Bài tập Bài toán thời gian – quãng đường lớp 11 (có lời giải)

Cho hai điểm P và Q nằm trên trục dao động của một vật dao động điều hòa với biên độ A = 10 cm và chu kỳ T = 0,6 s. Biết P có li độ xP = - 5 cm

20/30

Cho hai điểm \(P\) và \(Q\) nằm trên trục dao động của một vật dao động điều hòa với biên độ \(A = 10{\rm{ cm}}\) và chu kỳ \(T = 0,6{\rm{ s}}\). Biết \(P\) có li độ \({x_P} = - 5{\rm{ cm}}\) và \(Q\) có li độ \({x_Q} = 5\sqrt 3 {\rm{ cm}}\).

a

Khoảng cách giữa hai điểm \(P\) và \(Q\) trên trục Ox là \(5(1 + \sqrt 3 ){\rm{ cm}}\).

ĐúngSai
b

Khoảng thời gian ngắn nhất để vật đi từ \(P\) đến \(Q\) là \(0,15{\rm{ s}}\).

ĐúngSai
c

Nếu vật đi từ \(P\) đến \(Q\) theo chiều đi qua biên âm thì thời gian đi là \(0,35{\rm{ s}}\).

ĐúngSai
d

Tốc độ trung bình lớn nhất của vật khi đi giữa hai li độ \({x_P}\) và \({x_Q}\) ứng với chuyển động trong khoảng thời gian ngắn nhất.

ĐúngSai
Giải thích

a) Đúng. Khoảng cách \(PQ = |{x_Q} - {x_P}| = |5\sqrt 3 - ( - 5)| = 5 + 5\sqrt 3 = 5(1 + \sqrt 3 ){\rm{ cm}}\).

b) Đúng. Khoảng thời gian ngắn nhất đi từ \({x_P} = - 5{\rm{ cm}} = - \frac{A}{2}\) đến \({x_Q} = 5\sqrt 3 {\rm{ cm}} = \frac{{A\sqrt 3 }}{2}\) qua VTCB:

Góc quét \(\Delta \varphi = \frac{\pi }{6} + \frac{\pi }{3} = \frac{\pi }{2}{\rm{ rad}}\).

\(\Delta {t_{\min }} = \frac{T}{4} = \frac{{0,6}}{4} = 0,15{\rm{ s}}\).

c) Sai. Nếu đi qua biên âm: Góc quét \(\Delta \varphi ' = 2\pi - \Delta \varphi = 2\pi - \frac{\pi }{2} = \frac{{3\pi }}{2}{\rm{ rad}}\).

\(\Delta t' = \frac{3}{4}T = \frac{3}{4} \cdot 0,6 = 0,45{\rm{ s}}\).

d) Đúng. Vì quãng đường trực tiếp \(S = PQ\) là cố định khi đi trực tiếp không đổi chiều, thời gian ngắn nhất \(\Delta {t_{\min }}\) sẽ cho tốc độ trung bình \({v_{tb}} = \frac{S}{{\Delta {t_{\min }}}}\) đạt giá trị lớn nhất.