Một chất điểm dao động điều hòa trên trục Ox có vận tốc bằng 0 tại hai thời điểm liên tiếp t1 = 1,75s và t2 = 2,5s; tốc độ trung bình trong khoảng thời gian đó là 16 cm/s. Ở thời điểm t = 0, chất điểm đang chuyển động ngược chiều dương trục tọa độ ở vị trí có li độ bằng bao nhiêu?
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiHai thời điểm liên tiếp t1, t2 vật có vận tốc bằng 0 → vật chuyển động giữa hai vị trí biên
Quãng đường vật chuyển động là: S = 2A
Tốc độ trung bình của vật trong khoảng thời gian từ t1 đến t2 là:
\({{v}_{tb}}=\frac{S}{{{t}_{2}}-{{t}_{1}}}=\frac{2A}{{{t}_{2}}-{{t}_{1}}}\Rightarrow 16=\frac{2A}{2,5-1,75}\Rightarrow A=6(cm)\)
Khoảng thời gian vật chuyển động giữa hai vị trí biên là:
\(\Delta t={{t}_{2}}-{{t}_{1}}=\frac{T}{2}\Rightarrow T=2\left( {{t}_{2}}-{{t}_{1}} \right)=1,5(s)\Rightarrow \omega =\frac{2\pi }{T}=\frac{2\pi }{1,5}=\frac{4\pi }{3}(r\text{ad/s)}\)
Ở thời điểm t1, vecto quay được góc:
\(\Delta {{\varphi }_{1}}=\omega {{t}_{1}}=\frac{4\pi }{3}.1,75=\frac{7\pi }{3}(rad)=2\pi +\frac{\pi }{3}\)
Ở thời điểm đầu, vật chuyển động ngược chiều dương → pha ban đầu: \(0\le \varphi \le \pi \)
Pha dao động của vật ở thời điểm t1 là:
\(\frac{\pi }{3}\le {{\varphi }_{1}}\le \frac{4\pi }{3}\Rightarrow {{\varphi }_{1}}=\pi \to \) vật ở vị trí biên âm
Ta có vòng tròn lượng giác:
Từ vòng tròn lượng giác, ta thấy tại thời điểm t = 0, vật có li độ x = -3 cm
Đề thi thử THPT QG năm 2021 môn Vật Lý
Trường THPT Lục Nguyên
