35 đề minh họa THPT Quốc gia môn Vật lí năm 2022 có lời giải (Đề 9)

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 làHai chất điểm M, N dao động điều hòa trên các quỹ đạo song song (ảnh 1)

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 T/4 tương ứng với 3 ô. Suy ra một ô tương ứng là T/12.

+ Tại thời điểm x1=x2=-3cm. Sau T/6 s vật 1 tới biên –A1, sau T/12 s vật 2 tới biên –A2. Suy ra A1=6cm ; A2= 23cm.

+ Tại thời điểm t=T/12, 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=T/4 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