Vật Lí lớp 12 - Các dạng bài tập Vật Lí lớp 12 chọn lọc, có đáp án
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.
Bạn đang xem: Các dạng bài tập vật lý 12
Chuyên đề: Dao động cơ
Tổng hợp Lý thuyết Chương Dao động cơ
Chủ đề: Dao động điều hòa
Chủ đề: Con lắc lò xo
3 dạng bài toán liên quan đến hai vật trong con lắc lò xo hay và khó
Bài toán va chạm trong con lắc lò xo hay và khó
Bài tập Con lắc lò xo tổng hợp
Chủ đề: Con lắc đơn
Chủ đề: Tổng hợp Dao động điều hòa
Chủ đề: Dao động tắt dần, dao động cưỡng bức, dao động duy trì
Chủ đề: Sai số các đại lượng vật lí trong thí nghiệm dao động điều hòa
Chủ đề: Dạng bài toán về Dao động điều hòa hay và khó
Chủ đề: Chinh phục bài tập Đồ thị dao động điều hòa, dao động cơ có giải chi tiết
Bài tập trắc nghiệm Dao động cơ
Chuyên đề: Sóng cơ và sóng âm
Tổng hợp Lý thuyết Chương Sóng cơ và Sóng âm
Chủ đề: Đại cương về sóng cơ
Chủ đề: Giao thoa sóng
Chủ đề: Sóng dừng
Chủ đề: Sóng âm
Bài tập trắc nghiệm Sóng cơ và Sóng âm
Chuyên đề: Dòng điện xoay chiều
Tổng hợp Lý thuyết Chương Dòng điện xoay chiều
Chủ đề: Đại cương về dòng điện xoay chiều
Chủ đề: Mạch điện xoay chiều chỉ có 1 phần tử
Chủ đề: Mạch xoay chiều RLC mắc nối tiếp
Chủ đề: Công suất của mạch điện xoay chiều
Chủ đề: Mạch điện xoay chiều có R, L, C, f, ω thay đổi
Chủ đề: Phương pháp giản đồ vectơ trong dòng điện xoay chiều
Chủ đề: Máy phát điện - Máy biến áp - Truyền tải điện năng
Bài tập trắc nghiệm Dòng điện xoay chiều
Tổng hợp Lý thuyết Vật Lí lớp 12 Học kì 1
Chuyên đề: Dao động và sóng điện từ
Tổng hợp Lý thuyết Chương Dao động và sóng điện từ
Chủ đề: Mạch dao động
Chủ đề: Điện từ trường
Chủ đề: Sóng điện từ - Thông tin liên lạc
Bài tập trắc nghiệm Dao động và sóng điện từ
Chuyên đề: Sóng ánh sáng
Tổng hợp Lý thuyết Chương Sóng ánh sáng
Chủ đề: Tán sắc ánh sáng
Chủ đề: Giao thoa ánh sáng
Chủ đề: Quang Phổ
Bài tập trắc nghiệm Sóng ánh sáng
Chuyên đề: Lượng tử ánh sáng
Tổng hợp Lý thuyết Chương Lượng tử ánh sáng
Chủ đề: Hiện tượng quang điện ngoài
Chủ đề: Tia X
Chủ đề: Mẫu nguyên tử Bo - Quang phổ vạch của Hidro
Chủ đề: Hiện tượng quang - Phát quang - Tia laze
Bài tập trắc nghiệm Lượng tử ánh sáng
Chuyên đề: Hạt nhân nguyên tử
Tổng hợp Lý thuyết Chương Hạt nhân nguyên tử
Chủ đề: Cấu tạo hạt nhân - Năng lượng liên kết
Chủ đề: Phóng xạ
Chủ đề: Phản ứng hạt nhân
Chủ đề: Phản ứng phân hạch - Phản ứng nhiệt hạch
Bài tập trắc nghiệm Hạt nhân nguyên tử
Tổng hợp Lý thuyết Vật Lí lớp 12 Học kì 2
Cách xác định các đại lượng đặc trưng trong dao động điều hòa
A. Phương pháp & Ví dụ
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:
“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:
“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 →
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
Tốc độ cực đại, gia tốc cực đại của vật được tính bởi công thức:
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
Hướng dẫn:
a) Ta có
Từ đó ta có chu kỳ và tần số dao động là:
b) Biên độ dao động A thỏa mãn
→ Độ dài quỹ đạo chuyển động là 2A = 8 (cm).
c) Áp dụng công thức tính tốc độ của vật ta được:
B. Bài tập trắc nghiệm
Câu 1. Trong dao động điều hòa, giá trị cực đại của vận tốc là:
A. vmax = ωAB. vmax = ω2A
C. vmax = - ωAD. 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. 0,5AωB. 0C. –AωD. 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:
Đáp án D
Câu 8.Biểu thức li độ của vật dao động điều hòa có dạng
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:
4 dạng bài tập tập cần áp dụng tổng hợp công thức vật lý 12 chương 1. Bài tập về chuyên đề dao động điều hòa xuất hiện từ 4-6 câu trong đề thi THPTQG. Vì vậy, CCBook sẽ tổng hợp công thức vật lý 12 chương 1. Để giúp các em giải hết 4 dạng bài tập thuộc chương 1 dưới đây.
Contents
2 Tổng hợp công thức vật lý 12 chương 1 để giải hết 4 dạng bài tập2.1 Dạng 1: Viết phương trình dao động điều hòa2.2 Dạng 2: Bài toán thời gian trong dao động điều hòa2.2.3 Bài toán 3: Thời điểm vật qua li độ xo lần thứ n2.3 Dạng 3: Bài toán quãng đườngNhắc lại các chuyên đề kiến thức vật lý 12 chương 1
Chương 1: Dao động điều hòa của chương trình vật lý 12 gồm 6 chuyên đề:
Chuyên đề 1: Đại cương dao động điều hòa.Chuyên đề 2: Con lắc lò xo.Chuyên đề 3: Con lắc đơn.
Tổng hợp công thức vật lý 12 chương 1 để giải hết 4 dạng bài tập
Trong chương dao động điều hòa sẽ bao gồm 4 dạng bài tập chính. Tương ứng với từng dạng bài tập sẽ áp dụng các công thức giải khác nhau. Vì vậy, CCBook sẽ tổng hợp công thức vật lý 12 chương 1 tương ứng với từng dạng bài. Để các em tiện theo dõi và áp dụng được từng công thức vào dạng bài cụ thể.
Dạng 1: Viết phương trình dao động điều hòa
Để giải quyết được dạng bài này. Tổng hợp công thức vật lý 12 chương các em cần phải vận dụng như sau:
Phương trình tổng quát: x= A cos (ωt+ φ).
Tìm biên độ A:
Tìm tần số góc ω:
Tìm pha ban đầu φ:
Cách 1: Tại thời điểm ban đầu (t=0), ta có:
Giải 2 trong 3 phương trình trên để tìm φ (-π ≤ φ ≤ π).
Cách 2: Sử dụng mối liên hệ giữa v và φ. Vật chuyển động theo chiều dương trục Ox: v > 0 => φVật chuyển động theo chiều âm trục Ox: v φ >0.
Cách 3: Các em sẽ sử dụng máy tính casio để bấm nhanh ra kết quả.Cách này đã được trình bày rất chi tiết trong sách Đột phá 8+ môn Vật lí kì thi THPT Quốc gia. Các em có thể tham khảo thêm để biết cách làm nhé.
Trên đây là tổng hợp công thức vật lý 12 chương 1 các em cần vận dụng để giải được dạng bài 1.
Dạng 2: Bài toán thời gian trong dao động điều hòa
Trong bài toán thời gian trong dao động điều hòa còn bao gồm 7 bài toán nhỏ. Tương ứng với từng bài toán nhỏ sẽ áp dụng tổng hợp công thức vật lý 12 chương 1 khác nhau.
Bài toán 1: Tìm thời gian ngắn nhất vật đi từ vị trí có li độ x1 đến x2Bài toán này sẽ có nhiều cách giải khác nhau. Dưới đây CCBook sẽ hướng dẫn các em cách giải tổng quát áp dụng cho mọi bài toán.
Bước 1: Sử dụng đường tròn lượng giác xác định vị trí chất điểm trên vòng tròn tương ứng với hai li độ x1 và x2 (mỗi li độ sẽ cho 1 vị trí ở nửa trên và nửa dưới vòng tròn).
Bước 2: Chọn vị trí thỏa mãn điều kiện sao cho góc quét của bán kinh quay từ li độ x2 đến li độ x2 là nhỏ nhất và vật chuyển động theo một chiều.
Bước 3: Xác định góc quét. Xác định góc quay:
Để giải dạng bài toán 2 này. Các em sẽ sử dụng tổng hợp công thức vật lý 12 chương 1 như sau:
Bài toán 3: Thời điểm vật qua li độ xo lần thứ nÁp dụng tổng hợp công thức vật lý 12 chương 1 để “xử gọn” bài toán này:
a. Thời gian vật qua vị trí có li độ xo lần thứ n (không tính đến chiều chuyển động).Với n lẻ:
t1 là thời gian vật đi từ vị trí ban đầu đến vị trí có li độ xo lần thứ nhất.
Với n chẵn:
t2 là thời gian vật đi từ vị trí ban đầu đến vị trí có li độ xo lần thứ hai.
b. Thời gian vật qua vị trí có li độ x0 lần thứ n (có xét đến chiều chuyển động)
t1 là thời gian kể từ vị trí ban đầu đến vị trí xo theo chiều xác định lần đầu tiên.
c. Thời gian vật cách vị trí cân bằng một khoảng x0 lần thứ nĐể xác định thời điểm lần thứ n vật cách vị trí cân bằng một khoảng xo, ta làm như sau:
Bước 1: Lấy n: 4 = a dư b. Trong đó, b nhận 1 trong 4 giá trị là 1, 2, 3 hoặc 4.
Bước 2:
Phương pháp giải của bài toán này như sau:
Bài toán 6: Đếm số lần vật đi qua li độ xo trong khoảng thời gian từ t1 đến t2.Dạng 3: Bài toán quãng đường
Bài toán quãng đường cũng bao gồm 3 dạng bài toán nhỏ. Vì vậy, các em cần vận dụng tổng hợp công thức vật lý 12 chương 1 dưới đây để áp dụng giải bài tập.
Bài toán 1: Tính quãng đường vật đi từ thời điểm t1 đến t2Bước 1: Lập tỉ số
Nếu m =0 thì: Quãng đường đi được là: S = n.4A
Nếu m ≠ 0 thì: Quãng đường vật đi được là: S = n.4A + S dư
Bước 2: Xác định vị trí điểm M trên vòng tròn, ứng với thời điểm t1 (hoặc trên trục thời gian).
Bước 3: Xác định vị trí điểm N trên đường tròn ứng với thời điểm t2 (hoặc trên trục thời gian).
Bước 4: Vẽ hình mô tả trạng thái (x1, v1) và (x2, v2) rồi dựa vào hình vẽ để tính S dư vật còn đi trong phần lẻ của chu kì.
Bài toán 2: Quãng đường lớn nhất, nhỏ nhất vật đi được xét trong cùng khoảng thời gian ΔtPhương pháp này áp dụng cho mọi bài toán. Dưới đây là tổng hợp công thức vật lý 12 chương 1 các em cần áp dụng:
Bước 1: Xác định góc quét
Δφ = ωΔt = nπ + Δφ0
Bước 2: Xác định Smax, Smin theo:
Bài toán 3: Vận tốc trung bình – Tốc độ trung bìnhLưu ý: Vận tốc có thể âm hoặc dương hoặc bằng không, còn tốc độ thì không âm.
Dạng 4: Năng lượng của dao động điều hòa
Tổng hợp công thức vật lý 12 chương 1 cần áp dụng để giải dạng bài này:
Trường hợp con lắc đơn:
Trên đây là tổng hợp công thức vật lý 12 chương 1 để giải “ngon lành” 4 dạng bài tập. Các em cần phải nắm chắc để áp dụng vào giải bài tập.
Lý thuyết chuyên đề con lắc đơn luyện thi đại học .
Sách luyện thi THPT Quốc gia “xử gọn” kiến thức 3 năm
Tổng hợp công thức vật lý 12 chương 1 mà CCBook chia sẻ với các em ở trên. Đều được trích trong cuốn sách Đột phá 8+ môn Vật lí kì thi THPT Quốc gia.
Xem thêm: Búp Bê Barbie Và Ken Đám Cưới
Không chỉ tổng hợp đủ kiến thức cả 3 năm lớp 10, 11, 12. Các dạng bài tập trọng tâm theo 4 mức độ trong đề thi. Để giúp em “xử gọn” dễ dàng kiến thức 3 năm. Cuốn sách còn hệ thống đủ các phương pháp mới giải nhanh trắc nghiệm vật lý. Giúp em “đánh bại” đề thi phân hóa. Pphá bẫy” câu hỏi 9, 10. Tiết kiệm thời gian làm bài lên tới 30%.