30 đề thi THPT Quốc gia môn Vật lí năm 2022 có lời giải (Đề 24)

Một vật thực hiện đồng thời hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số

31/40

Một vật thực hiện đồng thời hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số: x1=5⁢cos⁡(10⁢π⁢t-π3)(cm)⁢và⁢⁢x2=5⁢sin⁡(10⁢π⁢t+π2)⁢(cm). Tính tốc độ trung bình của vật từ lúc bắt đầu chuyển động đến khi qua vị trí cân bằng lần đầu.

2,47 m/s.

1,47 m/s.

0,47 m/s.

0,87 m/s.

Giải thích

Phương pháp: 

Sử dụng phương pháp đại số kết hợp máy tính cầm tay.

Công thức tính vận tốc trung bình: \({v_{tb}} = \frac{s}{t}\)

Cách giải: 

Ta có:  \(\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{{x_1} = 5\cos \left( {10\pi t - \frac{\pi }{3}} \right)({\rm{cm}})}\\{{x_2} = 5\sin \left( {10\pi t + \frac{\pi }{2}} \right)({\rm{cm}})}\end{array}} \right.\)

Phương trình dao động tổng hợp: x=x1+x2=5⁢3⁢ ⋅cos⁡(10⁢π⁢t-π6)⁢(cm)

Từ lúc vật bắt đầu chuyển động đến khi qua vị trí cân bằng lần đầu, ta có:

\(\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{t = \frac{T}{{12}} + \frac{T}{4} = \frac{1}{{15}}(s)}\\{S = A + \left( {A - \frac{{A\sqrt 3 }}{2}} \right) = 9,82(\;{\rm{cm}})}\end{array}} \right.\)

Tốc độ trung bình của vật: \({v_{tb}} = \frac{s}{t} = \frac{{9,82}}{{\frac{1}{{15}}}} = 1,473(s)\)

Chọn B.