Các dạng bài tập ôn thi THPT Quốc gia môn Vật lí - Dạng 2: Vận dụng các hệ thức độc lập với thời gian - Đỗ Ngọc Hà (Có lời giải chi tiết)

Nội dung text: Các dạng bài tập ôn thi THPT Quốc gia môn Vật lí - Dạng 2: Vận dụng các hệ thức độc lập với thời gian - Đỗ Ngọc Hà (Có lời giải chi tiết)

1. DẠNG 2. VẬN DỤNG CÁC HỆ THỨC ĐỘC LẬP VỚI THỜI GIAN ❖ KIẾN THỨC TRỌNG TÂM Con lắc lò xo Con lắc đơn Mạch LC a  2 x a  2S q C.u 2 2 2 2 2 2 x v S v q i 1 1 1 A A S0 S0. q0 I0 2 v 2 2 2 A2 x2 2 2 v u i S0 S 1   U0 I0 v2 2 2 0 g Ví dụ 1. (THPT QG 2015): Tại nơi có g 9,8 m/s2 , một con lắc đơn có chiều dài dây treo 1 m đang dao động điều hòa với biên độ góc 0,1 rad. Ở vị trí có li độ góc 0,05 rad vật nhỏ của con lắc có tốc độ là A. 2,7 cm/s .B. 27,1 cm/s .C. 1,6 cm/s .D. 15,7 cm/s . Hướng dẫn giải 2 2 2 v 2 2 Ta có: 0 v g. 0 g Thay số vào biểu thức ta được: v 9,8.1. 0,12 0,052 0,271 m/s 27,1 cm/s . Đáp án B. Ví dụ 2. (Đại học 2008): Một con lắc lò xo gồm lò xo có độ cứng 20 N/m và viên bi có khối lượng 0,2 kg dao động điều hòa. Tại thời điểm t, vận tốc và gia tốc của viên bi lần lượt là 20 cm/s và 2 3 m/s2 . Biên độ dao động của viên bi là A. 16 cm.B. 4 cm.C. 4 3 cm .D. 10 3 cm . Hướng dẫn giải v2 a2 v2 m2a2 mv2 Ta có: A x2  2  4  2 k 2 k 0,04.12 0,2.0,04 Thay số vào biểu thức ta được: A 0,04 m 4 cm 400 20 Đáp án B. Ví dụ 3. (THPT QG 2018): Một mạch dao động lí tưởng gồm cuộn cảm thuần có độ tự cảm 5 mH và tụ điện có điện dung 50 F. Trong mạch đang có dao động điện từ tự do với hiệu điện thế cực đại giữa hai bản tụ điện là 6 V. Tại thời điểm hiệu điện thế giữa hai bản tụ điện là 4 V thì cường độ dòng điện trong mạch có độ lớn bằng Trang 1
2. 5 5 3 1 A. A .B. A .C. A .D. A . 5 2 5 4 Hướng dẫn giải L 5 mH 5.10 3 H ; C 50 μH 50.10 6 H U0 6 V; u 4 V C 2 2 I U 2 2 u i 0 0 L u i 2 2 1 2 2 1 U0 I0 U0 C U0. L 2 4 i2 5 Thay số vào biểu thức ta được: 2 1 i A . 6 50.10 6 5 6. 3 5.10 Đáp án A. Ví dụ 4. (THPT QG 2019): Một mạch dao động LC lí tưởng đang có dao động điện từ tự do. Cường độ dòng điện trong mạch có phương trình i 50cos 4000t mA (t tính bằng s). Tại thời điểm cường độ dòng điện trong mạch là 30 mA, điện tích trên một bản tụ điện có độ lớn là A. 0,2.10 5 C .B. 0,3.10 5 C . C. 0,4.10 5 C .D. 10 5 C . Hướng dẫn giải I0 50 mA i 50cos 4000t mA  4000 rad/s 2 2 2 2 I0 2 2 q0 q i  q i 2 Io i 1 1 q 2 q0 I0 I0 I0  Tại i 30 mA ta có: 3 2 3 2 I 2 i2 50.10 30.10 q 0 10 5 C .  4000 Đáp án D. Trang 2