Lớp 12Vật Lý

Trong dao động điều hòa, vận tốc biến đổi

Câu hỏi: Trong dao động điều hòa, vận tốc biến đổi

A. ngược pha với li độ. 

B. sớm pha π/2 so với li độ. 

Bạn đang xem: Trong dao động điều hòa, vận tốc biến đổi

C. trễ pha π /2 so với li độ. 

D. cùng pha với li độ

Trả lời:

Đáp án: B. Trong dao động điều hòa, vận tốc biến đổi sớm pha π/2 so với li độ. 

Gỉai thích:

Sử dụng phương trình của li độ và vận tốc trong dao động điều hoà . Trong dao động điều hòa, vận tốc biến đổi sớm pha π/2  so với li độ.

Các em cùng tìm hiểu thêm các phương pháp giải bài tập tìm vận tốc, li độ trong giao động điều hoà nhé!

1. Cách tính Tốc độ trung bình, vận tốc trung bình trong dao động điều hòa

1.1. Phương pháp

a. Tổng quát:

v− = S/t

Trong đó:

– S: quãng đường đi được trong khoảng thời gian t

– t: là thời gian vật đi được quãng đường S

b. Bài toán tính tốc độ trung bình cực đại của vật trong khoảng thời gian t:

vmax− = Smax/t

c. Bài toán tính tốc độ trung bình nhỏ nhất vật trong khoảng thời gian t.

vmin− = Smin/t

d. Vận tốc trung bình

vtb = Δx/t

Trong đó:

Δx: là độ biến thiên độ dời của vật

t: thời gian để vật thực hiện được độ dời Δx

1.2. Ví dụ

Ví dụ 1: Một vật dao động điều hòa theo phương trình x = 2cos(2πt + π/4) cm. Tốc độ trung bình của vật trong khoảng thời gian từ t = 2s đến t = 4,875s là:

A. 7,45m/s          

B. 8,14cm/s         

C. 7,16cm/s         

D. 7,86cm/s

Hướng dẫn:

Bước 1: Tính quãng đường S trong khoảng thời gian Δt = t2 – t1 = 2,875s

[CHUẨN NHẤT] Trong dao động điều hòa, vận tốc biến đổi

Bước 2: Tính tốc độ trung bình: v = S/ Δt = 8,14 cm/s

Ví dụ 2: Một vật dao động điều hòa với phương trình x = 6cos(20πt + π/6)cm. Vận tốc trung bình của vật đi từ vị trí cân bằng đến vị trí có li độ x = 3cm là:

A. 0,36m/s         

B. 3,6m/s         

C. 36cm/s          

D. Khác

Hướng dẫn:

Bước 1: Tính khoảng thời gian vật đi từ VTCB đến vị trí x = 3 = A/2 dựa vào trục thời gian

Ta dễ dàng tính đươc

[CHUẨN NHẤT] Trong dao động điều hòa, vận tốc biến đổi (ảnh 2)

Bước 2: Tính vận tốc trung bình

[CHUẨN NHẤT] Trong dao động điều hòa, vận tốc biến đổi (ảnh 3)

2. Cách tìm li độ của vật tại thời điểm t  trong giao động điều hoà

Vật chuyển động về vị trí cân bằng là nhanh dần (không đều) và chuyển động ra xa vị trí cân bằng là chậm dần (không đều).

Cách 1:

[CHUẨN NHẤT] Trong dao động điều hòa, vận tốc biến đổi (ảnh 4)

+ v(t0) > 0: Vật đi theo chiều dương (x đang tăng).

+ v(t0) < 0: Vật đi theo chiều âm (x đang giảm).

Cách 2:

Xác định vị trí trên vòng lượng giác ở thời điểm t0: ϕ = ωt0 + φ.

[CHUẨN NHẤT] Trong dao động điều hòa, vận tốc biến đổi (ảnh 5)

Hạ M xuống trục Ox ta được vị trí của vật ở thời điểm t0.

Nếu véctơ quay thuộc nửa trên vòng tròn lượng giác thì hình chiếu chuyển động theo chiều âm (li độ đang giảm).

Nếu véctơ quay thuộc nửa dưới vòng tròn lượng giác thì hình chiếu chuyển động theo chiều dương (li độ đang tăng).

Vậy li độ dao động điều hòa: x = A.cosϕ(t0) = A.cos(ωt0 + φ)

Vận tốc dao động điều hòa: v = x’ = -ωAsin ϕ(t0) = – ωAsin(ωt0 + φ).

Ví dụ 1: Một vật dao động điều hoà với phương trình x = 5cos(5πt + π/3)(cm). Biết ở thời điểm t có li độ là 3cm. Li độ dao động ở thời điểm sau đó 1/10(s) là:

A. 4cm.    

B. 3cm.    

C. -3cm.    

D. 2cm

Hướng dẫn:

[CHUẨN NHẤT] Trong dao động điều hòa, vận tốc biến đổi (ảnh 6)

 

 

 

 

 

 

 

Ví dụ 2: Một vật dao động điều hòa với biên độ 13cm, t = 0 tại biên dương. Sau khoảng thời gian t (kể từ lúc ban đầu chuyển động) thì vật cách vị trí cân bằng O một đoạn 12cm. Sau khoảng thời gian 2t (kể từ t = 0) vật cách O một đoạn bằng x. Giá trị x gần giá trị nào nhất sau đây?

A. 9,35cm    

B. 8,75cm

C. 6,15cm    

D. 7,75cm

Hướng dẫn:

[CHUẨN NHẤT] Trong dao động điều hòa, vận tốc biến đổi (ảnh 7)

Đăng bởi: Đại Học Đông Đô

Chuyên mục: Lớp 12, Vật Lý 12

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai.

Back to top button