Bài tập Bài toán thời gian – quãng đường (Tìm quãng đường dựa vào khoảng thời gian đã cho) lớp 11 (có lời giải)

Cho một vật dao động điều hòa với chu kỳ T = 1 s và biên độ A = 5 cm . Xét quãng đường vật đi được trong khoảng thời gian Delta t = 2,25 s

14/30

Cho một vật dao động điều hòa với chu kỳ \(T = 1{\rm{ s}}\) và biên độ \(A = 5{\rm{ cm}}\). Xét quãng đường vật đi được trong khoảng thời gian \(\Delta t = 2,25{\rm{ s}}\).

a

Khoảng thời gian \(\Delta t\) được tách thành \(2T + \frac{T}{4}\).

ĐúngSai
b

Quãng đường vật đi được chắc chắn bằng \(45{\rm{ cm}}\) với mọi vị trí xuất phát.

ĐúngSai
c

Quãng đường lớn nhất vật có thể đi được trong khoảng thời gian \(\Delta t\) là \(40 + 5\sqrt 2 {\rm{ cm}}\).

ĐúngSai
d

Quãng đường nhỏ nhất vật có thể đi được trong khoảng thời gian \(\Delta t\) là \(40 + 10(2 - \sqrt 2 ){\rm{ cm}}\).

ĐúngSai
Giải thích

a) Đúng. \(\Delta t = 2,25{\rm{ s}} = 2T + 0,25T = 2T + \frac{T}{4}\).

b) Sai. Phần 2T đi được \(2 \cdot 4A = 40{\rm{ cm}}\) cố định. Tuy nhiên phần \(\frac{T}{4}\) dư ra quãng đường phụ thuộc vào vị trí xuất phát (chỉ có \(\frac{T}{2}\) mới luôn là 2A)

c) Đúng. \[{S_{\max }} = 8A + {S_{\max }}_{\left( {\frac{T}{4}} \right)}\]

Với \(\Delta t' = \frac{T}{4} \Rightarrow \Delta \varphi ' = \frac{\pi }{2}{\rm{ rad}}\).

\({S_{\max \left( {\frac{T}{4}} \right)}} = 2A\sin \left( {\frac{\pi }{4}} \right) = A\sqrt 2 = 5\sqrt 2 {\rm{ cm}}\).

Tổng \({S_{\max }} = 40 + 5\sqrt 2 {\rm{ cm}}\).

d) Sai. \({S_{\min \left( {\frac{T}{4}} \right)}} = 2A\left( {1 - \cos \frac{\pi }{4}} \right) = 2 \cdot 5\left( {1 - \frac{{\sqrt 2 }}{2}} \right) = 10 - 5\sqrt 2 {\rm{ cm}}\).

Tổng \({S_{\min }} = 40 + 10 - 5\sqrt 2 = 50 - 5\sqrt 2 = 40 + 10(1 - \frac{{\sqrt 2 }}{2}) = 40 + 5(2 - \sqrt 2 ){\rm{ cm}}\).