Giáo án Vật lý Lớp 12 (Cơ bản) - Tiết 7+8: Bài tập - Năm học 2020-2021 - Võ Thị Minh Phương

Ngày soạn: 26/09/2020
Ngày giảng:
TIẾT 7 - 8. BÀI TẬP
Lớp
12A 
12A 
12A 
12A 
Ngày dạy
 / /
 / /
 / /
 / /
Sĩ số
/
/
/
/
I. MỤC TIÊU BÀI HỌC 
1. Về kiến thức
- Nắm được các kiến thức về dao động điều hòa, con lắc lò xo, con lắc đơn.
- Nắm được định nghĩa và ứng dụng của dao động duy trì, dao động tắt dần, dao động cưỡng bức, hiện tượng cộng hưởng.
- Nắm được phương pháp giản đồ Fre-nen để tìm phương trình của dao động tổng hợp của hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số .
2. Về kĩ năng
- Sử dụng các kiến thức đã học để giải các bài tập.
3. Thái độ
- Rèn thái độ tích cực tìm hiểu, học tập, tự lực nghiên cứu các vấn đề mới trong khoa học.
- Nghiêm túc trong giờ học.
II. CHUẨN BỊ
1. Giáo viên: 	
- Các kiến thức, phiếu học tập.
2. Học sinh:
- Ôn tập lý thuyết và bài tập.
III. HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC
1. Ổn định lớp (1 phút): Kiểm tra sĩ số
3. Bài mới:
Hoạt động 1 (20 phút): Hệ thống lại kiến thức đã học
Hoạt động của giáo viên và học sinh
Kiến thức cần đạt
GV: Yêu cầu HS nêu các đại lượng đặc trưng cho tính tuần hoàn của dao động điều hòa, công thức và đơn vị của chúng.
HS: Trả lời.
GV: Nhận xét.
HS: Lắng nghe và ghi nhận.
GV: Yêu cầu HS nêu phương trình của dao động điều hòa, công thức tính vận tốc và gia tốc.
HS: Trả lời.
GV: Nhận xét.
HS: Lắng nghe và ghi nhận.
GV: Yêu cầu HS nêu các công thức tính lực kéo về, tần số góc, chu kì, cơ năng của con lắc lò xo.
HS: Trả lời.
GV: Nhận xét.
HS: Lắng nghe và ghi nhận.
GV: Yêu cầu HS nêu các công thức tính lực kéo về, tần số góc, chu kì, cơ năng của con lắc đơn.
HS: Trả lời.
GV: Nhận xét.
HS: Lắng nghe và ghi nhận.
GV: Yêu cầu HS nêu định nghĩa và ứng dụng của dao động duy trì, dao động tắt dần, dao động cưỡng bức, hiện tượng cộng hưởng.
HS: Trả lời.
GV: Nhận xét.
HS: Lắng nghe và ghi nhận.
GV: Yêu cầu HS nêu phương pháp giản đồ Fre-nen.
HS: Trả lời.
GV: Nhận xét.
HS: Lắng nghe và ghi nhận.
I. Kiến thức cần nhớ
1. Các đại lượng đặc trưng cho tính tuần hoàn của dao động điều hòa.
- Chu kì T (s)
- Tần số f (Hz)
- Tần số góc ω (rad/s)
2πT=2πf=ω
2. Phương trình của dao động điều hòa. Công thức tính vận tốc và gia tốc.
- Phương trình của dao động điều hòa:
x=Acos(ωt+φ)
- Công thức tính vận tốc: 
v=x'=-ωAsin(ωt+φ)
- Công thức tính gia tốc:
a=v'=-ω2x
3. Con lắc lò xo.
- Lực kéo về: F=-kx (x là li độ của vật m)
- Tần số góc: ω=km
- Chu kì: T=2πmk
- Cơ năng: (mốc thế năng ở vị trí cân bằng) 
W=Wđ+Wt=12mv2+12kx2
4. Con lắc đơn.
- Lực kéo về: F=-mgls 
(s là li độ cong của vật m)
- Tần số góc: ω=gl
- Chu kì: T=2πlg
- Cơ năng: (biên độ góc α có thể lớn đến 900) 
W=Wđ+Wt =12mv2+mgl1-cosα
5. Dao động duy trì, dao động tắt dần, dao động cưỡng bức, hiện tượng cộng hưởng.
6. Phương pháp giản đồ Fre-nen.
Hoạt động 2 (67 phút): Làm các bài tập trong phiếu học tập
GV: Cho HS thảo luận theo bàn làm bài tập trong phiếu học tập. Yêu cầu HS chọn đáp án và giải thích tại sao chọn đáp án đó.
HS: Thảo luận làm bài.
GV: Yêu cầu HS trả lời câu 1.
HS: Trả lời.
GV: Nhận xét và hướng dẫn: Ta sử dụng biểu thức xác định chiều dài quỹ đạo chuyển động của vật L = 2A.
HS: Lắng nghe và ghi nhận.
GV: Yêu cầu HS trả lời câu 2.
HS: Trả lời.
GV: Nhận xét và hướng dẫn: Áp dụng lí thuyết về vận tốc chất điểm trong dao động điều hòa.
HS: Lắng nghe và ghi nhận.
GV: Yêu cầu HS trả lời câu 3.
HS: Trả lời.
GV: Nhận xét.
HS: Lắng nghe và ghi nhận.
GV: Yêu cầu HS trả lời câu 4.
HS: Trả lời.
GV: Nhận xét và hướng dẫn: Áp dụng lí thuyết về mối liên hệ giữa dao động điều hòa và chuyển động tròn đều.
HS: Lắng nghe và ghi nhận.
GV: Yêu cầu HS trả lời câu 5.
HS: Trả lời.
GV: Nhận xét và hướng dẫn: Quãng đường chất điểm đi được trong một chu kì là 4A.
HS: Lắng nghe và ghi nhận.
GV: Yêu cầu HS trả lời câu 6.
HS: Trả lời.
GV: Nhận xét.
HS: Lắng nghe và ghi nhận. 
GV: Yêu cầu HS trả lời câu 7.
HS: Trả lời.
GV: Nhận xét và hướng dẫn: Sử dụng lí thuyết lực kéo về.
HS: Lắng nghe và ghi nhận. 
GV: Yêu cầu HS trả lời câu 8.
HS: Trả lời.
GV: Nhận xét và hướng dẫn: Vận dụng công thức tính thế năng đàn hồi Wt=12kx2.
HS: Lắng nghe và ghi nhận. 
GV: Yêu cầu HS trả lời câu 9.
HS: Trả lời.
GV: Nhận xét và hướng dẫn: Sử dụng công thức tính động năng theo li độ Wđ=12kA2-x2.
HS: Lắng nghe và ghi nhận. 
GV: Yêu cầu HS trả lời câu 10.
HS: Trả lời.
GV: Nhận xét và hướng dẫn: Vận dụng lí thuyết về các đại lượng trong dao động điều hòa.
- Vận tốc, gia tốc biến thiên điều hòa theo thời gian.
- Động năng biến thiên tuần hoàn theo thời gian.
- Biên độ là đại lượng không thay đổi theo thời gian.
HS: Lắng nghe và ghi nhận. 
GV: Yêu cầu HS trả lời câu 11.
HS: Trả lời.
GV: Nhận xét và hướng dẫn: Sử dụng điều kiện để con lắc đơn dao động điều hòa.
HS: Lắng nghe và ghi nhận. 
GV: Yêu cầu HS trả lời câu 12.
HS: Trả lời.
GV: Nhận xét.
HS: Lắng nghe và ghi nhận. 
GV: Yêu cầu HS trả lời câu 13.
HS: Trả lời.
GV: Nhận xét và hướng dẫn: Sử dụng công thức tính chu kì dao động của con lắc đơn.
HS: Lắng nghe và ghi nhận. 
GV: Yêu cầu HS trả lời câu 14.
HS: Trả lời.
GV: Nhận xét và hướng dẫn: Sử dụng công thức tính chu kì con lắc đơn và con lắc lò xo.
HS: Lắng nghe và ghi nhận. 
GV: Yêu cầu HS trả lời câu 15.
HS: Trả lời.
GV: Nhận xét và hướng dẫn: Sử dụng công thức tính chu kì con lắc đơn. 
HS: Lắng nghe và ghi nhận.
GV: Yêu cầu HS trả lời câu 16.
HS: Trả lời.
GV: Nhận xét và hướng dẫn: Sử dụng lí thuyết về dao động cơ cưỡng bức. 
B – sai vì: Dao động của con lắc đồng hồ là dao động duy trì.
C – sai vì: Dao động cưỡng bức có tần số bằng tần số của lực cưỡng bức.
D – sai vì: Biên độ của dao động cưỡng bức phụ thuộc vào biên độ của lực cưỡng bức.
HS: Lắng nghe và ghi nhận.
GV: Yêu cầu HS trả lời câu 17.
HS: Trả lời.
GV: Nhận xét và hướng dẫn: Sử dụng lí thuyết dao động tắt dần. 
HS: Lắng nghe và ghi nhận.
GV: Yêu cầu HS trả lời câu 18.
HS: Trả lời.
GV: Nhận xét và hướng dẫn: Sử dụng lí thuyết về dao động cơ cưỡng bức.
HS: Lắng nghe và ghi nhận.
GV: Yêu cầu HS trả lời câu 19.
HS: Trả lời.
GV: Nhận xét và hướng dẫn: Sử dụng công thức tính cơ năng. 
HS: Lắng nghe và ghi nhận.
GV: Yêu cầu HS trả lời câu 20.
HS: Trả lời.
GV: Nhận xét.
HS: Lắng nghe và ghi nhận.
GV: Yêu cầu HS trả lời câu 21.
HS: Trả lời.
GV: Nhận xét và hướng dẫn: Vận dụng công thức tổng hợp dao động điều hòa. 
HS: Lắng nghe và ghi nhận.
GV: Yêu cầu HS trả lời câu 22.
HS: Trả lời.
GV: Nhận xét và hướng dẫn: Vận dụng công thức tổng hợp dao động điều hòa. 
HS: Lắng nghe và ghi nhận.
GV: Yêu cầu HS trả lời câu 23.
HS: Trả lời.
GV: Nhận xét và hướng dẫn: Sử dụng phương pháp giản đồ Fre-nen và vận dụng công thức tổng hợp dao động điều hòa. 
HS: Lắng nghe và ghi nhận.
GV: Yêu cầu HS trả lời câu 24.
HS: Trả lời.
GV: Nhận xét và hướng dẫn: Sử dụng phương pháp giản đồ Fre-nen và vận dụng công thức tổng hợp dao động điều hòa. 
HS: Lắng nghe và ghi nhận.
1. B
Quỹ đạo chuyển động của vật trong dao động điều hòa là 2A.
Þ 2A = 30 Û A = 15 cm
2. D
3. A
A = 10 cm
φ = π/6 rad
4. D
Biên độ dao động điều hòa của hình chiếu chất điểm lên đường kính bằng bán kính chuyển động.
A=R=d2=0,42=0,2 (m)
Tần số góc bằng tần số góc của chuyển động tròn đều:
ω=vR=0,60,2=3 (rad)
Chu kì: T=2πω=2π3=2,1 (s)
5. B
Quãng đường chát điểm đi được trong một chu kì là 4A
Þ 4A = 16 Û A = 4 (cm)
6. D
7. C
Lực kéo về F=ma, lực kéo về cùng hướng với gia tốc, luôn hướng về vị trí cân bằng.
8. B
Thế năng đàn hồi của con lắc tại vị trí li độ x = -4 cm là:
Wt=12kx2=12.100.(-0,04)2=0,08 J
9. A
Cơ năng của con lắc: Wđ=12kA2
Þ k=2WA2=2.0,90,152=80 (N/m)
Động năng của vật tại li độ x = -5 cm là:
 Wđ=12kA2-x2=12.80.[0,152--0,052]=0,8 (J)
10. C
11. D
12. A
13. C
14. B
Tóm tắt: 
g = 9,8 m/s2
l = 49 cm = 0,49 m
k = 10 N/m
m = ?
Giải:
Chu kì con lắc đơn: T=2πlg
Chu kì con lắc lò xo: T=2πmk
Hai con lắc có cùng chu kì:
Þ lg=mk Þ m=l.kg=0,49.109,8=0,5 kg
15. C
Chu kì con lắc đơn: T=2πlg
Û 2=2πl9,8 Û l = 0,993 (m)
16. A
17. B 
18. C
19. A
Năng lượng trong một dao động toàn phần (một chu kì): W1=12kA2
Sau mỗi chu kì biên độ giảm 3%, nên năng lượng toàn phần sau mỗi chu kì:
W2=12k1-0,03A2=12k(0,97A)2
Vậy năng lượng bị mất trong một dao động toàn phần là:
∆WW1=W1-W2W1=12kA2(1-0,972)12kA2≈0,06=6%
20. A
21. B
22. C
A2=A12+A22+2A1A2cosφ2-φ1
=42+42+2.4.4.cos-π2+π6=48
Þ A=43 cm
23. D
π3
A2
x
A1
A
Từ giản đồ Fre-nen ta thấy vectơ A nằm trên trục Oy.
A2=A12+A22+2A1A2cosφ2-φ1
=42+22+2.4.2.cosπ-π3=12
Þ A=23 (cm)
φ=π2
Vậy phương trình của dao động tổng hợp:
x=23cos10π+π2(cm)
24. A
x
O
x1=6sin5π2t=6cos5π2t-π2(cm)
x2=6cos5π2t (cm)
A=A12=62 (cm)
φ=-π4
Vậy phương trình dao động tổng hợp là:
x=62cos5π2t-π4(cm)
PHIẾU HỌC TẬP
1. Một chất điểm dao động điều hòa có quỹ đạo là một đoạn thẳng dài 30cm. Biên độ dao động của chất điểm là:
A. 30cm
B. 15cm
C. -15cm
D. 7,5cm
2. Tốc độ của vật dao động điều hòa cực đại khi:
A. t = 0
B. t = T/4
C. t = T/2
D. vật qua vị trí cân bằng
3. Cho phương trình của dao động điều hòa x=10cos⁡(πt+π6) (cm). Biên độ và pha ban đầu của dao động là bao nhiêu?
A. 10cm; π/6 rad
B. 10cm; -π/6 rad
C. -10cm; -π/6 rad
D. -10cm; -π/6 rad
4. Một điểm chuyển động tròn đều với tốc độ dài v = 0,6 m/s trên một đường tròn đường kính 0,4m. Hình chiếu của nó lên một đường kính dao động điều hòa với biên độ, chu kì và tần số góc là
A. 0,4m ; 2,1s ; 3rad/s
C. 0,2m ; 4,2s ; 1,5rad/s
B. 0,2m ; 0,48s ; 3rad/s
D. 0,2m ; 2,1s ; 3rad/s
5. Một chất điểm dao động điều hòa trên trục Ox. Biết quãng đường đi được của chất điểm trong một chu kì dao động là 16 cm. Biên độ dao động của chất điểm bằng
A. 16 cm
B. 4 cm
C. 32 cm
D. 8 cm
6. Công thức tính chu kì dao động của con lắc lò xo là:
A. T=2πkm
B. T=12πkm
C. T=12πmk
D. T=2πmk
7. Con lắc lò xo gồm một vật nhỏ gắn với một lò xo nhẹ dao động điều hòa theo phương ngang. Lực kéo về tác dụng vào vật luôn
A. cùng chiều với chiều chuyển động của vật.
C. hướng về vị trí cân bằng.
B. ngược chiều với chiều chuyển động của vật.
D. hướng về vị trí biên.
8. Một con lắc lò xo dao động điều hòa theo trục x nằm ngang. Lò xo có độ cứng k=100N/m. Chọn gốc tọa độ ở vị trí cân bằng của con lắc. Khi vật có khối lượng m của con lắc đi qua vị trí có li độ x = -4cm thì thế năng của con lắc đó là
A. 8 J
B. 0,08 J
C. -0,08 J
D. Không xác định được
9. Một con lắc lò xo có cơ năng W = 0,9 J và biên độ dao động A = 15 cm. Động năng của con lắc tại li độ x = -5 cm là
A. 0,8 J
B. 0,3 J
C. 0,6 J
D. Không xác định được
10. Một chất điểm dao động điều hòa trên trục Ox. Trong các đại lượng sau của chất điểm: biên độ, vận tốc, gia tốc, động năng thì đại lượng nào không thay đổi theo thời gian?
A. Gia tốc
B. Vận tốc
C. Biên độ
D. Động năng
11. Kéo lệch con lắc đơn ra khỏi vị trí cân bằng một góc α0 rồi buông ra không vận tốc đầu. Chuyển động của con lắc đơn có thể coi như dao động điều hòa khi
A. α0=600
B. α0=450
C. α0=300
D. α0 nhỏ sao cho sinα0 ≈ α0 (rad)
12. Một con lắc đơn dao động với biên độ góc nhỏ (sinα0 ≈ α0 (rad)). Chu kì dao động của nó được tính bằng công thức nào sau đây?
A. T=2πlg
B. T=π2lg
C. T=12πlg
D. T=2πgl
13. Một con lắc đơn dao động với biên độ góc nhỏ (α0<150). Phương án nào sau đây là sai đối với chu kì con lắc?
A. Chu kì phụ thuộc vào chiều dài của con lắc.
B. Chu kì phụ thuộc vào gia tốc trọng trường nơi có con lắc.
C. Chu kì phụ thuộc vào biên độ dao động.
D. Chu kì không phụ thuộc vào khối lượng của con lắc.
14. Tại một nơi có gia tốc trọng trường 9,8 m/s2, một con lắc đơn và một con lắc lò xo nằm ngang dao động điều hòa với cùng chu kì. Biết con lắc đơn có chiều dài 49cm và lò xo có độ cứng 10N/m. Vật nhỏ của con lắc lò xo có khối lượng là
A. 0,125 kg
B. 0,500 kg
C. 0,750 kg
D. 0,250 kg
15. Một con lắc gõ giây (coi như một con lắc đơn) có chu kì là 2s. Tại nơi có gia tốc trọng trường là g = 9,8 m/s2 thì chiều dài của con lắc đơn đó là
A. 3,12 m
B. 96,6 m
C. 0,993 m
D. 0,04 m
16. Khi nói về dao động cưỡng bức, phát biểu nào sau đây là đúng?
A. Dao động cưỡng bức có biên độ không đổi và có tần số bằng tần số của lực cưỡng bức.
B. Dao động của con lắc đồng hồ là dao động cưỡng bức.
C. Dao động cưỡng bức có tần số nhỏ hơn tần số của lực cưỡng bức.
D. Biên độ của dao động cưỡng bức là biên độ của lực cưỡng bức.
17. Dao động tắt dần
A. có biên độ không đổi theo thời gian.
C. luôn có hại.
B. có biên độ giảm dần theo thời gian.
D. luôn có lợi.
18. Khi nói về dao động cơ cưỡng bức, phát biểu nào sau đây là sai?
A. Tần số của dao động cưỡng bức bằng tần số của lực cưỡng bức.
B. Biên độ của dao động cưỡng bức càng lớn khi tần số của lực cưỡng bức càng gần tần số riêng của hệ dao động.
C. Tần số của dao động cưỡng bức lớn hơn tần số của lực cưỡng bức.
D. Biên độ dao động cưỡng bức phụ thuộc vào biên độ của lực cưỡng bức.
19. Một con lắc dao động tắt dần chậm. Cứ sau mỗi chu kì, biên độ giảm 3%. Phần năng lượng của con lắc bị mất đi trong một dao động toàn phần là
A. 6%
B. 3%
C. 9%
D. 94%
20. Dùng phương pháp giản đồ Fre-nen, có thể biểu diễn được dao động tổng hợp của hai dao động
A. cùng phương, cùng chu kì.
C. khác phương, cùng chu kì.
B. cùng phương, khác chu kì.
D. khác phương, khác chu kì.
21. Cho hai dao động điều hòa cùng phương, có phương trình lần lượt là x1=A1cosωt và x2=A2cos(ωt+π/2). Biên độ dao động tổng hợp của hai dao động này là 
A. A=A12-A22
C. A=A1-A2
B. A=A12+A22
D. A=A1+A2
22. Cho hai dao động điều hòa cùng phương có các phương trình lần lượt là x1=4cos(πt-π/6) (cm) và x2=4cos(πt-π/2) (cm). Dao động tổng hợp của hai dao động có biên độ là
A. 8 cm
B. 2 cm
C. 43 cm
D. 42 cm
23. Hai dao động điều hòa cùng phương, cùng chu kì có phương trình lần lượt là x1=4cos(10πt+π/3) (cm) ; x2=2cos(10πt+π) (cm). Phương trình của dao động tổng hợp
A. x=23cos10π-π2(cm)
C. x=2cos10π-π2(cm)
B. x=2cos10π+π2(cm)
D. x=23cos10π+π2(cm)
24. Hai dao động điều hòa cùng phương, cùng chu kì có phương trình lần lượt là x1=6sin5πt2 cmvà x2=6cos5πt2 cm. Phương trình của dao động tổng hợp
A. 62cos5π2t-π4(cm)
C. 62cos5π2t-π2(cm)
B. 62cos5π2t+π4(cm)
D. 62cos5π2t+π2(cm)
Hoạt động 3 (1 phút): Củng cố, dặn dò
Yêu cầu HS ôn lại toàn bộ kiến thức và các bài tập đã chữa để buổi sau ôn tập chương và kiểm tra 15 phút.
IV. RÚT KINH NGHIỆM
 ... . ... . ... .