Cho ba dao động điều hòa cùng phương cùng tần số có phương trình lần lượt \({x_1} = 1,5a\cos \left( {\omega t + {\varphi _1}} \right)\,\,(cm);{x_2} = {A_2}\cos \left( {\omega t + {\varphi _2}} \right)\,\,(cm);{x_3} = {A_3}\cos \omega t + {\varphi _3}\,\,(cm)\) với \({\varphi _3} - {\varphi _1} = \pi \). Gọi x12 = x1 + x2 và x23 = x2 + x3. Biết đồ thị sụ phụ thuộc x12 và x23 theo thời gian như hình vẽ.
Tính A2.
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiTừ đồ thị: T/4 = 0,5 s → T = 2 s → ω = 2π/T = π (rad/s).
Tại thời điểm t = 0,5 s, đồ thị x12 ở vị trí nửa biên âm đi xuống và đồ thị x23 ở vị trí biên âm nên:
\(\begin{array}{l} \left\{ \begin{array}{l} {x_{12}} = 8\cos \left( {\pi \left( {t - 0,5} \right) + \frac{{2\pi }}{3}} \right) = 8\cos \left( {\pi t + \frac{\pi }{6}} \right)\left( {cm} \right)\\ {x_{23}} = 4\cos \left( {\pi \left( {t - 0,5} \right) + \pi } \right) = 4\cos \left( {\pi t = \frac{\pi }{2}} \right)\left( {cm} \right) \end{array} \right.\\ {x_1} - {x_3} = {x_{12}} - {x_{23}} = 8\angle \frac{\pi }{6} - 4\angle \frac{\pi }{2} = 4\sqrt 3 = 4\sqrt 3 \cos \pi t\left( {cm} \right) \end{array}\)
Mặt khác:
\(\begin{array}{l} {x_1} - {x_3} = 1,5a\cos \left( {\omega t + {\varphi _1}} \right) - a\cos \left( {\omega t + {\varphi _1} + \pi } \right)\\ = 2,5a\cos \left( {\omega t + {\varphi _1}} \right)\\ \Rightarrow {\varphi _1} = 0,{i_3} = \pi \\ 2,5a = 4\sqrt 3 \Rightarrow a = 1,6\sqrt 3 \left( {cm} \right) \end{array}\)
Tương tự:
\(\begin{array}{l} {x_{31}} = {x_3} + {x_1} = a\cos \left( {\pi t + \pi } \right) + 1,5a\cos \pi t\\ = 0,8\sqrt 3 \cos \pi t\\ \Rightarrow {x_2} = \frac{{{x_{12}} + {x_{23}} - {x_{31}}}}{2} = \frac{{8\angle \frac{\pi }{6} + 4\angle \frac{\pi }{2} - 0,8\sqrt 3 }}{2}\\ \Rightarrow {x_2}\frac{{4\sqrt {37} }}{5}\\ \Rightarrow {A_2} = 4,866\left( {cm} \right) \end{array}\)
Chọn C.
Đề thi thử THPT QG môn Vật lý năm 2020
Trường THPT Phan Bội Châu lần 1