Dạng 15. Mối quan hệ giữa động năng và thế năng có đáp án

Thi Online Trắc nghiệm Lý 11 KNTT Bài 7. Bài tập về sự chuyển hoá năng lượng trong dao động điều hoà có đáp án

Dạng 15. Mối quan hệ giữa động năng và thế năng có đáp án

136 lượt thi
10 câu hỏi
60 phút

BẮT ĐẦU LÀM BÀI

Câu 1:

Một con lắc lò xo dao động điều hoà với biên độ A trên mặt phẳng nằm ngang. Khi thế năng của vật gấp đôi động năng thì vận tốc của vật là 10 cm/s. Vận tốc cực đại của vật trong quá trình dao động là

A. $10 \sqrt{3} cm/s.$

B. $20 cm/s .$

C. $\frac{20}{\sqrt{3}} cm/s .$

D. $5 \sqrt{6} cm/s.$

Xem đáp án

Đáp án đúng là A

Ta có $W_{đ} = \frac{1}{2} W_{t} \Rightarrow x = \frac{\pm A}{\sqrt{\frac{1}{2} + 1}} = \pm A \sqrt{\frac{2}{3}}$

Mặt khác ${(\frac{x}{A})}^{2} + {(\frac{v}{v_{max}})}^{2} = 1 \Rightarrow v = \frac{\pm v_{max}}{\sqrt{3}} \Rightarrow v_{max} = 10 \sqrt{3} cm/s .$ .

Câu 2:

Một vật dao động điều hòa với biên độ 6 cm. Mốc thế năng ở vị trí cân bằng. Khi vật có động năng bằng 3/4 lần cơ năng thì vật cách vị trí cân bằng một đoạn.

A. 6 cm.

B. 4,5 cm.

C. 4 cm.

D. 3 cm.

Xem đáp án

Đáp án đúng là D

$W_{d} = \frac{3}{4} W \Rightarrow W_{t} = \frac{1}{4} W \Rightarrow \frac{k x^{2}}{2} = \frac{1}{4} \frac{k A^{2}}{2} \Rightarrow x = \pm \frac{A}{2} = \pm 3 cm.$

Câu 3:

Một con lắc lò xo gồm lò xo nhẹ và vật nhỏ dao động điều hòa theo phương ngang với tần số góc 10 rad/s. Biết rằng khi động năng và thế năng (mốc ở vị trí cân bằng của vật) bằng nhau thì vận tốc của vật có độ lớn bằng 0,6 $\sqrt{2}$ m/s. Biên dộ dao của con lắc là

A. 6cm.

B. 6cm

C. 12 cm.

12 \sqrt{2}

cm.

Xem đáp án

Đáp án đúng là C

$W_{d} = W_{t} = \frac{W}{2} \Rightarrow \frac{m v^{2}}{2} = \frac{m ω^{2} A^{2}}{2.2} \Rightarrow A = 0, 12 m$

Câu 4:

Một con lắc lò xo có khối lượng vật nhỏ là 50 gam, con lắc dao động điều hoà theo một trục nằm ngang cố định với phương trình $x = A \cos (ω t)$ cứ sau khoảng thời gian 0,05 s thì động năng của vật lại bằng nhau. Lấy $π^{2} = 10$ lò xo của con lắc có độ cứng bằng

A. 25 N/m.

B. 200 N/m.

C. 100 N/m.

D. 50 N/m.

Xem đáp án

Đáp án đúng là D

Khi động năng bằng thế năng $W_{đ} = W_{t} \Rightarrow x = \frac{\pm A}{\sqrt{1 + 1}} = \frac{\pm A}{\sqrt{2}}$

Khoảng thời gian 2 lần liê n tiếp động năng và thế năng của vật lại bằng nhau là $t_{(\frac{A \sqrt{2}}{2} \to \frac{A \sqrt{2}}{2})} = \frac{T}{8} + \frac{T}{8} = \frac{T}{4} = 0, 05 \Rightarrow T = 0, 2 = 2 π \sqrt{\frac{m}{k}} = 5 0 N/m.$

Câu 5:

Một con lắc lò xo nhẹ và vật nhỏ dao động điều hoà theo phương nằm ngang với tần số 10 rad/s. Biết rằng khi động năng và thế năng (mốc ở vị trí cân bằng của vật) bằng nhau thì vận tốc của vật có độ lớn bằng 0,6 m/s. Biên độ dao dộng của con lắc là

A. 12 cm.

12 \sqrt{2}

cm.

C. 6 cm.

6 \sqrt{2}

cm.

Xem đáp án

Đáp án đúng là D

Ta có khi động năng bằng thế năng $W_{đ} = W_{t} \Rightarrow x = \frac{\pm A}{\sqrt{1 + 1}} = \frac{\pm A}{\sqrt{2}}$ .

Do $\vec{x} ⊥ \vec{v} \Rightarrow {(\frac{x}{A})}^{2} + {(\frac{v}{v_{max}})}^{2} = 1 \Rightarrow {(\frac{v}{v_{max}})}^{2} = 1 - \frac{1}{2} = \frac{1}{2}$ .