30 đề thi THPT Quốc gia môn Vật lí năm 2022 có lời giải (Đề 22)

Cho một vật có khối lượng m = 200 g tham gia đồng thời hai dao động

28/40

Cho một vật có khối lượng m = 200 g tham gia đồng thời hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số với phương trình lần lượt là x1=3sin20t+π2cm và x2=2cos20πt+5π6cm.

Độ lớn của hợp lực tác dụng lên vật tại thời điểm t=π120s là

0,4 N

20 N

40 N

0,2 N

Giải thích

Phương pháp: 

Sử dụng máy tính bỏ túi để tìm biên độ dao động tổng hợp

Hợp lực tác dụng lên vật: F=−kx=−mω2x

Cách giải: 

Ta có phương trình dao động: x1=3sin20t+π2=3cos(20t)

Sử dụng máy tính bỏ túi, ta có: 

3∠0+2∠5π6=1∠π2⇒A=1(cm)φ=π2(rad)⇒x=1cos20t+π2(cm)

Tại thời điểm π120s, li độ của vật là

x=cos20⋅π120+π2=−0,5(cm)=−0,005(m)

Hợp lực tác dụng lên vật có độ lớn là:

F=−mω2x=−0,2.202.0,005=0,4(N)

Chọn A