Giải SBT Vật lý 11 KNTT Vận tốc, gia tốc trong dao động điều hoà có đáp án
11 câu hỏi
Đáp án đúng là B
A – sai vì quỹ đạo là đoạn thẳng.
C, D – sai vì vận tốc và gia tốc biến thiên điều hoà theo thời gian.Đáp án đúng là B
Phương trình vận tốc \(v = x' = 2.5\cos \left( {5t - \frac{\pi }{6} + \frac{\pi }{2}} \right) = 10\cos \left( {5t + \frac{\pi }{3}} \right)\left( {{\rm{cm}}} \right)\)
Đáp án đúng là C
Vận tốc của vật tại vị trí cân bằng là \({v_{{\rm{max}}}} = \omega A\); gia tốc của vật tại vị trí biên là: \({a_{{\rm{max}}}} = {\omega ^2}A\) \( \Rightarrow \omega = \frac{{{a_{{\rm{max}}}}}}{{{v_{{\rm{max}}}}}} = 1,57{\rm{rad}}/{\rm{s}};T = \frac{{2\pi }}{\omega } = \frac{{2\pi }}{{1,57}} = 4{\rm{\;s}}\).
Đáp án đúng là C
Gia tốc cực đại \({a_{{\rm{max}}}} = {\omega ^2}A = {(2\pi f)^2}A = {\left( {2\pi .4} \right)^2}.0,1 \approx 63,1{\rm{\;m/}}{{\rm{s}}^{\rm{2}}}\).
Đáp án đúng là B
Biên độ \(A = \frac{{{v_{{\rm{max}}}}}}{\omega } = \frac{{160}}{4} = 40{\rm{\;cm}}\); chu kì \(T = \frac{{2\pi }}{\omega } = \frac{{2\pi }}{4} = 1,57{\rm{\;s}}\).
Đáp án đúng là C
Từ phương trình vận tốc, ta suy ra phương trình li độ: \(x = 6{\rm{cos}}\left( {20t - \frac{\pi }{2}} \right)\left( {{\rm{cm}}} \right)\).
Khi \(t = \frac{T}{6} \Rightarrow x = 6{\rm{cos}}\left( {\frac{\pi }{3} - \frac{\pi }{2}} \right) = 6{\rm{cos}}\left( { - \frac{\pi }{6}} \right) = 3\sqrt 3 \left( {cm} \right)\).
Đáp án đúng là A
Thiết lập và áp dụng công thức: \(\left\{ \begin{array}{l}\frac{{x_1^2}}{{{A^2}}} + \frac{{v_1^2}}{{{\omega ^2}{A^2}}} = 1\\\frac{{x_2^2}}{{{A^2}}} + \frac{{v_2^2}}{{{\omega ^2}{A^2}}} = 1\end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}x_1^2{\omega ^2} + v_1^2 = {\omega ^2}{A^2}\\x_2^2{\omega ^2} + v_2^2 = {\omega ^2}{A^2}\end{array} \right.\)
\( \Rightarrow \omega = \sqrt {\frac{{v_2^2 - v_1^2}}{{x_1^2 - x_2^2}}} = \sqrt {\frac{{{{2.60}^2} - {{3.60}^2}}}{{9 - 2.9}}} = 20\,\,{\rm{rad/s}}{\rm{.}}\)
\( \Rightarrow A = \sqrt {x_1^2 + \frac{{v_1^2}}{{{\omega ^2}}}} = \sqrt {{3^2} + \frac{{3 \cdot {{60}^2}}}{{{{20}^2}}}} = 6\;{\rm{cm}}.\)
\(A = 5{\rm{\;cm}};T = \frac{{78,5}}{{50}} = 1,57{\rm{\;s}};\omega = \frac{{2\pi }}{T} = 4{\rm{rad/s}}\).
Khi \(x = - 3{\rm{\;cm}}\) thì gia tốc \(a = - {\omega ^2}x = 48{\rm{\;cm/}}{{\rm{s}}^{\rm{2}}}\).
\(v = \pm \omega \sqrt {{A^2} - {x^2}} = \pm 4\sqrt {{5^2} - {3^2}} = \pm 16{\rm{\;cm/s}}{\rm{.\;}}\)
Vì vật có li độ âm, đang hướng về vị trí cân bằng nên \(v > 0\). Vậy \(v = 16{\rm{\;cm}}/{\rm{s}}\).
Áp dụng công thức: \(\frac{{{x^2}}}{{{A^2}}} + \frac{{{v^2}}}{{{\omega ^2}{A^2}}} = 1 \Rightarrow A = \sqrt {{x^2} + \frac{{{v^2}}}{{{\omega ^2}}}} = \sqrt {{{\left( { - 2} \right)}^2} + \frac{{{{10}^2}}}{{{5^2}}}} = 2\sqrt 2 {\rm{\;cm}}{\rm{.\;}}\)
Theo đề bài khi \({\rm{t}} = 0\) thì: \(x = - 2{\rm{\;cm}} = - \frac{{A\sqrt 2 }}{2} < 0\) và có chiều hướng về vị trí biên gần nhất (Hình 3.1G) nên \(\varphi = \frac{{3\pi }}{4}\).
Phương trình dao động: \(x = 2\sqrt 2 {\rm{cos}}\left( {5t + \frac{{3\pi }}{4}} \right)\left( {{\rm{cm}}} \right).\)
Học thông minh hơn mỗi ngày
Xem toàn bộ 11 câu hỏi và nhiều hơn nữa với tài khoản miễn phí
Hình 3.1 mô tả sự biến thiên vận tốc theo thời gian của một vật dao động điều hoà.
Hình 3.1
Từ đồ thị ta xác định được:
\({\rm{T}} = 0,4{\rm{\;s}} \Rightarrow \omega = \frac{{2\pi }}{{\rm{T}}} = \frac{{2\pi }}{{0,4}} = 5\pi \left( {{\rm{rad}}/{\rm{s}}} \right);{v_{{\rm{max}}}} = 0,3{\rm{\;m}}/{\rm{s}}\).
Khi \({\rm{t}} = 0\) thì \({\rm{v}} = {{\rm{v}}_{{\rm{max}}}}\)\( \Rightarrow \varphi = 0\), vậy phương trình vận tốc theo thời gian là: \(v = 0,3{\rm{cos}}5\pi {\rm{t}}\left( {{\rm{m/s}}} \right)\).
Hình 3.1 mô tả sự biến thiên vận tốc theo thời gian của một vật dao động điều hoà.
Hình 3.1
Viết phương trình li độ và gia tốc theo thời gian.
Phương trình li độ: \(x = 1,91{\rm{cos}}\left( {5\pi t - \frac{\pi }{2}} \right)\left( {{\rm{cm}}} \right)\).
Phương trình gia tốc: \(a = - {\omega ^2}x = 4,71{\rm{cos}}\left( {5\pi t + \frac{\pi }{2}} \right)\left( {{\rm{m/}}{{\rm{s}}^{\rm{2}}}} \right)\).
Bạn có thích hoạt động này không?
Hãy lưu hoặc chia sẻ nội dung này đến mọi người.
Gợi ý cho bạn
Ý tưởng của bạn, bài học của bạn
Tự thiết kế đề thi, bài giảng hoặc flashcard theo cách riêng.
![[Năm 2022] Đề thi thử môn Vật lí THPT Quốc gia có lời giải - Đề số 21](/_next/image?url=https%3A%2F%2Fvideo.vietjack.com%2Fupload%2Fimages%2Fvj-image%2Fimage-3izficdefgfoel0s9j8s-1786772791.jpg&w=3840&q=75)
![[Năm 2022] Đề thi thử môn Vật lí THPT Quốc gia có lời giải - Đề số 20](/_next/image?url=https%3A%2F%2Fvideo.vietjack.com%2Fupload%2Fimages%2Fvj-image%2Fimage-emy0gtcksawvorajezvv-1786772460.jpg&w=3840&q=75)
