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

Một vật dao động điều hòa thực hiện 60 dao động toàn phần trong 30 s. Biết lúc t = 0 s, vật đang chuyển động nhanh dần qua vị trí có li độ x = 2 căn2 cm

30/40

Một vật dao động điều hòa thực hiện $60$ dao động toàn phần trong \(30{\rm{ s}}\). Biết lúc \(t = 0{\rm{ s}}\), vật đang chuyển động nhanh dần qua vị trí có li độ \(x = 2\sqrt 2 {\rm{ cm}}\) với tốc độ \(8\pi \sqrt 2 {\rm{ cm/s}}\).

a

Tần số góc của dao động là \(4\pi {\rm{ rad/s}}\).

ĐúngSai
b

Biên độ dao động của vật là \(4{\rm{ cm}}\).

ĐúngSai
c

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

ĐúngSai
d

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

ĐúngSai
Giải thích

a) Đúng. Tần số \(f = \frac{{60}}{{30}} = 2{\rm{ Hz}} \Rightarrow \omega = 2\pi f = 4\pi {\rm{ rad/s}}\).

b) Đúng. \(A = \sqrt {x_0^2 + {{\left( {\frac{{{v_0}}}{\omega }} \right)}^2}} = \sqrt {{{(2\sqrt 2 )}^2} + {{\left( {\frac{{8\pi \sqrt 2 }}{{4\pi }}} \right)}^2}} = \sqrt {8 + 8} = 4{\rm{ cm}}\).

c) Đúng. Vật chuyển động nhanh dần nghĩa là đang đi về VCB. Do \({x_0} = 2\sqrt 2 {\rm{ cm}} > 0\) nên vật phải đi theo chiều âm (\({v_0} < 0\)).

Tại \(t = 0\), \({x_0} = 2\sqrt 2 {\rm{ cm}} = \frac{{A\sqrt 2 }}{2}\) và \({v_0} < 0 \Rightarrow \cos \varphi = \frac{{\sqrt 2 }}{2}\) và \(\sin \varphi > 0 \Rightarrow \varphi = \frac{\pi }{4}{\rm{ rad}}\). (Do đó phát biểu c bảo \( - \frac{{3\pi }}{4}\) rad là Sai).

d) Sai. Phương trình đúng phải là \(x = 4\cos \left( {4\pi t + \frac{\pi }{4}} \right){\rm{ cm}}\).