Tài liệu bồi dưỡng HSG dao động cơ 3 File word có lời giải chi tiết

WORD 34 3.595Mb
Tài liệu bồi dưỡng HSG dao động cơ 3 File word có lời giải chi tiết là tài liệu môn Vật Lý trong chương trình Lớp 12 được cungthi.vn tổng hợp và biên soạn. Tạo nguồn tài liệu giúp các bạn trong việc ôn tập
Nội dung tóm tắt

CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG LÝ: DAO DỘNG CƠ HỌC CHỦ ĐỀ 1: Kích thích dao động bằng va chạm I. PHƯƠNG PHÁP + Vật m chuyển động với vận tốc v0 đến va chạm vào vật M đang đứng yên. + Va chạm đàn hồi: + Va chạm mềm: II. BÀI TOÁN MẪU Bài 1: Cho một hệ dao động như hình vẽ bên. Lò xo có khối lượng không đáng kể, độ cứng . Vật có thể trượt không ma sát trên mặt phẳng nằm ngang. Hệ đang ở trạng thái cân bằng, dùng một vật bắn vào M theo phương nằm ngang với vận tốc . Sau va chạm hai vật dính vào nhau và cùng dao động điều hoà. Xác định vận tốc của hệ ngay sau va chạm. Viết phương trình dao động của hệ. Chọn trục toạ độ Ox trùng với phương dao động, gốc toạ độ O là vị trí cân bằng, chiều dương của trục cùng chiều với chiều của . Gốc thời gian là lúc va chạm. + Vậy phương trình dao động là: . ĐS: , . Bài 2: Một con lắc lò xo, gồm lò xo có khối lượng không đáng kể và có độ cứng , vật M có khối lượng , dao động điều hoà trên mặt phẳng nằm ngang với biên độ . . Giả sử M đang dao động thì có một vật m có khối lượng bắn vào M theo phương ngang với vận tốc , giả thiết là va chạm không đàn hồi và xẩy ra tại thời điểm lò xo có độ dài lớn nhất. Sau va chạm hai vật gắn chặt vào nhau và cùng dao động điều hoà. 1) Tính động năng và thế năng của hệ dao động tại thời điểm ngay sau va chạm. 2) Tính cơ năng dao động của hệ sau va chạm, từ đó suy ra biên độ dao động của hệ. Bài 3: Một con lắc lò xo, gồm lò xo, có độ cứng và vật nặng dao động điều hoà với biên độ dọc theo trục Ox trên mặt phẳng nằm ngang. Hệ đang dao động thì một vật bắn vào M theo phương nằm ngang với vận tốc . Giả thiết va chạm là hoàn toàn đàn hồi và xẩy ra vào thời điểm lò xo có chiều dài nhỏ nhất. Sau khi va chạm vật M dao động điều hoà làm cho lò xo có chiều dài cực đại và cực tiểu lần lượt là và . Cho . 1) Tìm vận tốc của các vật ngay sau va chạm. 2) Xác định biên độ dao động trước va chạm. Bài 4: Cho một hệ dao động như hình vẽ bên. Lò xo có khối lượng không đáng kể, độ cứng chưa biết. Vật có thể trượt không ma sát trên mặt phẳng nằm ngang. Hệ đang ở trạng thái cân bằng, dùng một vật bắn vào M theo phương nằm ngang với vận tốc . Va chạm là hoàn toàn đàn hồi. Sau khi va chạm vật M dao động điều hoà. Chiều dài cực đại và cực tiểu của lò xo lần lượt là và . 1. Tìm chu kỳ dao động của vật M và độ cứng k của lò xo. 2. Đặt một vật lên trên vật M, hệ gồm 2 vật đang đứng yên. Vẫn dùng vật bắn vào với cùng vận tốc , va chạm là hoàn toàn đàn hồi. Sau va chạm ta thấy cả hai vật cùng dao động điều hoà. Viết phương trình dao động của hệ . Chọn trục Ox như hình vẽ, gốc toạ độ ở vị trí cân bằng và gốc thời gian là lúc bắt đầu va chạm. 3. Cho biết hệ số ma sát giữa và M là 0,4. Hỏi vận tốc của vật m phải nhỏ hơn một giá trị bằng bao nhiêu để vật vẫn đứng yên (không bị trượt) trên vật M trong khi hệ dao động. Cho . Bài 5: Một vật nặng có khối lượng , được đặt phía trên một lò xo thẳng đứng có độ cứng như hình vẽ. Khi đang ở vị trí cân bằng, thả vật từ độ cao so với M. Coi va chạm là hoàn toàn mềm, lấy . 1) Tính vận tốc của m ngay trước khi va chạm và vận tốc của hai vật ngay sau va chạm. 2) Sau va chạm hai vật cùng dao động điều hoà. Tính biên độ sau va chạm Bài 6: (ĐH Kinh tế quốc dân - 2001) Con lắc lò xo gồm vật nặng , lò xo có độ cứng lồng vào một trục thẳng đứng như hình vẽ. Khi đang ở vị trí cân bằng, thả vật từ độ cao so với M. Coi ma sát không đáng kể, lấy , va chạm là hoàn toàn mềm. 1. Tính vận tốc của m ngay trước khi va chạm và vận tốc của hai vật ngay sau va chạm. 2. Sau va chạm hai vật cùng dao động điều hoà. Lấy là lúc ngay sau va chạm. Viết phương trình dao động của hai vật trong hệ toạ độ O’X như hình vẽ, gốc O’ trùng với vị trí cân bằng mới C của hệ sau va chạm. 3. Viết phương trình dao động của hai vật trong hệ toạ độ ox như hình vẽ, gốc O là vị trí cân bằng cũ của M trước va chạm. Gốc thời gian như cũ. Bài 7:Một lò xo có độ cứng k = 54N/m, một đầu cố định, đầu kia gắn vật M = 240g đang đứng yên trên mặt phẳng nằm ngang như H3. Bi khối lượng m = 10g bay với vận tốc V0 = 10m/s theo phương ngang đến va chạm với M. Bỏ qua ma sát, cho va chạm là đàn hồi xuyên tâm. Viết phương trình dao động của M sau va chạm. Chọn gốc tọa độ là vị trí cân bằng của M, chiều dương là chiều va chạm, gốc thời gian là lúc va chạm. Bài 8: Một con lắc lò xo được treo thẳng đứng gồm vật nặng khối lượng m = 1kg, lò xo nhẹ có độ cứng k = 100N/m. Đặt giá B nằm ngang đỡ vật m để lò xo có chiều dài tự nhiên. Cho giá B chuyển động đi xuống với gia tốc a = 2m/s2 không vận tốc ban đầu. a. Tính thời gian từ khi giá B bắt đầu chuyển động cho đến khi vật rời giá B. b. Chọn trục tọa độ có phương thẳng đứng, chiều dương hướng xuống, gốc tọa độ tại vị trí cân bằng của vật, gốc thời gian là lúc vật rời giá B. Viết phương trình dao động điều hòa của vật. Bài 9: Con lắc lò xo dao động điều hòa trên mặt phẳng ngang quanh vị trí cân bằng O thực hiện 100 dao động trong 10 s với iên độ dao động 2,5 cm; viên bi nặng có khối lượng m=100g. Ở thời điểm vận tốc