Phương pháp giải bài tập Vật Lý 12 theo chủ de

Loạt bài Chuyên đề: Tổng hợp Lý thuyết và Bài tập trắc nghiệm Vật Lí lớp 12 có đáp án được biên soạn theo từng dạng bài có đầy đủ: Lý thuyết - Phương pháp giải, Bài tập Lý thuyết, Bài tập tự luận và Bài tập trắc nghiệm có đáp án giúp bạn học tốt, đạt điểm cao trong bài kiểm tra và bài thi môn Vật Lí lớp 12.

Phương pháp giải bài tập Vật Lý 12 theo chủ de

  • Bài tập Đại cương về dao động điều hòa trong đề thi Đại học có giải chi tiết
  • Dạng 1: Xác định các đại lượng trong dao động điều hòa
  • Dạng 2: Mối quan hệ giữa x, v, a, f trong dao động điều hòa
  • Dạng 3: Viết phương trình dao động điều hòa
  • Dạng 4: Tìm thời điểm vật qua vị trí x lần thứ n
  • Dạng 5: Tìm li độ của vật tại thời điểm t
  • Dạng 6: Tìm quãng đường, quãng đường lớn nhất, nhỏ nhất (smax, smin) vật đi được
  • Dạng 7: Tốc độ trung bình và vận tốc trung bình trong dao động điều hòa
  • Dạng 8: Phương pháp đường tròn hỗn hợp trong dao động điều hòa
  • Dạng 9: Tìm thời gian ngắn nhất, lớn nhất vật đi qua li độ, vật có vận tốc, gia tốc
  • Dạng 11: Bài toán Hai vật dao động điều hòa cùng tần số khác biên độ
  • Dạng 12: Bài toán Hai vật dao động điều hòa khác tần số cùng biên độ
  • Bài tập Hai vật dao động điều hòa cùng tần số hoặc khác tần số
  • Dạng 13: Tìm số lần vật đi qua vị trí có li độ x, có vận tốc v từ thời điểm t1 đến t2
  • 75 Bài tập trắc nghiệm dao động điều hòa có lời giải
  • 60 Bài tập trắc nghiệm Con lắc lò xo có lời giải
  • Bài tập Giao thoa sóng trong đề thi Đại học có giải chi tiết
  • Dạng 1: Viết phương trình giao thoa sóng, Tìm biên độ sóng tại 1 điểm
  • Dạng 2: Cách xác định số điểm dao động với biên độ cực đại, cực tiểu
  • Dạng 3: Điểm M có tính chất đặc biệt trong Giao thoa sóng
  • Xác định biên độ, li độ, vận tốc, gia tốc trong miền giao thoa sóng
  • Tìm số điểm dao động cực đại, cực tiểu giữa hai nguồn, hai điểm bất kì trong giao thoa sóng
  • Bài toán về điểm cực đại, cực tiểu gần nhất, xa nhất với nguồn trong giao thoa sóng
  • Xác định vị trí, số điểm dao động cùng pha, ngược pha với nguồn trong giao thoa sóng
  • Xác định vị trí của điểm cực đại cùng pha, ngược pha với nguồn trong giao thoa sóng
  • Bài tập giao thoa sóng cơ nâng cao, hay và khó, có lời giải
  • 60 bài tập trắc nghiệm Giao thoa sóng có lời giải
  • Lý thuyết Tia X
  • 50 bài tập trắc nghiệm Tia X có lời giải
  • Dạng 1: Viết phương trình phóng xạ
  • Dạng 2: Tính lượng chất phóng xạ, tuổi phóng xạ, độ phóng xạ
  • 40 bài tập trắc nghiệm Phóng xạ có lời giải
  • Cách giải bài tập Cấu tạo hạt nhân, năng lượng liên kết cực hay
  • 20 Bài tập Cấu tạo hạt nhân, Năng lượng liên kết có lời giải
  • Viết phương trình phóng xạ cực hay, có đáp án
  • Công thức, Cách tính khối lượng chất phóng xạ hay, chi tiết
  • Công thức, Cách tính chu kì phóng xạ hay, chi tiết
  • Công thức, Cách tính thời gian phóng xạ, tuổi của cổ vật hay, chi tiết
  • Công thức, Cách tính độ phóng xạ hay, chi tiết
  • Dạng bài tập Các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân hay, chi tiết

Cách xác định các đại lượng đặc trưng trong dao động điều hòa

1. Phương pháp

Xác định các đại lượng như biên độ A, vận tốc góc ω, chu kỳ, tần số, pha ban đầu, ... bằng cách đồng nhất với phương trình chuẩn của dao động điều hòa.

- Dao động điều hòa là dao động mà li độ của vật được biểu thị bằng hàm cosin hay sin theo thời gian.

Hoặc là nghiệm của phương trình vi phân: x’’ + ω2x = 0 có dạng như sau:

x = Acos(ωt + φ)

Trong đó:

x: Li độ, li độ là khoảng cách từ vật đến vị trí cân bằng ( Đơn vị độ dài)

A: Biên độ (li độ cực đại) ( Đơn vị độ dài)

ω: Vận tốc góc (rad/s)

ωt + φ: Pha dao động (rad/s) tại thời điểm t, cho biết trạng thái dao động của vật ( gồm vị trí và chiều )

φ: Pha ban đầu (rad) tại thời điểm t = 0s, phụ thuộc vào cách chọn gốc thời gian, gốc tọa độ.

φ, A là những hằng số dương;

- Phương trình vận tốc v (m/s)

v = x’ = v = - Aωsin(ωt + φ) = ωAcos(ωt + φ + π/2 )

→ vmax = ωA Tại vị trí cân bằng x = 0

vmin = 0 Tại 2 biên x = 2 hoặc x = -2.

Nhận xét: Trong dao động điều hoà vận tốc sớm pha hơn li độ góc π/2.

- Phương trình gia tốc a (m/s2)

a = v’ = x’’ = a = - ω2Acos(ωt + φ) = - ω2x = ω2Acos(ωt + φ + π/2)

→ amax = ω2A tại 2 biên

amin = 0 tại vtcb x = 0

Nhận xét: Trong dao động điều hoà gia tốc sớm pha hơn vận tốc góc π/2 và ngược pha với li độ.

- Chu kỳ:

Phương pháp giải bài tập Vật Lý 12 theo chủ de
. Trong đó (t: thời gian; N là số dao động thực hiện trong khoảng thời gian t)

“Thời gian để vật thực hiện được một dao động hoặc thời gian ngắn nhất để trạng thái dao động lặp lại như cũ.”

- Tần số:

Phương pháp giải bài tập Vật Lý 12 theo chủ de

“Tần số là số dao động vật thực hiện được trong một giây (số chu kỳ vật thực hiện trong một giây).”

2. Ví dụ

Ví dụ 1: Một vật dao động điều hòa với phương trình x = 4cos(2πt + π/2) cm. Xác định biên độ, chu kỳ và vị trí ban đầu của vật?

Hướng dẫn:

Đồng nhất phương trình với phương trình chuẩn dao động điều hòa x = Acos(ωt + φ), ta được:

A = 4; ω = 2π →

Phương pháp giải bài tập Vật Lý 12 theo chủ de

Thời điểm ban đầu là lúc t = 0, thay vào phương trình, được x = 4cos (π/2) = 0, thời điểm ban đầu vật đang ở vị trí cân bằng.

Ví dụ 2: Một vật dao động điều hòa với biên độ 10 cm. Trong khoảng thời gian 90 giây, vật thực hiện được 180 dao động. Lấy π2 = 10.

a) Tính chu kỳ, tần số dao động của vật.

b) Tính tốc độ cực đại và gia tốc cực đại của vật.

Hướng dẫn:

a) Ta có Δt = N.T → T = Δt/N = 90/180 = 0,5 s

Từ đó ta có tần số dao động là f = 1/T = 2 (Hz).

b) Tần số góc dao động của vật là

Phương pháp giải bài tập Vật Lý 12 theo chủ de

Tốc độ cực đại, gia tốc cực đại của vật được tính bởi công thức:

Phương pháp giải bài tập Vật Lý 12 theo chủ de

Ví dụ 3: Một vật dao động điều hòa có vmax = 16π (cm/s); amax = 6,4 (m/s2 ). Lấy π2 = 10.

a) Tính chu kỳ, tần số dao động của vật.

b) Tính độ dài quỹ đạo chuyển động của vật.

c) Tính tốc độ của vật khi vật qua các li độ

Phương pháp giải bài tập Vật Lý 12 theo chủ de

Hướng dẫn:

a) Ta có

Phương pháp giải bài tập Vật Lý 12 theo chủ de

Từ đó ta có chu kỳ và tần số dao động là:

Phương pháp giải bài tập Vật Lý 12 theo chủ de

b) Biên độ dao động A thỏa mãn

Phương pháp giải bài tập Vật Lý 12 theo chủ de

→ Độ dài quỹ đạo chuyển động là 2A = 8 (cm).

c) Áp dụng công thức tính tốc độ của vật ta được:

Phương pháp giải bài tập Vật Lý 12 theo chủ de

Câu 1. Trong dao động điều hòa, giá trị cực đại của vận tốc là:

A. vmax = ωA      B. vmax = ω2A

C. vmax = - ωA      D. vmax = - ω2A

Lời giải:

Chọn A

Câu 2. Biểu thức li độ của vật dao động điều hòa có dạng x = Acos(2ωt + φ), vận tốc của vật có giá trị cực đại là:

Lời giải:

Chọn B

Câu 3. Trong dao động điều hòa x = Acos(ωt + φ), tốc độ nhỏ nhất bằng:

A. 0,5Aω      B. 0      C. –Aω      D. Aω

Lời giải:

Chọn B

Câu 4. Trong dao động điều hòa x = 2Acos(ωt + φ), giá trị cực đại của gia tốc là:

Lời giải:

Chọn B

Câu 5. Trong dao động điều hòa x = Acos(ωt + φ), giá trị cực tiểu của vận tốc là:

Lời giải:

Chọn C

Câu 6. Trong dao động điều hòa x = 2Acos(2ωt + φ), giá trị cực tiểu của gia tốc là:

Lời giải:

Chọn D

Câu 7. Một chất điểm dao động điều hòa với chu kỳ 0,5π s và biên độ 2 cm. Vận tốc của chất điểm tại vị trí cân bằng có độ lớn bằng

A. 3 cm/s      B. 0,5 cm/s      C. 4 cm/s      D. 8 cm/s

Lời giải:

Phương pháp giải bài tập Vật Lý 12 theo chủ de

Đáp án D

Câu 8. Biểu thức li độ của vật dao động điều hòa có dạng

Phương pháp giải bài tập Vật Lý 12 theo chủ de
. Chu kỳ dao động của vật là:

A. T = 4s      B. T = 1s      C. T = 0.5s      D. T = 2s

Lời giải:

Đáp án C

Câu 9. Biểu thức li độ của vật dao động điều hòa có dạng:

Biên độ dao động A và pha ban đầu φ của vật lần lượt là

Lời giải:

Đáp án A

Câu 10. Một vật dao động điều hòa có gia tốc cực đại là 314 cm/s2 và tốc độ trung bình trong một chu kỳ là 20 cm/s. Lấy π = 3,14. Biên độ dao động của vật bằng:

A. 3,5 cm      B. 3,14 cm      C. 2,24 cm      D. 1,5 cm

Lời giải:

Trong một chu kỳ

Đáp án B

....................................

....................................

....................................