Các dạng toán hay và khó luyện thi đại học 2014-2015 môn Vật lý

Các dạng toán hay và khó luyện thi đại học 2014-2015 môn Vật lý giới thiệu tới người đọc một số bài toán vuông pha trong dao động điều hòa, đồ thị dao động trong dao động điều hòa, hai vật cùng dao động điều hòa, bài toán thay đổi vị trí cân bằng trong dao động điều hòa hay con lắc lò xo chịu thêm tác dụng của lực không đổi,... Mời các bạn cùng tham khảo.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Các dạng toán hay và khó luyện thi đại học 2014-2015 môn Vật lýCác dạng toán hay và khó LTĐH 2014-2015GV bỉên soạn Trương Đình DenCHỦ ĐỀ 1: BÀI TOÁN VUÔNG PHA TRONG DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA1. CƠ SỞ LÝ THUYẾT: Cách giải bài toán dao động điều hòa dựa vào tính vuông pha của hai dao động, từ dao động cơ học; sóng cơhọc; dao động điện từ đến các bài toán mạch điện xoay chiều. Mối quan hệ giữa cường độ dòng điện và hiệuđiện thế hai đầu cuộn dây thuần cảm, tụ điện, mạch dao động và một số bài toán vuông pha khác….. Trước hết ta đi tìm hiểu bài toán vuông pha trong dao động cơ học. Đây không phải là dạng toán mới mà chẳngqua ta áp dụng công thức đã học để mở rộng dựa trên một số bài toán đã làm ở các chủ đề trước đó. Giả sử xét hai dao động điều hoà cùng tần số x1 ; x2 có phương trình dao động điềuhoàx1 A1 cosx2 A2 costtv1v2a) Nếu hai dao động cùng phaa1a2F1với độ lệch phaF2x12kx12k 1c) Nếu hai dao động vuông pha1x22k 1b) Nếu hai dao động ngược pha2x22x1A12x2A222v11 hay2v2v1max1v2 max Chú ý: Để dễ nhớ công thức ta có mẹo như sau. Khi 2 đại lượng vật lý đang xét biến thiên điều hòa màvuông pha với nhau. Ta đặt : Giá trị tức thời của đại lượng đógọi là “quân”. Giá trị cực đại của đại lượng đóVí dụ:QuânVuaxA2aAquaân1Vua1gọi là “Vua”.QuânvF2VuaAm 2A2quaân2Vua2Ñaây coøn goïi laø coâng thöùc veá phaûi baèng112. ÁP DỤNG:xA x vuoâng pha v :2a a vuoâng pha v :2vamax2xA1vmax2FFMAX2vA2t1x2v2. Nếu t1 CHÚ Ý: Khi gặp bài toán vuông pha hay221A2v1vmax1 2mv và động năng cực đại Wñ2t vật có tọa độ1vAmaxx1. tv1t t2 t121 2mv2 max.tAcos Đối với một vật dao động điều hòa với phương trình: xđiểm t222a1vmax F (löïc keùo veà ) vuoâng pha v : Từ động năng Wñ2v12T4x2v22k 1FFMAX2WñWñ max1. Tại thời điểm t1 vật có2thì ta có: x122x2x1v1tại thờiA. Ta cần nhớ các công thức toán học ápdụng cho vật lí như sau:Lưu hành nội bộhttps://www.facebook.com/groups/200852630049735/Trang 1Các dạng toán hay và khó LTĐH 2014-2015sincosGV bỉên soạn Trương Đình Dencos1cos21hoaëc sin22cos1 hoaëc sin221sin221123. BÀI TẬP:Ví dụ 1: Một vật nhỏ đang dao động điều hòa với chu kì T = 1s. Tại thời điểm t1 nào đó, li độ của vật là -2cm. Tại thờiđiểm t2 = t1 + 0,25 (s) thì li độ của vật là Hướng dẫn:Dễ thấy t2 = t1 +5 cm. Xác định giá trị vận tốc của vật tại thời điểm t2.T( hoặc độ lệch pha giữa hai thời điểm t1 và t2 :4x1 vuoâng pha x2 nênx12A)2v2vmax2x2A1 hay:2v2A=14 cm/s.Ví dụ 2: Cho một dao động điều hòa x = 10cos(4 t – 3 /8) cm. Ở thời điểm t1 vật có li độ x1ở thời điểm t222x2AA 122x2 = 3cm.x2Mặt khác, x và v cũng vuông pha với nhau nên:Av2. t6cm và đang tăng. Hỏit1 0,125 s thì vật có li độ và vận tốc ? Hướng dẫn:. tĐộ lệch pha giữa hai thời điểm t1 và t2 :x1 vuoâng pha x2 nên2x222Ax4 .0,12528 cmMặt khác, x và v cũng vuông pha với nhau nên:x2A2v2A21v2A 1x2A2=24 cm/s.Ở đây ta thấy nếu làm theo cách trên thì bắt buộcvẫn lấy cả hai giá trịnên để loại nghiệm ta cóthể kết hợp sử dụng thêm đường tròn lượng giácvẫn nhanh. Kết quả chọn:t2x28cmx2 ñang giaûmv224cmsCâu 1: Một vật nhỏ đang dao động điều hòa với chu kì T =1s. Tại thời điểm t1 nào đó, tốc độ của vật là 2 cm/s. Tạithời điểm t2 = t1 + 1,25 (s) thì tốc độ của vật là 42 cm/s. Khoảng cách của vật tới vị trí cân bằng tại thời điểm t2 làC. 1 cm.D. 2 cm.A. 2 2 cm.B. 2 cm.Câu 2: Một lò xo có độ cứng K = 40N/m, mang vật nặng m thực hiện dao động điều hòa. Khi vận tốc của vật bằng v1 =6,28 cm/s thì có gia tốc a1= 0,693 m/s2. Còn khi vận tốc của vật bằng v2 = 8,88 cm/s thì gia tốc của vật bằng a2 = 0,566m/s2. Năng lượng toàn phần của vật làA. 8 mJ.B. 6 mJ.C. 8.10-2J.D. 6.10-2JCâu 3 (ĐH 2012): Một con lắc lò xo gồm lò xo nhẹ có độ cứng 100 N/m và vật nhỏ khối lượng m. Con lắc dao độngđiều hòa theo phương ngang với chu kì T. Biết ở thời điểm t vật có li độ 5 cm, ở thời điểm t +cm/s. Giá trị của m bằngA. 0,5 kg.B. 1,2 kg.…………………….C. 0,8 kg.Tvật có tốc độ 504D.1,0 kg.……………………CHỦ ĐỀ 2: ĐỒ THỊ DAO ĐỘNG TRONG DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA1. CƠ SỞ LÝ THUYẾT: Đồ thị biểu diễn li độ x của một dao động điều hòa theo thời gian như sau :Lưu hành nội bộhttps://www.facebook.com/groups/200852630049735/Trang 2Các dạng toán hay và khó LTĐH 2014-2015GV bỉên soạn Trương Đình Den Đồ thị biểu diễn vận tốc v & gia tốc của một dao động điều hòa theo thời gian như sau2. PHƢƠNG PHÁP: Bước 1: Dựa vào đồ thị của li độ, vận tốc, gia tốc xác định:Biên độ A, vận tốc cực đại vmax, , gia tốc cực đại amax.Xác định chu kỳ dao động T&f Bước 2: Dựa vào đồ thi xem tại thời điểm ban đầu t = 0các yếu tố ban đầu của bài toán. Chú ý: Để lấy nghiệm không nhầm giá trị ta nên dùng đường tròn lượng giác. Bước 3: Dựa vào vòng tròn lượng giác xác định các đại lượng vật lý cần tìm. Bước 4: Vận dụng các công thức của dao động điều hòa để tìm các yếu tố cần tìm khác.3. BÀI TẬP:Câu 1. Đồ thị biểu diễn dao động điều hoà ở hình vẽ bên ứng với phương trình daođộng nào sau đây:A. x3sin(2 tC. x3cos(22t3)32t3B. x)3sin(D. x3cos(2 t23))Câu 2. Cho đồ thị ly độ của một dao động điều hòa. Hãy viết phương trình ly độ:A. x = 4cos(2t+C. x = 4cos(2t+43)B. x = 4cos(2t-)D. x = 4cos(2t-43))Câu 3. Cho đồ thị ly độ của một dao động điều hòa. Hãy viết phương trình dao động của vật:2525t;x2 = 6sin2225B. x1 = 6cos(t + ) ; x2 = 6cos12,52225C. x1 = 6cos25 t ; x2 = 6cos(t3325D. x1 = 6cos12,5 t ; x2 = 6có(t+22A. x1 = 6costt))Câu 4. Một dao động điều hòa có đồ thị như hình vẽa) Vận tốc cực đại và gia tốc cực đại có giá trị n ...