Lý thuyết Dao động điều hòa (Kết nối tri thức 2023) hay, chi tiết | Vật Lí 11

Lý thuyết Vật Lí lớp 11 Bài 1: Dao động điều hòa

A. Lý thuyết Dao động điều hòa

I. Những đặc điểm cơ bản của dao động cơ

– Dao động cơ là chuyển động qua lại quanh vị trí cân bằng.

– Dao động cơ của một vật có thể là tuần hoàn hoặc không tuần hoàn.

– Sau những khoảng thời gian bằng nhau, vật trở lại vị trí cũ theo hướng cũ thì dao động của vật đó là tuần hoàn

– Dao động tuần hoàn đơn giản nhất là dao động điều hòa

II. Dao động điều hòa

1. Đồ thị của dao động điều hòa

 

– Đồ thị của dao động điều hòa là đường cong có dạng hình sin, cho biết vị trí của vật trên trục x tại những thời điểm khác nhau

2. Phương trình của dao động điều hòa

$x=A\cos (\omega t+\phi )$

Trong đó:

+ x: li độ của dao động

+ A: biên độ dao động (A>0)

+ ω: tần số góc của dao động (đơn vị: rad/s)

+ ωt+φ: pha của dao động tại thời điểm t (đơn vị: rad)

+ φ: pha ban đầu của dao động

Sơ đồ tư duy về “Dao động điều hòa”

B. Trắc nghiệm Dao động điều hòa

Câu 1: Trong các phương trình sau phương trình nào không biểu thị cho dao động điều hòa?

A. x = 2sin(2πt + π/6) (cm).

B. x = 3tcos(100πt + π/6)  (cm).

C. x = – 3cos5πt  (cm).

D. x = 1 + 5cosπt  (cm).

Hướng dẫn giải

B- không biểu thị cho dao động điều hòa vì biên độ dao động không phải là hàm của thời gian

Đáp án đúng là: B

Câu 2: Một vật dao động điều hòa theo phương trình $x=5\cos \left(4\pi t+\frac{2\pi }{3}\right)cm$. Tần số góc của dao động là:

A. 5 rad/s.

B. 4π rad/s.

C. $\frac{2\pi }{3}rad/s$.

D. $\frac{1}{2\pi }rad/s$.

Hướng dẫn giải

Phương trình dao động tổng quát: $x=A\cos \left(\omega t+\phi \right)cm$

Phương trình dao động của vật: $x=5\cos \left(4\pi t+\frac{2\pi }{3}\right)cm$

=> Tần số góc của dao động: ω = 4π (rad/s)

Đáp án đúng là: B

Câu 3: Một vật nhỏ dao động điều hòa với biên độ 4cm và chu kì 2s. Quãng đường vật đi được trong 4s là:

A. 32 cm.

B. 16 cm.

C. 8 cm.

D. 64 cm.

Hướng dẫn giải

Ta có: T = 2 s => 4s = 2T

Quãng đường vật đi được trong 4s bằng 2T là S = 2.4A = 2.4.4 = 32 cm.

Đáp án đúng là: A

Câu 4: Một vật dao động điều hoà, trong thời gian 1 phút vật thực hiện được 30 dao động. Chu kì dao động của vật là

A. 2 s.                           

B. 0,5 s.                         

C. 1 s.                           

D. 30 s.

Hướng dẫn giải

Chu kì dao động của vật $T=\frac{\Delta t}{n}=2$s.

Đáp án đúng là: A

Câu 5: Một vật dao động điều hòa có phương trình $x=2\cos \left(2\pi t-\frac{7\pi }{6}\right)cm$. Li độ của vật tại thời điểm t = 0,25 (s) là:

A. 1 cm.

B. 1,5 cm.

C. 0,5 cm.

D. −1 cm.

Hướng dẫn giải

Li độ của vật tại thời điểm t = 0,25 s là: $x=2\cos \left(2\pi \mathrm{.0,25}-\frac{7\pi }{6}\right)=-1cm$

Đáp án đúng là: D

Câu 6. Đồ thị của dao động điều hòa là

A. một đường hình sin.

B. một đường thẳng.

C. một đường elip.

D. một đường parabol.

Hướng dẫn giải

Đồ thị của dao động điều hòa là một đường hình sin.

Đáp án đúng là: A

Câu 7. Một vật nhỏ dao động điều hòa theo một quỹ đạo có chiều dài 10 cm. Biên độ của dao động là

A. 10 cm.

B. 5 cm.

C. 2,5 cm.

D. 1,125 cm.

Hướng dẫn giải

Biên độ của dao động là: $A=\frac{L}{2}=\frac{10}{2}=5\left(cm\right)$

Đáp án đúng là: B

Câu 8: Vật có đồ thị li độ dao động như hình vẽ.

Biên độ và chu kì của vật là:

A. A = 2 cm, T = 0,8 s.

B. A = 4 cm, T = 0,4 s.

C. A = 2 cm, T = 0,4 s.

D. A = 4 cm, T = 0,8 s.

Hướng dẫn giải

Từ đồ thị, ta có: A = 2 cm; T = 0,4s

Đáp án đúng là: C

Câu 9: Chọn phát biểu sai trong các phương án sau:

A. Dao động điều hòa thì tuần hoàn.

B. Dao động là chuyển động qua lại quanh một vị trí đặc biệt gọi là vị trí cân bằng.

C. Dao động điều hòa là dao động trong đó li độ của vật là một hàm tan (hay cotan) của thời gian.

D. Dao động tuần hoàn là dao động mà trạng thái của vật được lặp lại như cũ, theo hướng cũ sau những khoảng thời gian bằng nhau xác định.

Hướng dẫn giải

A, B, D – đúng

C – sai vì: Dao động điều hòa là dao động trong đó li độ của vật là một hàm cosin (hay sin) của thời gian.

Đáp án đúng là: C

Câu 10: Một vật dao động điều hòa với biên độ bằng 4 cm. Khi pha của dao động bằng $\frac{\pi }{3}$ thì li độ của vật bằng:

A. 2 cm.     

B. 4 cm.                 

C. – 2 cm.             

D. – 4 cm.

Hướng dẫn giải

Biên độ: A = 4 cm.

Pha dao động: $\omega t+\phi =\frac{\pi }{3}$

Thay vào phương trình dao động: $x=A\cos \left(\omega t+\phi \right)=4\cos \frac{\pi }{3}=2\left(cm\right).$

Đáp án đúng là A.

Video bài giảng Vật Lí 11 Bài 1: Dao động điều hòa – Kết nối tri thức

Xem thêm các bài tóm tắt lý thuyết Vật Lí lớp 11 Kết nối tri thức hay, chi tiết khác:

Lý thuyết Bài 1: Dao động điều hòa

Lý thuyết Bài 2: Mô tả dao động điều hòa

Lý thuyết Bài 3: Vận tốc, gia tốc trong dao động điều hòa

Lý thuyết Bài 5: Động năng. Thế năng. Sự chuyển hóa năng lượng trong dao động điều hòa

Lý thuyết Bài 6: Dao động tắt dần. Dao động cưỡng bức. Hiện tượng cộng hưởng