Đề thi THPT Quốc gia môn Vật lý năm 2022 chọn lọc, có lời giải (Đề số 13)

Hai chất điểm M, N dao động điều hòa trên các quỹ đạo song song

39/40

Hai chất điểm M, N dao động điều hòa trên các quỹ đạo song song, gần nhau dọc theo trục Ox, có li độ lần lượt là x1, x2. Hình bên là đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của x1 và x2 theo thời gian t. Trong quá trình dao động, xét theo phương Ox khoảng cách lớn nhất giữa hai chất điểm là

4,5mm

5,5mm

2,5mm

3,5mm

Giải thích

Chọn D

+ Từ đồ thị ta thấy thời gian 2 vật đi từ VTCB tới biên mất T4 tương ứng với 3 ô. Suy ra một ô tương ứng là T12.

+ Tại thời điểm x1=x2=-3cm. Sau T6 s vật 1 tới biên –A1, sau T12 s vật 2 tới biên –A2. Suy ra A1=6cm ; A2= 23cm.

+ Tại thời điểm t=T12, vật 1 ở vị trí biên A1. Suy ra tại thời điểm t=0 vật 1 có pha ban đầu φ1=−π6

+ Tại thời điểm t=T4 vật 2 ở vị trí cân bằng đang đi về phía biên –A2. Suy ra tại thời điểm t=0 vật 2 có pha ban đầu φ2=0

Vậy phương trình chuyển động của 2 vật là x1=6∠−π6;  x2=23∠0

Khoảng cách giữa 2 vật trong quá trình dao động là: d=x2−x1=23∠−π3

Do đó khoảng cách cực đại giữa 2 vật trong suốt quá trình dao động là : dmax= 23cm