3. Bài 1. Viết phương trình dao động điều hòa

Đề bài

Câu 1 :

Một vật nhỏ dao động điều hòa dọc theo trục Ox với biên độ 5cm, chu kỳ 2s. Tại thời điểm t=0, vật đi qua vị trí cân bằng theo chiều dương. Phương trình dao động của vật là

  • A.

    x=5cos(2πtπ/2)(cm)

  • B.

    x=5cos(2πt+π/2)(cm)

  • C.

    x=5cos(πtπ/2)(cm)

  • D.

    x=5cos(πt+π/2)(cm)

Câu 2 :

Một chất điểm chuyển động tròn đều trong mặt phẳng thẳng đứng, có bán kính quỹ đạo là 8cm, bắt đầu từ vị trí thấp nhất của đường tròn theo chiều ngược chiều kim đồng hồ với tốc độ không đổi là 16πcm/s. Hình chiếu của chất điểm lên trục Ox nằm ngang, đi qua tâm O của đường tròn, nằm trong mặt phẳng quỹ đạo có chiều từ trái qua phải là

  • A.

    x=16cos(2πtπ2)(cm)

  • B.

    x=16cos(2πt+π2)(cm)

  • C.

    x=8cos(2πt+π2)(cm)

  • D.

    x=8cos(2πtπ2)(cm)

Câu 3 :

Một chất điểm dao động điều hoà với phương trình dạng x=cos(2πt+π6)(cm, s). Lấy π2=10, biểu thức gia tốc tức thời của chất điểm là:

  • A.

    a=2πcos(2πt+π6) cm/s2

  • B.

    a=40sin(2πt+π6) cm/s2

  • C.

    a=40cos(2πt+π6) cm/s2

  • D.

    a=2πsin(2πt+π6) cm/s2

Câu 4 :

Phương trình dao động điều hòa có dạng x=Acosωt. Gốc thời gian  được chọn là:

  • A.

    Lúc vật có li độ x=+A

  • B.

    Lúc vật đi qua vị trí cân bằng theo chiều dương.

  • C.

    Lúc vật có li độ x=A

  • D.

    Lúc vật đi qua vị trí cân bằng theo chiều âm.

Câu 5 :

Phương trình dao động của một vật có dạng x=Asin(ωt+π4).Chọn kết luận đúng?

  • A.

    Vật dao động với biên độ A

  • B.

    Vật dao động với pha ban đầu 3π4

  • C.

    Vật dao động với biên độ 2A

  • D.

    Vật dao động với biên độ A/2

Câu 6 :

Một vật nhỏ dao động theo phương trình x=Acos(ωt+φ)(cm). Tại thời điểm ban đầu, vật đi qua vị trí có li độ x<0, hướng ra xa vị trí cân bằng. Giá trị của φ thỏa mãn:

  • A.

    π2<φ<π

  • B.

    π2<φ<0

  • C.

    π<φ<π2 

  • D.

    0<φ<π2

Câu 7 :

Một vật dao động điều hòa với biên độ A=8cm. Tại thời điểm t=0, vật có li độ x=4cm và đang đi theo chiều âm của trục Ox. Pha ban đầu của dao động bằng:

  • A.

    π3

  • B.

    π3

  • C.

    2π3

  • D.

    2π3

Câu 8 :

Cho một chất điểm dao động điều hòa với tần số 1Hz, thời điểm đầu vật qua vị trí x=5cm theo chiều dương với tốc độ v=10πcm/s. Viết phương trình dao động.

  • A.

    x = 52sin(2πt +π4) cm

  • B.

    x=5cos(2πtπ6)cm

  • C.

    x = 5sin(2πt +π4) cm

  • D.

    x = 52sin(2πt π6) cm

Câu 9 :

Một vật dao động điều hoà dọc theo trục Ox nằm ngang, gốc O và mốc thế năng ở vị trí cân bằng. Thời gian vật đi từ VTCB đến A hết 0,5s và đi hết quãng đường 4cm Chọn t=0 lúc vật qua vị trí cân bằng theo chiều dương. Phương trình dao động của vật là:

  • A.

    x=2cos(πtπ2)cm

  • B.

    x=4cos(2πtπ2)cm

  • C.

    x=2cos(πt+π2)cm

  • D.

    x=4cos(πtπ2)cm

Câu 10 :

Một vật dao động điều hoà có đồ thị như hình vẽ.

Phương trình dao động của vật là:

  • A.

    x=4cos(π3tπ3)cm   

  • B.

     x=4cos(π3t+π6)cm

  • C.

    x=4cos(πtπ6)cm

  • D.

    x=4cos(2π3t5π6)cm

Câu 11 :

Vật nặng dao động điều hòa với ω=105rad/s. Chọn gốc tọa độ trùng với vị trí cân bằng của vật. Biết rằng tại thời điểm ban đầu vật đi qua li độ x=2cm với vận tốc v=2015cm/s. Phương trình dao động của vật là:

  • A.

    x=4cos(105t+π3)cm

  • B.

    x=22cos(105t+π3)cm

  • C.

    x=4cos(105tπ3)cm 

  • D.

    x=5sin(105t+π2)cm

Câu 12 :

Một vật dao động điều hòa với biên độ A=8cmω=πrad/s. Tại thời điểm ban đầu vật qua vị trí có li độ x0= 4cm theo chiều âm. Phương trình dao động của vật là: 

  • A.

    x=8cos(πtπ3)(cm)

  • B.

    x=8cos(πt2π3)(cm)

  • C.

    x=8cos(πt+π3)(cm)

  • D.

    x=8cos(πt+2π3)(cm)

Câu 13 :

Một vật dao động điều hòa trên quỹ đạo dài 8cm với chu kì T=2s. Chọn gốc thời gian là lúc vật đi qua vị trí cân bằng theo chiều dương. Phương trình dao động của vật là :

  • A.

    x=8cos(2πtπ2)cm

  • B.

    x=4cos(πt+π2)cm

  • C.

    x=8cos(2πt+π2)cm

  • D.

    x=4cos(πtπ2)cm

Câu 14 :

Một chất điểm dao động điều hòa có đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc vào thời gian của li độ như hình vẽ. Phương trình dao động của vật là:

  • A.

    x=10cos(11π6t+2π3)cm

  • B.

    x=10cos(11π6t2π3)cm

  • C.

    x=10cos(2πt+π3)cm

  • D.

    x=10cos(5π6tπ3)cm

Câu 15 :

Đồ thị vận tốc của một vật cho ở hình bên, phương trình nào dưới đây là phương trình dao động của vật:

  • A.

    x=6cos(πt+π2)cm

  • B.

    x=6cos(πt)cm

  • C.

    x=6cos(πtπ2)cm

  • D.

    x=6sin(πt)cm

Câu 16 :

Chọn phương trình biểu thị cho dao động điều hòa:

  • A.

    x = A(t)cos(ωt + b) cm

  • B.

    x = Acos(ωt + φ(t)) cm

  • C.

    x = Acos(ωt + φ) + b (cm)

  • D.

    x = Acos(ωt + bt) cm.

Câu 17 :

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)

Câu 18 :

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

  • A.

    x = 5cosπt + 1(cm)

  • B.

    x = 3tcos(100πt + π/6)cm

  • C.

    x = 2sin2(2πt + π/6)cm

  • D.

    x = 3sin5πt + 3cos5πt (cm)

Lời giải và đáp án

Câu 1 :

Một vật nhỏ dao động điều hòa dọc theo trục Ox với biên độ 5cm, chu kỳ 2s. Tại thời điểm t=0, vật đi qua vị trí cân bằng theo chiều dương. Phương trình dao động của vật là

  • A.

    x=5cos(2πtπ/2)(cm)

  • B.

    x=5cos(2πt+π/2)(cm)

  • C.

    x=5cos(πtπ/2)(cm)

  • D.

    x=5cos(πt+π/2)(cm)

Đáp án : C

Phương pháp giải :

Vận dụng lí thuyết về các đại lượng trong dao động điều hòa và điều kiện cho trước của thời điểm t=0.

Lời giải chi tiết :

Ta có:

A=5cmT=2sω=2πT=πrad/s

Tại t=0 {x=0v>0{cosφ=0sinφ<0φ=π2

x=Acos(ωt + φ) = 5cos(πt – π2)cm

Câu 2 :

Một chất điểm chuyển động tròn đều trong mặt phẳng thẳng đứng, có bán kính quỹ đạo là 8cm, bắt đầu từ vị trí thấp nhất của đường tròn theo chiều ngược chiều kim đồng hồ với tốc độ không đổi là 16πcm/s. Hình chiếu của chất điểm lên trục Ox nằm ngang, đi qua tâm O của đường tròn, nằm trong mặt phẳng quỹ đạo có chiều từ trái qua phải là

  • A.

    x=16cos(2πtπ2)(cm)

  • B.

    x=16cos(2πt+π2)(cm)

  • C.

    x=8cos(2πt+π2)(cm)

  • D.

    x=8cos(2πtπ2)(cm)

Đáp án : D

Phương pháp giải :

Vận dụng lí thuyết về các đại lượng trong dao động điều hòa trong chuyển động tròn đều và điều kiện cho trước của thời điểm t=0.

Lời giải chi tiết :

Ta có:

A=8cmv=ωR=ωA=16πω=16π8=2π

Mặt khác, tại thời điểm ban đầu, chất điểm đi qua tâm O=>x=0, nằm trong mặt phẳng có quỹ đạo có chiều từ trái qua phải =>v>0

φ=π2x=8cos(2πtπ2)cm

Câu 3 :

Một chất điểm dao động điều hoà với phương trình dạng x=cos(2πt+π6)(cm, s). Lấy π2=10, biểu thức gia tốc tức thời của chất điểm là:

  • A.

    a=2πcos(2πt+π6) cm/s2

  • B.

    a=40sin(2πt+π6) cm/s2

  • C.

    a=40cos(2πt+π6) cm/s2

  • D.

    a=2πsin(2πt+π6) cm/s2

Đáp án : C

Phương pháp giải :

Sử dụng lí thuyết về phương trình gia tốc trong dao động điều hòa:

 

a=ω2Acos(ωt+φ)=ω2Acos(ωt+φ+π)

Lời giải chi tiết :

Ta có: a=ω2Acos(ωt+φ)=ω2Acos(ωt+φ+π)

x = cos(2πt + π/6) (cm, s) a=(2π)2.1cos(2πt+π6)=40cos(2πt+π6)

Câu 4 :

Phương trình dao động điều hòa có dạng x=Acosωt. Gốc thời gian  được chọn là:

  • A.

    Lúc vật có li độ x=+A

  • B.

    Lúc vật đi qua vị trí cân bằng theo chiều dương.

  • C.

    Lúc vật có li độ x=A

  • D.

    Lúc vật đi qua vị trí cân bằng theo chiều âm.

Đáp án : A

Phương pháp giải :

Thay t=0 vào phương trình dao động của vật

Lời giải chi tiết :

Từ phương trình dao động, ta có:

Gốc thời gian t=0:

x=Acos0   =  A

Câu 5 :

Phương trình dao động của một vật có dạng x=Asin(ωt+π4).Chọn kết luận đúng?

  • A.

    Vật dao động với biên độ A

  • B.

    Vật dao động với pha ban đầu 3π4

  • C.

    Vật dao động với biên độ 2A

  • D.

    Vật dao động với biên độ A/2

Đáp án : A

Phương pháp giải :

Đồng nhất với phương trình dao động điều hòa .x=Acos(ωt+φ).

– Sử dụng công thức lượng giác: sinα=cos(απ2)

– Sử dụng lí thuyết về các đại lượng trong phương trình dao động điều hòa.

Lời giải chi tiết :

Ta có: x=Asin(ωt+π4)=Acos(ωt+π4π2)=Acos(ωtπ4)

– Biên độ dao động của vật là A

– Pha ban đầu: φ=π4

 

Câu 6 :

Một vật nhỏ dao động theo phương trình x=Acos(ωt+φ)(cm). Tại thời điểm ban đầu, vật đi qua vị trí có li độ x<0, hướng ra xa vị trí cân bằng. Giá trị của φ thỏa mãn:

  • A.

    π2<φ<π

  • B.

    π2<φ<0

  • C.

    π<φ<π2 

  • D.

    0<φ<π2

Đáp án : A

Phương pháp giải :

Xét tại t = 0 với các điều kiện của x và v từ đó suy ra pha ban đầu φ           

Lời giải chi tiết :

Tại t=0, ta có x<0 và hướng ra xa vị trí cân bằng =>v<0

{Acosφ<0v=Aωsinφ<0{cosφ<0sinφ>0π2<φ<π

 

Câu 7 :

Một vật dao động điều hòa với biên độ A=8cm. Tại thời điểm t=0, vật có li độ x=4cm và đang đi theo chiều âm của trục Ox. Pha ban đầu của dao động bằng:

  • A.

    π3

  • B.

    π3

  • C.

    2π3

  • D.

    2π3

Đáp án : D

Phương pháp giải :

Thay t=0 vào phương trình dao động của vật {x=Acosφv =  – Aωsinφ{cosφ = x0Asinφ=vAωφ=?

Lời giải chi tiết :

Ta có: tại t = 0:

{x=Acosφ=4v=Aωsinφ<0{cosφ=48=12sinφ>0φ=2π3

 

Câu 8 :

Cho một chất điểm dao động điều hòa với tần số 1Hz, thời điểm đầu vật qua vị trí x=5cm theo chiều dương với tốc độ v=10πcm/s. Viết phương trình dao động.

  • A.

    x = 52sin(2πt +π4) cm

  • B.

    x=5cos(2πtπ6)cm

  • C.

    x = 5sin(2πt +π4) cm

  • D.

    x = 52sin(2πt π6) cm

Đáp án : A

Phương pháp giải :

– Xác định ω=2πf

– Sử dụng hệ thức độc lập xác định biên độ A2=x2+v2ω2

– Xác định pha ban đầu: Tại t=0: {x=Acosφv=Aωsinφ{cosφ=x0Asinφ=vAωφ=?

– Sử dụng công thức lượng giác: cosα=sin(α+π2)

 

Lời giải chi tiết :

Ta có:

Tốc độ góc: ω=2πf=2π.1=2π(rad/s)

Biên độ dao động:

A2=x2+v2ω2=52+(10π2π)2A=52cm

Tại t=0: {x=Acosφ=5v=Aωsinφ>0{cosφ=552sinφ<0φ=π4

=> x=52cos(2πtπ4)cm=52sin(2πtπ4+π2)=52sin(2πt+π4)cm

Câu 9 :

Một vật dao động điều hoà dọc theo trục Ox nằm ngang, gốc O và mốc thế năng ở vị trí cân bằng. Thời gian vật đi từ VTCB đến A hết 0,5s và đi hết quãng đường 4cm Chọn t=0 lúc vật qua vị trí cân bằng theo chiều dương. Phương trình dao động của vật là:

  • A.

    x=2cos(πtπ2)cm

  • B.

    x=4cos(2πtπ2)cm

  • C.

    x=2cos(πt+π2)cm

  • D.

    x=4cos(πtπ2)cm

Đáp án : D

Phương pháp giải :

– Xác định ω=2πT

– Xác định biên độ A

– Xác định pha ban đầu: Tại t=0: {x=Acosφv=Aωsinφ{cosφ=x0Asinφ=vAωφ=?

Lời giải chi tiết :

Ta có: Thời gian vật đi từ VTCB đến A là :

T4=0,5T=2sω=2πT=πrad/s

Biên độ A = 4cm

Tại t = 0: {x=Acosφ=0v=Aωsinφ>0{cosφ=0sinφ<0φ=π2

x=4cos(πtπ2)cm

Câu 10 :

Một vật dao động điều hoà có đồ thị như hình vẽ.

Phương trình dao động của vật là:

  • A.

    x=4cos(π3tπ3)cm   

  • B.

     x=4cos(π3t+π6)cm

  • C.

    x=4cos(πtπ6)cm

  • D.

    x=4cos(2π3t5π6)cm

Đáp án : A

Phương pháp giải :

 – Sử dụng phương pháp đọc đồ thị li độ theo thời gian của vật

+ Từ đồ thị xác định A, chu kì T, li độ và vận tốc tại thời điểm t=0

Lời giải chi tiết :

Từ đồ thị, ta có: A = 4cm

Thời gian vật đi từ t=0 (x=A2) đến t=2,5s (x=0) là:

 Δt=2,5s=T6+T4=5T12T=6sω=2πT=π3rad/s

Tại t = 0: {x=Acosφ=2v=Aωsinφ>0{cosφ=24=12sinφ<0φ=π3

 x=4cos(π3tπ3)cm

Câu 11 :

Vật nặng dao động điều hòa với ω=105rad/s. Chọn gốc tọa độ trùng với vị trí cân bằng của vật. Biết rằng tại thời điểm ban đầu vật đi qua li độ x=2cm với vận tốc v=2015cm/s. Phương trình dao động của vật là:

  • A.

    x=4cos(105t+π3)cm

  • B.

    x=22cos(105t+π3)cm

  • C.

    x=4cos(105tπ3)cm 

  • D.

    x=5sin(105t+π2)cm

Đáp án : C

Phương pháp giải :

– Sử dụng hệ thức độc lập xác định biên độ A2=x2+v2ω2

– Xác định pha ban đầu: Tại t=0: {x=Acosφv=Aωsinφ{cosφ=x0Asinφ=vAωφ=?

Lời giải chi tiết :

Ta có: A2=x2+v2ω2=22+(2015)2(105)2=16A=4cm

Tại t=0: {x=Acosφ=2v=Aωsinφ>0{cosφ=24=12sinφ<0φ=π3

x=4cos(105tπ3)cm

Câu 12 :

Một vật dao động điều hòa với biên độ A=8cmω=πrad/s. Tại thời điểm ban đầu vật qua vị trí có li độ x0= 4cm theo chiều âm. Phương trình dao động của vật là: 

  • A.

    x=8cos(πtπ3)(cm)

  • B.

    x=8cos(πt2π3)(cm)

  • C.

    x=8cos(πt+π3)(cm)

  • D.

    x=8cos(πt+2π3)(cm)

Đáp án : C

Phương pháp giải :

Xác định pha ban đầu: Tại t=0: {x=Acosφv=Aωsinφ{cosφ=x0Asinφ=vAωφ=?

Lời giải chi tiết :

Ta có A =8cm, ω = π rad/s

Tại t = 0: {x=Acosφ=4v=Aωsinφ<0{cosφ=x0A=48=12sinφ>0φ=π3

=> x =8cos(πt +π/3)(cm)

Câu 13 :

Một vật dao động điều hòa trên quỹ đạo dài 8cm với chu kì T=2s. Chọn gốc thời gian là lúc vật đi qua vị trí cân bằng theo chiều dương. Phương trình dao động của vật là :

  • A.

    x=8cos(2πtπ2)cm

  • B.

    x=4cos(πt+π2)cm

  • C.

    x=8cos(2πt+π2)cm

  • D.

    x=4cos(πtπ2)cm

Đáp án : D

Phương pháp giải :

– Xác định biên độ A, chiều dài quỹ đạo L=2A

– Xác định ω=2πT

– Xác định pha ban đầu: Tại t=0: {x=Acosφv=Aωsinφ{cosφ=x0Asinφ=vAωφ=?

Lời giải chi tiết :

Ta có: L=2A=8cm=>A=4cm

Tần số góc: ω=2πT=2π2=πrad/s

Tại t=0: {x=Acosφ=0v=Aωsinφ>0{cosφ=0sinφ<0φ=π2

=> x=4cos(πtπ2)

Câu 14 :

Một chất điểm dao động điều hòa có đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc vào thời gian của li độ như hình vẽ. Phương trình dao động của vật là:

  • A.

    x=10cos(11π6t+2π3)cm

  • B.

    x=10cos(11π6t2π3)cm

  • C.

    x=10cos(2πt+π3)cm

  • D.

    x=10cos(5π6tπ3)cm

Đáp án : A

Phương pháp giải :

– Sử dụng phương pháp đọc đồ thị li độ theo thời gian của vật

+ Từ đồ thị xác định A, chu kì T, li độ và vận tốc tại thời điểm t = 0

Lời giải chi tiết :

Từ đồ thị, ta có: A = 10cm

Thời gian vật đi từ t = 0 (x= -A/2) đến t = 1s (x = 0) tương đương các vị trí (-A/2 => -A =>A => 0) là:

Δt=1s=T6+3T4=11T12T=1211sω=2πT=11π6rad/s

Tại t = 0: {x=Acosφ=5v=Aωsinφ<0{cosφ=210=12sinφ>0φ=2π3

x=10cos(11π6t+2π3)cm

Câu 15 :

Đồ thị vận tốc của một vật cho ở hình bên, phương trình nào dưới đây là phương trình dao động của vật:

  • A.

    x=6cos(πt+π2)cm

  • B.

    x=6cos(πt)cm

  • C.

    x=6cos(πtπ2)cm

  • D.

    x=6sin(πt)cm

Đáp án : B

Phương pháp giải :

– Sử dụng phương pháp đọc đồ thị vận tốc theo thời gian của vật

+ Từ đồ thị xác định A, chu kì T, li độ và vận tốc tại thời điểm t = 0

Lời giải chi tiết :

Từ đồ thị, ta có: T=2sω=2πT=πrad/s

Aω=6πcm/sA=6πω=6ππ=6cm

Tại t = 0: v=Aωsinφ=0sinφ=0[φ=0φ=π

và đang đi theo chiều âmφ=0 

x=6cos(πt)cm

Câu 16 :

Chọn phương trình biểu thị cho dao động điều hòa:

  • A.

    x = A(t)cos(ωt + b) cm

  • B.

    x = Acos(ωt + φ(t)) cm

  • C.

    x = Acos(ωt + φ) + b (cm)

  • D.

    x = Acos(ωt + bt) cm.

Đáp án : C

Phương pháp giải :

Đồng nhất với phương trình dao động điều hòa 

Lời giải chi tiết :

A – loại do biên độ A không phải là hàm theo thời gian

B và D – loại vì pha ban đầu φ không phải là hàm theo thời gian

Câu 17 :

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)

Đáp án : B

Phương pháp giải :

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

Lời giải chi tiết :

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

Câu 18 :

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

  • A.

    x = 5cosπt + 1(cm)

  • B.

    x = 3tcos(100πt + π/6)cm

  • C.

    x = 2sin2(2πt + π/6)cm

  • D.

    x = 3sin5πt + 3cos5πt (cm)

Đáp án : B

Phương pháp giải :

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

Lời giải chi tiết :

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

TẢI APP ĐỂ XEM OFFLINE