30 đề thi THPT Quốc gia môn Vật lí năm 2022 có lời giải (Đề 8)

Dao động điều hòa của một vật có khối lượng 500g là tổng hợp của hai dao động điều hòa thành phần cùng phương, cùng tần số, cùng biên độ có li độ phụ thuộc thời gian được biểu diễ

40/40

Dao động điều hòa của một vật có khối lượng 500g là tổng hợp của hai dao động điều hòa thành phần cùng phương, cùng tần số, cùng biên độ có li độ phụ thuộc thời gian được biểu diễn như hình vẽ, biết  t2−t1=115(s).Chọn gốc thế năng ở vị trí cân bằng, lấy  π2=10. Cơ năng của chất điểm có giá trị là: 

0,4(J)

40003(J)

215(J)

4000(J)

Giải thích

Phương pháp: 

+ Đọc đồ thị dao động 

+ Sử dụng vòng tròn lượng giác 

+ Sử dụng công thức góc quét:   Δφ=ω.Δt

+ Sử dụng máy tính tổng hợp dao động:   x=x1+x2=A1∠φ1+A2∠φ2

+ Sử dụng biểu thức tính cơ năng:   W=12kA2=12mω2A2 

Cách giải: 

Ta có vòng tròn lượng giác: 

Ta có:  α=β mà  β+α2=900⇒α=600 

Ta có:   cosα2=4A⇒A=833cm

Lại có:   

α=ω.Δt=ω.t2−t1⇒ω=αΔt=π3115=5πrad/s

 Dao động điều hòa của một vật có khối lượng 500g là tổng hợp của hai dao động điều hòa thành phần cùng phương, cùng tần số, cùng biên độ có li độ phụ thuộc thời gian được biểu diễn như hình vẽ, biết t2-t1=1/15 (s). Chọn gốc thế năng ở vị trí cân bằng,  (ảnh 1)

Từ đồ thị và các dữ kiện trên ta viết được phương trình dao động của 2 vật:  x1=833cos(5πt+π)x2=833cos5πt−2π3 

Phương trình dao động tổng hợp:  x=x1+x2=8cos5πt−5π6cm 

Cơ năng của chất điểm:  W=12kA2=12mω2A2=12.0,5.(5π)2.0,082=0,4J 

Chọn A.