Trang chủ Vật Lý Lớp 11 Bài 2: Một chất điểm dao động điều hòa với biên độ 6 cm; chu kì dao động của chất...
Câu hỏi :

Ai giúp mình làm với mình cảm ơn

image

Bài 2: Một chất điểm dao động điều hòa với biên độ 6 cm; chu kì dao động của chất điểm T= 0,4 s. Tại thời điểm ban đầu t= 0, chất điểm tại Xo = 3 cm và chu

Lời giải 1 :

Đáp án:

1. \(x = 6\cos \left( {5\pi t - \dfrac{\pi }{3}} \right)\)

2. \(v = 30\pi \cos \left( {5\pi t + \dfrac{\pi }{6}} \right)\)

3. \(a = 150{\pi ^2}\cos \left( {5\pi t + \dfrac{{2\pi }}{3}} \right)\)

4. \(12\)

5. \(6\left( {cm} \right)\)

6. \( - 6\left( {cm} \right)\)

7. \(30\pi \left( {cm/s} \right)\)

8. \(0\left( {cm/s} \right)\)

9. \(30\pi \left( {cm/s} \right)\)

10. \( - 30\pi \left( {cm/s} \right)\)

11. \(150{\pi ^2}\left( {cm/{s^2}} \right)\)

12. \( - 150{\pi ^2}\left( {cm/{s^2}} \right)\)

13. \(3\sqrt 3 \left( {cm} \right)\)

14. \( \pm 15\pi \sqrt 3 \left( {cm/s} \right)\)

15. \( \pm 3\sqrt 3 \left( {cm} \right)\)

16. \( - 75{\pi ^2}\left( {cm/{s^2}} \right)\)

17. \(75{\pi ^2}\sqrt 3 \left( {cm/{s^2}} \right)\)

18. \( - 15\pi \sqrt 3 \left( {cm/s} \right)\)

19. \(75{\pi ^2}\left( {cm/{s^2}} \right)\)

20. \(0,1\left( s \right)\)

21. \(\dfrac{1}{{15}}\left( s \right)\)

22. \(\dfrac{1}{{30}}\left( s \right)\)

Giải thích các bước giải:

1. Ta có:

\(\begin{array}{l}
\omega  = \dfrac{{2\pi }}{T} = 5\pi \left( {rad/s} \right)\\
\cos {\varphi _0} = \dfrac{x}{A} = \dfrac{3}{6} \Rightarrow {\varphi _0} =  - \dfrac{\pi }{3}\\
 \Rightarrow x = 6\cos \left( {5\pi t - \dfrac{\pi }{3}} \right)
\end{array}\)

2. Phương trình vận tốc:

\(v = 30\pi \cos \left( {5\pi t - \dfrac{\pi }{3} + \dfrac{\pi }{2}} \right) = 30\pi \cos \left( {5\pi t + \dfrac{\pi }{6}} \right)\)

3. Phương trình gia tốc:

\(a = 150{\pi ^2}\cos \left( {5\pi t + \dfrac{\pi }{6} + \dfrac{\pi }{2}} \right) = 150{\pi ^2}\cos \left( {5\pi t + \dfrac{{2\pi }}{3}} \right)\)

4. Tần số là:

\(f = \dfrac{1}{T} = \dfrac{1}{{0,4}} = 2,5Hz\)

Số dao động toàn phần trong 5s là:

\(n = \left( {5f} \right) = \left( {12,5} \right) = 12\)

5. Li độ cực đại là:

\({x_{\max }} = A = 6\left( {cm} \right)\)

6. Li độ cực tiểu là:

\({x_{\min }} =  - A =  - 6\left( {cm} \right)\)

7. Tốc độ cực đại là:

\({V_{\max }} = 30\pi \left( {cm/s} \right)\)

8. Tốc độ cực tiểu là:

\({V_{\min }} = 0\left( {cm/s} \right)\)

9. Vận tốc cực đại là:

\({v_{\max }} = 30\pi \left( {cm/s} \right)\)

10. Vận tốc cực tiểu là:

\({v_{\min }} =  - 30\pi \left( {cm/s} \right)\)

11. Gia tốc cực đại là:

\({a_{\max }} = 150{\pi ^2}\left( {cm/{s^2}} \right)\)

12. Gia tốc cực tiểu là:

\({a_{\min }} =  - 150{\pi ^2}\left( {cm/{s^2}} \right)\)

13. Li độ của chất điểm là:

\(x = 6\cos \left( {5\pi t - \dfrac{\pi }{3}} \right) = 6\cos \left( {5\pi .0,1 - \dfrac{\pi }{3}} \right) = 3\sqrt 3 \left( {cm} \right)\)

14. Ta có:

\(\begin{array}{l}
{x^2} + {\left( {\dfrac{v}{\omega }} \right)^2} = {A^2}\\
 \Rightarrow {3^2} + {\left( {\dfrac{v}{{5\pi }}} \right)^2} = {6^2}\\
 \Rightarrow v =  \pm 15\pi \sqrt 3 \left( {cm/s} \right)
\end{array}\)

15. Ta có:

\(\begin{array}{l}
{x^2} + {\left( {\dfrac{v}{\omega }} \right)^2} = {A^2}\\
 \Rightarrow {x^2} + {\left( {\dfrac{{15\pi }}{{5\pi }}} \right)^2} = {6^2}\\
 \Rightarrow x =  \pm 3\sqrt 3 \left( {cm} \right)
\end{array}\)

16. Gia tốc là:

\(a =  - {\omega ^2}x =  - {\left( {5\pi } \right)^2}.3 =  - 75{\pi ^2}\left( {cm/{s^2}} \right)\)

17. Ta có: 

\(\begin{array}{l}
{\left( {\dfrac{v}{{{v_{\max }}}}} \right)^2} + {\left( {\dfrac{a}{{{a_{\max }}}}} \right)^2} = 1\\
 \Rightarrow {\left( {\dfrac{{15\pi }}{{30\pi }}} \right)^2} + {\left( {\dfrac{a}{{150{\pi ^2}}}} \right)^2} = 1\\
 \Rightarrow a = 75{\pi ^2}\sqrt 3 \left( {cm/{s^2}} \right)
\end{array}\)

18. Vận tốc là:

\(v = 30\pi \cos \left( {5\pi t + \dfrac{\pi }{6}} \right) = 30\pi \cos \left( {5\pi .0,2 + \dfrac{\pi }{6}} \right) =  - 15\pi \sqrt 3 \left( {cm/s} \right)\)

19. Gia tốc là:

\(a = 150{\pi ^2}\cos \left( {5\pi t + \dfrac{{2\pi }}{3}} \right) = 150{\pi ^2}\cos \left( {5\pi .0,2 + \dfrac{{2\pi }}{3}} \right) = 75{\pi ^2}\left( {cm/{s^2}} \right)\)

20. Thời gian ngắn nhất vật đi là:

\({t_1} = \dfrac{T}{4} = \dfrac{{0,4}}{4} = 0,1\left( s \right)\)

21. Ta có:

\(\cos \alpha  = \dfrac{x}{A} = \dfrac{3}{6} = \dfrac{1}{2} \Rightarrow \alpha  = \dfrac{\pi }{3}\)

Thời gian ngắn nhất vật đi là:

\({t_2} = \dfrac{\alpha }{\omega } = \dfrac{{\dfrac{\pi }{3}}}{{5\pi }} = \dfrac{1}{{15}}\left( s \right)\)

22. Ta có: 

\(\cos \beta  = \dfrac{x}{A} =  - \dfrac{3}{6} =  - \dfrac{1}{2} \Rightarrow \beta  = \dfrac{{2\pi }}{3}\)

Thời gian ngắn nhất vật đi là:

\({t_3} = \dfrac{{\beta  - \dfrac{\pi }{2}}}{\omega } = \dfrac{{\dfrac{{2\pi }}{3} - \dfrac{\pi }{2}}}{{5\pi }} = \dfrac{1}{{30}}\left( s \right)\)

23, 24, 25. Thiếu đề (kể từ thời gian nào?)

Bạn có biết?

Vật lý học là môn khoa học tự nhiên tập trung vào sự nghiên cứu vật chất và chuyển động của nó trong không gian và thời gian, cùng với những khái niệm liên quan như năng lượng và lực. Vật lý học là một trong những bộ môn khoa học lâu đời nhất, với mục đích tìm hiểu sự vận động của vũ trụ. Hãy khám phá và hiểu rõ những quy luật tự nhiên xung quanh chúng ta!

Nguồn :

Wikipedia - Bách khoa toàn thư

Tâm sự lớp 11

Lớp 11 - Năm thứ hai ở cấp trung học phổ thông, gần đến năm cuối cấp nên học tập là nhiệm vụ quan trọng nhất. Nghe nhiều đến định hướng tương lai và học đại học có thể gây hoang mang, nhưng hãy tự tin và tìm dần điều mà mình muốn là trong tương lai!

Nguồn :

sưu tập

Copyright © 2024 Giai BT SGK