Đề thi thử giữa học kì 1 môn Vật lí lớp 11 - Trạm 2

Tần số của con lắc đơn là: \(f = \dfrac{1}{{2\pi }}\sqrt {\dfrac{g}{l}} \)

Hệ thức đúng là: \(\omega  = \sqrt {\dfrac{k}{m}} \)

Động năng cực đại của chất điểm: \({W_{d\max }} = \dfrac{1}{2}mv_{\max }^2\)

Có \({v_{\max }} = \omega A \Rightarrow {W_{d\max }} = \dfrac{1}{2}m.{\left( {\omega A} \right)^2} = \dfrac{{m{\omega ^2}{A^2}}}{2}\)

Phương trình li độ: \(x = A.\cos \left( {\omega t} \right)\)

Vận tốc của chất điểm vào thời điểm t là:

\(v = \omega A.\cos \left( {\omega t + \varphi  + \dfrac{\pi }{2}} \right) =  - \omega A.\sin \left( {\omega t} \right)\)

Thí nghiệm làm vật dao động là: Kéo vật nặng con lắc lò xo khỏi vị trí cân bằng rồi thả nhẹ.

Khi xảy ra hiện tượng cộng hưởng cơ thì vật tiếp tục dao động với tần số bằng tần số dao động riêng.

Trong các đáp án trên thì dao động của con lắc đồng hồ là dao động tuần hoàn.

Vận tốc cực đại: \({v_0} = \omega A \Rightarrow {v_0} \sim A\)

→ Biên độ A tăng gấp đôi thì vận tốc cực đại tăng gấp đôi.

Từ đồ thị ta có biên độ dao động của chất điểm là: A = 10 cm

Dao động của cái giảm xóc của ô tô, xe máy là dao động tắt dần.

Khi xe máy đi qua chỗ mấp mô, xe bị nảy lên và dao động. Nếu dao động kéo dài làm người ngồi trên xe khó chịu. Vì thế, người ta lắp thêm một bộ phận giảm xóc để làm tắt dao động của khung xe.

Chu kì của con lắc là:

\(T = \dfrac{{2\pi }}{\omega } = \dfrac{{2\pi }}{{10\pi }} = 0,2\,\,\left( s \right)\)

Độ biến dạng của lò xo tại vị trí cân bằng là:

\(\Delta {l_0} = \dfrac{{{g^2}}}{{{\omega ^2}}} = 1\,\,\left( {cm} \right)\)

Tại thời điểm t = 0 vật đi qua vị trí cân bằng theo chiều dương.

Thời điểm lò xo không biến dạng lần đầu tiên ứng với li độ:

\(x =  - \Delta {l_0} =  - 1\,\,\left( {cm} \right)\)

Biểu diễn các vị trí trên hình vẽ, ta được:

\(\Delta t = \dfrac{T}{2} + \dfrac{T}{8} = \dfrac{{5T}}{8} = \dfrac{1}{8}\,\,\left( s \right)\)

Ban đầu khi dây treo là l thì chu kì dao động là:

\(T = 2\pi \sqrt {\dfrac{l}{g}}  = \dfrac{1}{f} = 0,5\left( s \right)\)

Khi dây treo là \(\dfrac{l}{4}\) thì chu kì dao động là:

\(T' = 2\pi \sqrt {\dfrac{{l'}}{g}} \)

Ta có:

\(\dfrac{{T'}}{T} = \sqrt {\dfrac{{l'}}{l}}  = \sqrt {\dfrac{1}{4}}  = \dfrac{1}{2} \Rightarrow T' = \dfrac{T}{2} = 0,25\left( s \right)\)

a) Con lắc đơn có thể dao động điều hòa với điều kiện bỏ qua ma sát của môi trường, con lắc dao động với biên độ góc $\alpha_{0} < 10^{0}$.

→ a sai

b) Chu kỳ của con lắc đơn $T = 2\pi\sqrt{\dfrac{l}{g}}$, chỉ phụ thuộc vào chiều dài con lắc và gia tốc trọng trường.

→ b đúng, c sai

d) Tần số của con lắc đơn $f = \dfrac{1}{2\pi}\sqrt{\dfrac{g}{l}}$, tỉ lệ nghịch với căn bậc hai của chiều dài.

→ d đúng

a) Biểu thức chu kì của con lắc lò xo: $T = 2\pi\sqrt{\dfrac{m}{k}}$

→ a đúng

b) Thế năng của con lắc khi vật ở vị trí có ly độ x được xác định theo biểu thức $W_{t} = \dfrac{1}{2}kx^{2}$

→ b sai

c) Khi vật nặng ở vị trí có ly độ x = -3 cm, động năng của vật là:

$\begin{array}{l} {W_{d} = \dfrac{1}{2}k\left( {A^{2} - x^{2}} \right)} \\ \left. \Rightarrow W_{d} = \dfrac{1}{2}.100.\left\lbrack {0,05^{2} - \left( {- 0,03} \right)^{2}} \right\rbrack \right. \\ \left. \Rightarrow W_{d} = 0,08\,\,(J) \right. \end{array}$

→ c sai

d) Cơ năng dao động của con lắc là:

$W = \dfrac{1}{2}kA^{2} = \dfrac{1}{2}.100.0,05^{2} = 0,125\,\,(J)$

→ d sai