Chương I: Bài tập về lực trong dao động điều hòa
Chương I: Bài tập về năng lượng dao động điều hòa
Bài tập về lực trong dao động điều hòa, chương trình vật lý phổ thông lớp 12 ôn thi Quốc gia
I/ Tóm tắt lý thuyết
II/ Bài tập về lực trong dao động điều hòa, vật lý lớp 12
Câu 1. Chọn phát biểu sai. Trong dao động điều hòa của chất điểm lực kéo về
A. ngược pha với li độ
B. vuông pha với vận tốc
C. ngược pha với gia tốc
D. luôn hướng về vị trí cân bằng
Chương I: Bài tập về lực trong dao động điều hòa
Câu 2. Lực kéo về tác dụng lên một chất điểm dao động điều hòa có độ lớn
A. tỉ lệ với độ lớn của li độ và luôn hướng về vị trí cân bằng
B. tỉ lệ với bình phương biên độ
C. không đổi nhưng hướng thay đổi
D. có độ lớn và hướng không đổi
Câu 3. Trong dao động điều hòa của chất điểm, chất điểm đổi chiều chuyển động khi
A. lực tác dụng đổi chiều
B. lực tác dụng bằng không
C. lực tác dụng có độ lớn cực tiểu
D. lực tác dụng có độ lớn cực đại
Câu 4. Một vật nhỏ khối lượng 100g, dao động điều hòa với biên độ 4cm và tần số 5Hz. Lấy π2 =10. Lực kéo về tác dụng lên vật nhỏ có độ lớn cực đại bằng.
A. 8N
B. 6N
C. 4N
D. 2N
Câu 5. Một vật nhỏ khối lượng 500g, dao động điều hòa dưới tác dụng của một lực kéo về có biểu thức F = -0,8cos4t(N). Dao động có biên độ là
A. 6cm
B. 12cm
C. 8cm
D. 10cm
Câu 6. Một vật nhỏ có khối lượng 15g dao động điều hòa trên trục Ox. biết vận tốc cực đại và gia tốc cực đại của vật có độ lớn lần lượt bằng 80cm/s và 16m/s2. Độ lớn lực kéo về cực đại tác dụng lên vật là:
A. 12N
B. 24N
C. 2,4N
D. 0,12N
Câu 7. Dưới tác dụng của một lực có dạng F = -0,8sin5t (N) một vật có khối lượng 400g dao động điều hòa với biên độ là
A. 6cm
B. 7cm
C. 8cm
D. 9cm
Câu 8. Trong dao động điều hòa, lực kéo về đổi chiều khi
A. cơ năng bằng không
B. vận tốc bằng không
C. vật đổi chiều chuyển động
D. gia tốc bằng không
Câu 9. Lực kéo về tác dụng lên vật dao động điều hòa không có tính chất nào sau đây
A. Khi li độ của vật có độ lớn cực đại thì lực kéo về có độ lớn cực đại
B. khi gia tốc của vật có độ lớn cực đại thì lực kéo về có độ lớn cực đại
C. khi thế năng của vật cực đại thì lực kéo về có độ lớn cực đại
D. khi vận tốc của vật có độ lớn cực đại thì lực kéo về có độ lớn cực đại
Câu 10. Một vật nhỏ khối lượng 300g dao động điều hòa trên trục Ox. Biết vận tốc cực đại và gia tốc cực đại của vật có độ lớn lần lượt bằng 1m/s và 10m/s2. Độ lớn lực kéo về cực đại tác dụng lên vật là.
A. 12N
B. 24N
C. 2,4N
D. 0,12N
Câu 11. Một chất điểm có khối lượng m = 100g thực hiện dao động điều hòa. Khi chất điểm ở cách vị trí cân bằng 4cm thì tốc độ của vật bằng 0,5m/s và lực kéo về tác dụng lên vật có độ lớn bằng 0,25N. Biên độ dao động của chất điểm là
A. 2√14cm
B. 4cm
C. 5√5cm
D. 10√2cm
Câu 12. Một chất điểm dao động điều hòa với phương trình x = 4cos(ωt + π/3) (cm; s) chất điểm có khối lượng m = 100g. Tại thời điểm vật đang chuyển động nhanh dần theo chiều âm và lực tác dụng lên chất điểm có độ lớn bằng 0,2N thì vật có gia tốc.
A. -2m/s2
B. 4m/s2
C. -4m/s2
D. 2m/s2
Câu 13. Một con lắc lò xo có m = 200g, chiều dài tự nhiên của lò xo là 30cm. Con lắc dao động theo phương thẳng đứng với ω = 20rad/s và biên độ A 5cm. lấy g = 10m/s2 lực phục hồi tác dụng vào vật khi lò xo có chiều dài 35cm là
A. 0,33N
B. 2N
C. 0,6N
D. 5N
Câu 14. Con lắc lò xo treo thẳng đúng có lò xo nhẹ độ cứng k = 40N/m dao động theo phương thẳng đứng với tần số góc 10rad/s và biên đọ A = 10cm. Chọn trục tọa độ thẳng đứng có chiều dương hướng lên. Lấy g = 10m/s2 lưucj lò xo tác dụng lên điểm treo khi vật ở li độ dương và có tốc độ 80cm/s là
A. 2,4N
B. 2N
C. 1,6N
D. 5,6N
Câu 15. Treo vật m = 100g vào lfo xo có độ cứng k rồi kích thích cho vật dao động điều hòa theo phương thẳng đứng. Trong quá trình dao động người ta thấy tỉ số lực đàn hồi cực đại và cực tiểu bằng 3. Lấy g = 10m/s2. Biết ở VTCB lò xo dãn 8cm. Khi tốc độ của vật có giá trị bằng một nửa tốc độ cực đại thì độ lớn của lực phục hồi lúc đó bằng.
A. 0,5N
B. 0,36N
C. 0,25N
D. 0,43N
Câu 16. Một con lắc lò xo dao động điều hòa theo phương thẳng đứng với biên độ A = 4cm, khối lượng của vật m = 400g. Giá trị lớn nhất của lực đàn hồi tác dụng lên vật là 6,56N. Cho π2 = 10; g = 10m/s2. Chu kỳ dao động của vật là
A. 0,75s
B. 0,25s
C. 0,5s
D. 1,5s
Câu 17. Một con lắc lò xo treo thẳng đứng đang dao động điều hòa với bên độ A. Lực đàn hồi cực tiểu của lò xo không thể
A. bằng trọng lượng của vật
B. bằng 1/2 lực đàn hồi cực đại
C. nhỏ hơn trọng lượng của vật.
D. bằng 0
Câu 18. Một con lắc lò xo treo thẳng đứng được kích thích cho dao động điều hòa. Thời gian quả cầu đi từ vị trí cao nhất đến điểm thấp nhất là 1,5s và tỉ số giữa độ lớn của lực đàn hồi lò xo và trọng lượng quả cầu gắn ở đầu con lắc khi nó ở vị trí thấp nhất là 76/75. Lấy g = π2(m/s2). Biên độ dao động của con lắc là
A. 4cm
B. 3cm
C. 2cm
D. 5cm
Câu 19. Một con lắc lò xo có độ cứng k = 40N/m đầu trên được giữ cố định còn phía dưới gắn vật m. nâng m lên đến vị trí lò xo không biến dạng thả nhẹ vật dao động điều hòa theo phương thẳng đứng với biên độ 2,5cm. Lấy g = 10m/s2. Trong quá trình dao động, trọng lực của m có công suất tức thời cực đại bằng
A. 0,41W
B. 0,64W
C. 0,5W
D. 0,32W
Câu 20. Một con lắc lò xo treo thẳng đứng. Kích thích cho con lắc dao động điều hòa theo phương thẳng đứng. Chu kỳ và biên độ dao động của con lắc lần lượt là 0,4s và 8cm. Chọn trục xx’ thẳng đứng chiều dương hướng xuống, gốc tọa độ tại vị trí cân bằng, gốc thời gian t = 0 khi vật qua vị trí cân bằng theo chiều dương. Lấy gia tốc rơi tự do g = 10m/s2 và π2 = 10. Thời gian ngắn nhất kể từ khi t = 0 đến khi lực đàn hồi của lò xo có độ lớn cực tiểu là.
A. 4/15s
B. 7/30s
C. 3/10s
D. 1/30s
Câu 21. Một con lắc lò xo dao động điều hòa với cơ năng dao động là 1J và lực đàn hồi cực đại là 10N. Mốc thế năng tại vị trí cân bằng. Gọi Q là đầu cố định của lò xo, khoảng thời gian ngắn nhất giữa hai lần liên tiếp Q chịu tác dụng lực kéo của lò xo có độ lớn 5√3B là 0,1s. Quãng đường lớn nhất mà vật nhỏ của con lắc lò xo đi được trong 0,4s là
A. 40cm
B. 60cm
C. 80cm
D. 115cm
Câu 22. Một con lắc lò xo gồm vật nhỏ khối lượng 100g và lò xo có độ cứng k = 40N/m được đặt trên mặt phẳng ngang không ma sát. Vật nhỏ đang nằm yên ở vị trí cân bằng, tại t = 0, tác dụng lực F = 2N lên vật nhỏ cho con lắc dao động điều hòa đến thời điểm t = π/3s thì ngừng tác dụng lực F. Dao động điều hòa của con lắc sau khi không còn lực F tác dụng có giá trị biên độ gần giá trị nào nhất sau đây
A. 9cm
B. 11cm
C. 5cm
D. 7cm
Câu 23. Gọi M, N I là các điểm trên một lò xo nhẹ, được treo thẳng đứng ở điểm O cố định. Khi lò xo có chiều dài tự nhiên thì OM = MN = NI = 10cm. Gắn vật nhỏ vào đầu dưới I của lò xo và kích thích để vật dao động điều hòa theo phương thẳng đứng. Trong quá trình dao động, tỉ số độ lớn lực kéo lớn nahát và độ lớn lực kéo nhỏ nhất tác dụng lên O bằng 3. Lò xo dãn đều, khoảng cách lớn nhất giữa hai điểm M và N là 12cm. Lấy π2 = 10. Vật dao động với tần số là
A. 2,9Hz
B. 3,5Hz
C. 1,7Hz
D. 2,5Hz
Câu 24. Một con lắc lò xo dao động dọc theo trục thẳng đứng của nó với phương trình x = 4,5cos(20πt/3) (cm;s). Trong một chu kỳ, khoảng thời gian mà lực kéo về ngược hướng với lực đàn hồi tác dụng vào vật là
A. 0,1s
B. 0,05s
C. 0,15s
D. 0,2s
Câu 25. Một con lắc lò xo nằm ngang với Fđh max = 2N và E = 0,1J. Thời gian trong một chu kỳ lực đàn hồi là lực kéo và không nhỏ hơn 1N là 0,1s. Tốc độ lớn nhất của vật là
A. 209,44 cm/s
B. 20,944 cm/s
C. 20,944 m/s
D. 290,44 cm/s
Câu 26. Một lò xo treo thẳng đứng tại một nơi có gia tốc rơi tự do g = 10m/s2, có độ cứng của lò xo k = 50N/m. Khi vật dao động thì lực kéo cực đại và lực nén cực đại của lò xo lên giá treo lần lượt là 8N và 4N. Vận tốc cực đại của vật là
A. 60√10 cm/s
B. 60√5 cm/s
C. 40√5 cm/s
D. 40√10 cm/s
Câu 27. Một lò xo nhẹ, đầu trên gắn cố định, đầu dưới gắn vật nhỏ m = 200g chọn trục Ox thẳng đứng, gốc O ở vị trí cân bằng của vật. Vật dao động điều hòa trên Ox với phương trình x = 6cos10t(cm), lấy g = 10m/s2, khi vật có vị trí cao nhất thì lực đàn hồi của lò xo có độ lớn là
A. 0N
B. 1,8N
C. 1N
D. 0,8N
Câu 28. Một lò xo nhẹ đầu trên gắn cố định, đầu dưới gắn vật nhỏ m = 500g. Chọn trục Ox thẳng đứng, gốc O ở vị trí cân bằng của vật. Vật dao động điều hòa trên Ox với phương trình x = 8cos10t(cm) lấy g = 10m/s2, khi vật ở vị trí cao nhất thì lực đàn hồi của lò xo có độ lớn là
A. 0N
B. 1,8N
C. 1N
D. 2,5N
Câu 29. Một con lắc lò xo treo thẳng đứng, lò xo có độ cứng k = 10N/m, vật có khối lượng m = 50g. Cho vật dao động với biên độ 3cm. Lấy g = 10m/s2; π2 = 10. Lực đàn hồi của lò xo cực tiểu và cực đại là
A. Fmin = 0; Fmax = 0,8N
B. Fmin = 0; Fmax = 0,2N
C. Fmin = 0,2N; Fmax = 0,8N
D. Fmin = 20; Fmax = 80N
Câu 30. Con lắc lò xo treo thẳng đứng dao động điều hòa với li độ x = 4cos(5πt) cm. Trong quá trình dao động, khi hòn bi của con lắc đến điểm biên trên (lò xo có độ dài ngắn nhất) thì lực đàn hồi của lò xo ở vị trí này bằng bao nhiêu. lấy g = π2 m/s2
A. 10N
B. 12N
C. 5N
D. 0N
Câu 31. Con lắc lò xo có độ cứng k = 100N/m treo thẳng đứng dao động điều hòa. Ở vị trí cân bằng lò xo giãn 4cm. Độ giãn cực đại của lò xo là 9cm. Lực đàn hồi vào vật khi lò xo có chiều dài ngắn nhất là
A. 0N
B. 1N
C. 2N
D. 4N
Câu 32. Một con lắc lò xo bố trí nằm ngang, vật nặng dao động điều hòa với biên độ A = 10cm, chu kỳ T = 0,5s. Biết khối lượng của vật nặng m = 250g. Lấy π2 = 10. Lực đàn hồi cực đại tác dụng lên vật nặng có giá trị nào trong các giá trị dưới đây.
A. 2N
B. 3N
C. 4N
D. 5N
Câu 33. Một lò xo có độ cứng k, treo thẳng đứng, chiều dài tự nhiên lo = 20cm. Khi vật cân bằng, chiều dài lò xo là 22cm. Kích thích cho vật dao động điều hòa với biên độ 2cm. Trong quá trình dao động, lực đàn hồi cực đại tác dụng vào điểm treo có cường độ 2N. Khối lượng m của vật là.
A. 30kg
B. 60kg
C. 100g
D. 130g
Câu 34. Con lắc lò xo treo thẳng đứng. Khi vật ở vị trí cân bằng thì độ dãn của lò xo là 6cm. Cho con lắc dao động điều hòa theo phương thẳng đứng với biên độ A, người ta thấy tỉ số độ lớn của lực đàn hồi ở hai biên gấp nhau 4 lần. Biên độ A có giá trị
A. 9cm hoặc 3,6cm
B. 10cm hoặc 3,6cm
C. 3,6cm
D. 10cm
Câu 35. Một con lắc lò xo treo thẳng đứng. Quả cầu dao động điều hòa trên trục Ox với phương trình x = 6cos(ωt) cm. Trong quá trình dao động của quả cầu, tỉ số giữa lực đàn hồi cực đại của lò xo và lực phục hồi cực đại là 2,5. Lấy g = π2 m/s2. Tần số dao động của quả cầu là.
A. 5/3Hz
B. 3/5Hz
C. 7/3Hz
D. 3/7Hz
Câu 36. Con lắc lò xo treo thẳng đứng. Chiều dài tự nhiên của lò xo là 20cm. Khi vật ở vị trí cân bằng thì độ dãn của lò xo là 4cm. Lực đàn hồi cực đại và cực tiểu lần lượt là 10N và 6N. Chiều dài cực đại và cực tiểu của lò xo trong quá trình dao động là
A. 25cm; 24cm
B. 24cm; 23cm
C. 26cm; 24cm
D. 25cm; 23cm
Câu 37. Một con lắc lò xo gồm một vật nhỏ khối lượng m = 200g, lò xo có độ cứng k = 50N/m được gắn cố định vào điểm O sao cho lò xo có phương thẳng đứng. Từ vị trí cân bằng người ta kéo vật nhỏ theo phương thẳng đứng hướng xuống dưới một đoạn 4cm rồi thả nhẹ cho vật dao động. Bỏ qua sức cản của không khí. Lấy g = 10m/s2. giá trị cực đại và cực tiểu của lực đàn hồi của lò xo là
A. 2N và 1N
B. 4N và 0N
C. 3N và 2N
D. 5N và 3N
Câu 38. Một con lắc lò xo dao động điều hòa theo phương thẳng đứng, vật treo m = 250g, tại vị trí cân bằng lò xo giãn Δl = 2,5cm. Trong quá trình dao động, vận tốc cực đại của vật vmax = 40cm/s. Lấy g = 10m/s2. Lực đàn hồi cực tiểu mà lò xo tác dụng lên vật.
A. 4,5N
B. 2,5N
C. 0N
D. 0,5N
Câu 39. Một con lắc lò xo treo thẳng đứng, dao động điều hòa với chu kỳ T = 0,693. Tỉ số giữa độ lớn cực đại, cực tiểu của lực đàn hồi xuất hiện trong quá trình vật dao động là 1,5. Lấy g = 10m/s2; π2 = 10. Biên độ dao động của con lắc
A. 2cm
B. 2,4cm
C. 3,2cm
D. 2,8cm
Câu 40. Một con lắc lò xo treo thẳng đứng tại một nơi có gia tốc rơi tự do g = 10m/s2 lò xo có độ cứng k = 50N/m. Khi vật dao động thì lực kéo cực đại và lực nén cực tiểu của lò xo lên giá treo lần lượt là 6N và 2N. Vận tốc cực đại của vật là
A. 20√5cm/s
B. 30√5cm/s
C. 40√5cm/s
D. 50√5cm/s
Câu 41. Một con lắc lò xo có vật nặng và lò xo có độ cứng k = 50N/m dao động điều hòa theo phương thẳng đứng với biên độ 2cm, tần số góc ω = 10√5 rad/s. Lấy g = 10m/s2 trong mỗi chu kỳ dao động, thời gian lực đàn hồi của lò xo có độ lớn không vượt quá 1,5N là
A. 2π/(15√5)s
B. π/(30√5)s
C. π/(15√5)s
D. π/(60√5)
Câu 42. Một con lắc lò xo gồm lò xo nhẹ được treo thẳng đứng. Tại nơi có gia tốc trọng trường g = 10m/s2, đầu trên của lò xo cố định, đầu dưới gắn với vật coi như chất điểm khối lượng 1kg. Giữ vật ở phía dưới vị trí cân bằng sao cho khi đó lực đàn hồi của lò xo tác dụng lên vật có độ lớn F = 12N, rồi thả nhẹ cho vật dao động điều hòa. Lực đàn hồi nhỏ nhất của lò xo trong quá trình vật dao động bằng.
A. 4N
B. 8N
C. 0N
D. 22N
