Một thấu kính hội tụ có tiêu cự 15 cm. M là một điểm nằm trên trục chính của thấu kính, P là một chất điểm dao động điều hòa quanh vị trí cân bằng trùng với M. Gọi là ảnh của P qua thấu kính. Khi P dao động theo phương vuông góc với trục chính, biên độ 5 cm thì là ảnh ảo dao động với biên độ 10 cm. Nếu P dao động dọc theo trục chính với tần số 5 Hz, biên độ 2,5 cm thì có tốc độ trung bình trong khoảng thời gian 0,2 s bằng
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiKhi P dao động theo phương vuông góc với trục chính, ta có:
Theo bài ra ta có ảnh là ảnh ảo nên d'<0 . Thấu kính hội tụ có ảnh ảo cùng chiều vật, nên k>0 : \(k = - \frac{{d'}}{d} \Leftrightarrow 2 = \frac{{\frac{{df}}{{d - f}}}}{d} = - \frac{f}{{d - f}} \Leftrightarrow 2 = - \frac{{15}}{{d - 15}} \Leftrightarrow d = 7,5{\rm{cm}}\)
Khi P dao động dọc theo trục chính với biên độ 2,5 cm, ta có:
\(\left\{ \begin{array}{l} {d_{\min }} = 7,5 - 2,5 = 5\\ {d_{\max }} = 7,5 + 2,5 = 10 \end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l} {d_1}^\prime = \frac{{{d_{\min }}f}}{{{d_{\min }} - f}} = \frac{{5.15}}{{5 - 15}} = - 7,5\\ {d_2}^\prime = \frac{{{d_{\max }}f}}{{{d_{\max }} - f}} = \frac{{10.15}}{{10 - 15}} = - 30 \end{array} \right.\)
Như vậy, trong nửa chu kì dao động của P thì đi được quãng đường là 30-7,5=22,5cm
Trong 1 chu kì dao động của P, đi được quãng đường là 2.22,5cm=45cm. Khoảng thời gian 0,2 s chính là 1 chu kì dao động của P vì tần số 5 Hz.
Do đó tốc độ trung bình của P' là .\({v_{tb}} = \frac{{45}}{{0,2}} = 225{\rm{cm/s}} = 2,25{\rm{ m/s}}\)
Câu hỏi liên quan
-
Kết luận nào sau đây không đúng? Đối với một chất điểm dao động cơ điều hòa với tần số f thì
-
Con lắc lò xo dao động điều hòa trên phương ngang, tốc độ vật triệt tiêu khi
-
Hai dao động điều hòa cùng phương, cùng chu kì có phương trình lần lượt là: \( {x_1} = 6\sin \frac{{5\pi t}}{2}(cm);{x_2} = 6c{\rm{os}}\frac{{5\pi t}}{2}(cm)\). Tìm phương trình của dao động tổng hợp.
-
Hai dao động cùng phương lần lượt có phương trình x1 = A1cos(πt + π/6) cm và x2 = 6cos(πt - π/2) cm. Dao động tổng hợp của hai dao động này có phương trình x = 10cos(ωt + φ). Thay đổi A1 đến khi biên độ A đạt giá trị cực tiểu. Khi đó giá trị của φ là:
-
Một vật dao động điều hòa với chu kì T và biên độ A. Hãy tính khoảng thời gian ngắn nhất để vật đi từ vị trí có li độ: \({x_1} = - \frac{{A\sqrt 3 }}{2} \to {x_2} = - \frac{A}{2}\)
-
Một vật dao động điều hoà có vận tốc thay đổi theo quy luật: \(v = 10\pi cos\left( {2\pi t + \frac{\pi }{6}} \right)cm\) . Thời điểm vật đi qua vị trí x=-5cm là:
-
Một vật tham gia đồng thời hai dao động điều hòa, cùng phương, cùng tần số, cùng biên độ là A và lệch pha nhau π/2. Biên độ dao động tổng hợp của hai dao động trên bằng
-
Trong dao động điều hoà, vận tốc biếu đổi điều hòa A. B. C. D.
-
Một vật dao động điều hòa theo phương trình \(x = 5\cos \left( {2\pi t - \frac{\pi }{4}} \right){\rm{cm}}\). Tốc độ trung bình của vật trong khoảng thời gian từ t=1s đến t=4,625 là:
-
Một vật tham gia đồng thời ba dao động điều hòa cùng phương với các phương trình: x1 = 5cos5πt (cm); x2 = 3cos(5πt + π/2) (cm) và x3 = 8cos(5πt - π/2) (cm). Xác định phương trình dao động tổng hợp của vật.
-
Dao động của một vật là tổng hợp của hai dao động điều hòa cùng phương, có phương trình lần lượt là x1 = 4cos(√3t/2 + π/3) (cm) và x2 = 5cos(√3t/2 + 2π/3) (cm) (x1; x2 tính bằng , t tính bằng ). Gia tốc của vật có độ lớn cực đại là:
-
Phát biểu nào sau đây về động năng và thế năng trong dao động điều hoà là không đúng?
-
Một chất điểm tham gia đồng thời hai dao động cùng phương. Phương trình ly độ của các dao động thành phần và dao động tổng hợp lần lượt là x1 = A1cos(ωt) cm; x2 = 3cos(ωt + α) cm; và x = Acos(ωt+ π/6) cm. Biên độ dao động A1 có giá trị lớn nhất là
-
Phát biểu nào sau đây về động năng của một vật đang dao động điều hoà với chu kì T là đúng?
-
Một chất điểm đang dao động với phương trình:\(x = 6\cos \left( {10\pi t} \right)\) cm. Tính tốc độ trung bình của chất điểm sau \(\frac{1}{4}\) chu kì tính từ khi bắt đầu dao động
-
Một chất điểm thực hiện đồng thời hai dao động điều hòa cùng phương cùng chu kì T mà đồ thị x1 và x2 phụ thuộc thời gian biểu diễn trên hình vẽ.
.PNG)
Biết x2 = v1T, tốc độ cực đại của chất điểm là 53,4 cm/s. Giá trị T gần giá trị nào nhất sau đây?
-
Một vật thực hiện đồng thời hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số, có biên độ lần lượt là 8cm và 6cm. Biên độ dao động tổng hợp không thể nhận các giá trị nào sau đây?
-
Dao động cơ học điều hòa đổi chiều khi
-
Một vật dao động điều hòa trong một phút thực hiện được 50 dao động và đi được quãng đường là 16 m. Tính tốc độ trung bình bé nhất mà vật có thể đạt được trong khoảng thời gian dao động bằng 1,6s
-
Một vật dao động điều hòa có độ lớn vận tốc cực đại là 31,4 cm/s.Lấy \(\pi=3,14\). Tốc độ trung bình của vật trong một chu kì dao động là
