm và thả nhẹ thì hệ dao động với biên độ 20cm. 
 Vật B đi lên được h1 = 30 cm thì không chịu tác dụng của lực đàn hồi của lò xo nữa. Khi đó vận tốc của B có độ lớn v = vmax = wA = A = m/s. Vật B đi lên thêm được độ cao h2 = = m = 15cm.Vật B đổi chiều chuyển động khi khi lên đươck độ cao h = h1 + h2 = 45cm = 0,45m
Khoảng thời gian từ khi vậ B tuột khỏi dây nối đến khi rơi đến vị trí thả ban đầu là
 t = = = 0,30 S. Đáp án A