Hai chất điểm M và N có cùng khối lượng dao động điều hòa cùng tần số dọc theo hai đường thẳng song song kề nhau và song song với trục tọa độ Ox. Vị trí của M là 6 cm, của N là 8 cm. Trong quá trình dao động khoảng cách lớn nhất giữa M và N theo phương Ox là 10 cm. Mốc thế năng tại vị trí cân bằng. Ở thời điểm mà M có động năng bằng thế năng, tỷ số động năng của M và động năng của N là
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiTa có \({{x}_{M}}=6\cos \left( \omega .t+{{\varphi }_{1}} \right);{{x}_{N}}=8\cos \left( \omega .t+{{\varphi }_{2}} \right)\)
Ta có \(x={{x}_{N}}-{{x}_{M}}\)
Biên độ dao động tổng hợp là: \({{A}^{2}}=A_{N}^{2}+A_{M}^{2}\)
Nên 2 dao động vuông pha nhau. Khi M có \({{W}_{d}}={{W}_{t}}=\frac{1}{2}{{W}_{M}}\)
Tức là đang ở vị trí \(x=\pm \frac{A}{\sqrt{2}}\) ứng với \({{\varphi }_{M}}=\frac{\pi }{4}\)
Do 2 dao động vuông pha nên pha dao động của N là \({{\varphi }_{N}}=-\frac{\pi }{4}\)
Nên lúc này vật N cũng có \({{W}_{d}}={{W}_{t}}=\frac{1}{2}{{W}_{N}}\)
Vậy \(\frac{{{W}_{dM}}}{{{W}_{dN}}}=\frac{{{W}_{M}}}{{{W}_{N}}}=\frac{m{{\omega }^{2}}.A_{M}^{2}}{m{{\omega }^{2}}.A_{N}^{2}}=\frac{9}{16}\)
Đề thi thử THPT QG năm 2021 môn Vật Lý
Trường THPT Ngô Sỹ Liên