Bài tập Viết phương trình dao động điều hoà lớp 11 (có lời giải)

Một chất điểm dao động điều hòa có quãng đường vật đi được trong một chu kỳ là 32 cm. Chọn gốc thời gian t = 0 s khi chất điểm đi qua vị trí có động năng bằng thế năng t

29/40

Một chất điểm dao động điều hòa có quãng đường vật đi được trong một chu kỳ là \(32{\rm{ cm}}\). Chọn gốc thời gian \(t = 0{\rm{ s}}\) khi chất điểm đi qua vị trí có động năng bằng thế năng theo chiều dương, biết thời gian ngắn nhất từ \(t = 0{\rm{ s}}\) đến khi vật qua VCB lần đầu tiên là \(0,05{\rm{ s}}\).

a

Biên độ dao động của chất điểm là \(8{\rm{ cm}}\).

ĐúngSai
b

Tần số góc dao động là \(5\pi {\rm{ rad/s}}\).

ĐúngSai
c

Pha ban đầu của dao động là \(\varphi = - \frac{{3\pi }}{4}{\rm{ rad}}\).

ĐúngSai
d

Phương trình dao động của chất điểm là \(x = 8\cos \left( {5\pi t - \frac{{3\pi }}{4}} \right){\rm{ cm}}\).

ĐúngSai
Giải thích

a) Đúng. Quãng đường 1T là \(S = 4A = 32{\rm{ cm}} \Rightarrow A = 8{\rm{ cm}}\).

b) Đúng. Động năng bằng thế năng \({W_d} = {W_t} \Rightarrow x = \pm \frac{{A\sqrt 2 }}{2}\). Đi từ vị trí này về VCB mất khoảng thời gian ngắn nhất \(\Delta t = \frac{T}{8} = 0,05{\rm{ s}} \Rightarrow T = 0,4{\rm{ s}} \Rightarrow \omega = \frac{{2\pi }}{{0,4}} = 5\pi {\rm{ rad/s}}\).

c) Đúng. Để đi về VCB theo chiều dương, vật phải ở vị trí có li độ âm \({x_0} = - \frac{{A\sqrt 2 }}{2} = - 4\sqrt 2 {\rm{ cm}}\).

Tại \(t = 0\), \({x_0} = - \frac{{A\sqrt 2 }}{2}\) và \({v_0} > 0 \Rightarrow \cos \varphi = - \frac{{\sqrt 2 }}{2}\) và \(\sin \varphi < 0 \Rightarrow \varphi = - \frac{{3\pi }}{4}{\rm{ rad}}\).

d) Đúng. Phương trình li độ là \(x = 8\cos \left( {5\pi t - \frac{{3\pi }}{4}} \right){\rm{ cm}}\).