Một chất điểm tham gia đồng thời hai dao động điều hòa, cùng phương, cùng tần số với các biên độ là \(6 \mathrm{~cm}\) và \(4 \mathrm{~cm}\). Tại thời điểm t, các dao động có li độ lần lượt là \(\mathrm{x}_{1}\) và \(\mathrm{x}_{2}\). Biết rằng giá trị cực đại của \(\mathrm{x}_{1} \mathrm{x}_{2}\) là D, giá trị cực tiểu của \(\mathrm{x}_{1} \mathrm{x}_{2}\) là \(\frac{-\mathrm{D}}{3}\). Biên độ dao động của vật gần nhất với giá trị nào sau đây?
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiPhương trình dao động điều hòa
\(\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}
{{{\rm{x}}_1} = {{\rm{A}}_1}.\cos \left( {\omega {\rm{t}} + {\varphi _1}} \right)}\\
{{{\rm{x}}_2} = {{\rm{A}}_2}.\cos \left( {\omega {\rm{t}} + {\varphi _2}} \right)}
\end{array}} \right.\)
Xét tích \({{\text{x}}_{1}}\text{.}{{\text{x}}_{2}}={{\text{A}}_{1}}\text{.}{{\text{A}}_{2}}.\frac{1}{2}\left( \cos \left( 2\omega \text{t}+{{\varphi }_{1}}+{{\varphi }_{2}} \right)+\cos \left( {{\varphi }_{1}}-{{\varphi }_{2}} \right) \right)\)
Tích đó có giá trị cực đại khi \(\cos \left( {2\omega {\rm{t}} + {\varphi _1} + {\varphi _2}} \right) = 1\) và cực tiểu khi \(\cos \left( 2\omega \text{t}+{{\varphi }_{1}}+{{\varphi }_{2}} \right)=-1\)
Khi đó
\(\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}
{{{\rm{x}}_1}{\rm{.}}{{\rm{x}}_2} = \frac{1}{2}{\rm{.}}{{\rm{A}}_1}{\rm{.}}{{\rm{A}}_2}\left( {1 + \cos \left( {{\varphi _1} – {\varphi _2}} \right)} \right) = {\rm{D}}(1)}\\
{{{\rm{x}}_1}{\rm{.}}{{\rm{x}}_2} = \frac{1}{2}{\rm{.}}{{\rm{A}}_1}{\rm{.}}{{\rm{A}}_2}\left( { – 1 + \cos \left( {{\varphi _1} – {\varphi _2}} \right)} \right) = \frac{{ – {\rm{D}}}}{3}(2)}
\end{array}} \right. \Rightarrow \left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}
{(1) + (2) \Rightarrow \cos \left( {{\varphi _1} – {\varphi _2}} \right) = \frac{2}{3}\frac{{\rm{D}}}{{{{\rm{A}}_1}\;{{\rm{A}}_2}}}(3)}\\
{(1) – (2) \Rightarrow {{\rm{A}}_1}{\rm{.}}{{\rm{A}}_2} = \frac{4}{3}{\rm{D}}{\mkern 1mu} (4)}
\end{array}} \right.\)
Từ (3) và (4) \(\Rightarrow \cos \Delta \varphi =\frac{1}{2}\)
Biên độ dao động tổng hợp của hai dao động là: x\(\text{A}=\sqrt{\text{A}_{1}^{2}+\text{A}_{1}^{2}+2~{{\text{A}}_{1}}~{{\text{A}}_{2}}\cos \Delta \varphi }\approx 8,7(~\text{cm})\)..
Đề thi thử THPT QG năm 2022 môn Vật Lý
Trường THPT Tôn Đức Thắng
Câu hỏi liên quan
-
Một chất điểm M có khối ượng m = 20g dao động điều hòa, một phần đồ thị của lực kéo về theo thời gian có dạng như hình vẽ, lấy \({{\pi }^{2}}\approx 10\). Dựa vào đồ thị suy ra phương trình dao động của chất điểm là
.jpg)
-
Một máy biến áp lí tưởng có số vòng dây ở cuộn sơ cấp là 5000 vòng, số vòng dây ở cuộn thứ cấp là 250 vòng. Biết điện áp hiệu dụng ở hai đầu cuộn sơ cấp là 220 V. Điện áp hiệu dụng ở hai đầu cuộn thứ cấp là
-
Ban đầu một mẫu chất phóng xạ nguyên chất có hạt nhân. Biết chu kì bán rã của chất phóng xạ này là T. Sau thời gian 3T, kể từ thời điểm ban đầu, số hạt chưa phân rã của mẫu chất phóng xạ này là
-
Một nguồn âm là nguồn điểm O phát âm công suất không đổi, truyền đẳng hướng. Coi môi trường không hấp thụ âm. Một máy đo mức cường độ âm di chuyển từ A đến B trên đoạn thẳng AB (với OA = 3 m) với tốc độ không đổi bằng 1,2 m/s. Máy đo được mức cường độ âm tại A và B đều bằng L1, tại C mức cường độ âm cực đại là Lmax. Biết Lmax – L1 = 3 dB. Thời gian máy di chuyển từ A đến B gần nhất với giá trị nào sau đây?
-
Một chất điểm dao động điều hòa có li độ phụ thuộc theo thời gian được biểu diễn như hình vẽ bên. Biết các khoảng chia từ \({{t}_{1}}\) trở đi bằng nhau nhưng không bằng khoảng chia từ 0 đến \({{t}_{1}}\). Quãng đường chất điểm đi được từ thời điểm \({{t}_{2}}\) đến thời điểm \({{t}_{3}}\) gấp 2 lần quãng đường chất điểm đi được từ thời điểm 0 đến thời điểm \({{t}_{1}}\) và \({{t}_{3}}-{{t}_{2}}=0,2\left( s \right)\). Độ lớn vận tốc của chất điểm tại thời điểm \({{t}_{3}}\) xấp xỉ bằng
.jpg)
-
Chuyển động của một vật là tổng hợp của hai dao động điều hòa cùng phương cùng tần số có các phương trình là x1 = 4cos(10t + π/4) cm; x2 = 3cos(10t + 3π/4) cm. Gia tốc cực đại của vật trong quá trình dao động là
-
Để phân loại sóng ngang và sóng dọc người ta dựa vào đâu?
-
Cuộn cảm của một mạch dao dộng có độ tự cảm \(L=50\)µH. Tụ điện của mạch có điện dung biến thiên được trong khoảng từ 60 pF – 240 pF. Tần số dao động riêng của mạch biến thiên trong khoảng từ
-
Mức năng lượng của nguyên tử hydro xác định theo biểu thức \({E_n} = \frac{{13,6}}{{{n^2}}}eV\) (với n = 1, 2, 3, …). Nguyên tử đang ở trạng thái cơ bản thì hấp thụ được một photon làm bán kính quỹ đạo dừng của electron tăng lên 9 lần. Bước sóng nhỏ nhất mà nguyên tử này có thể phát ra là
-
Người ta đặt chìm trong nước một nguồn âm có tần số 725 Hz và vận tốc truyền âm trong nước là 1450 m/s. Khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trong nước và dao động ngược pha là?
-
Đặt điện áp \(u = {U_0}cos(100\pi t + \frac{\pi }{6})\,\,\,\left( V \right)\) vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở thuần, cuộn cảm thuần và tụ điện thì cường độ dòng điện qua mạch là \(i = {U_0}cos\left( {100\pi t + \frac{\pi }{6}} \right)\,\,\,\left( A \right)\) . Hệ số công suất của đoạn mạch bằng
-
Trong hiện tượng quang – phát quang, nếu ánh sáng phát quang là ánh sáng màu lục thì ánh sáng kích thích không thể là ánh sáng nào sau đây?
-
Điện năng truyền từ một trạm phát điện với công suất 200kW. Số chỉ của các công tơ điện ở trạm phát và ở nơi tiêu thụ sau mỗi ngày đêm chênh lệch nhau 240kW.h. Hiệu suất của quá trình truyền tải là
-
Trong thí nghiệm giao thoa sóng ở mặt nước, hai nguồn kết hợp đặt tại hai điểm A và B, dao động cùng pha theo phương thẳng đứng, phát ra hai sóng lan truyền trên mặt nước với bước sóng l. Ở mặt nước, C và D là hai điểm sao cho ABCD là hình vuông. Trên cạnh BC có 6 điểm cực đại giao thoa và 7 điểm cực tiểu giao thoa, trong đó P là điểm cực đại giao thoa gần B nhất và Q là điểm cực đại giao thoa gần C nhất. Khoảng cách xa nhất có thể giữa hai điểm P và Q là
-
Cho khối lượng của hạt proton, notron và hạt nhân Heli ( \({}_2^4He\) ) lần lượt là 1,0073u; 1,0087u và 4,0015u. Biết 1u = 931,5 \(\left( {MeV/{c^2}} \right)\) . Năng lượng liên kết của hạt nhân \({}_2^4He\) xấp xỉ bằng
-
Đặt điện áp xoay chiều áp \(u = {U_0}\cos \omega t\,\,\left( V \right)\) vào mạch điện gồm cuộn dây có điện trở và độ tự cảm L, nối tiếp với tụ C thay đổi được.
Khi C = C1 thì công suất của mạch là P1 = 200W và cường độ dòng điện qua mạch là i = I0cos(ωt + π/3) (A).
Khi C = C2 thì hiệu điện thế hai đầu mạch cùng pha với dòng điện và công suất mạch là P2. Giá trị của P2 là
-
Điện năng ở một nhà máy điện trước khi truyền đi xa phải đưa tới một máy tăng áp. Ban đầu, số vòng dây của cuộn thứ cấp ở máy tăng áp là thì hiệu suất của quá trình truyền tải là 80%. Giữ điện áp và số vòng dây ở cuộn sơ cấp không đổi. Để hiệu suất của quá trình truyền tải tăng lên đến 95% thì số vòng dây của cuộn thứ cấp ở máy biến áp phải là
-
Trên một sợi dây AB dài 90 cm, hai đầu cố định, đang có sóng dừng với tần số 50 Hz. Biết tốc độ truyền sóng trên dây là 10 m/s. Số bụng sóng trên dây là
-
Số nơtron của hạt nhân \({}_{92}^{235}U\) nhiều hơn số nơtron của hạt nhân \({}_{82}^{206}Pb\) là
-
Trong quá trình truyền tải điện năng đi xa, nếu điện áp truyền đi không đổi và hệ số công suất luôn bằng 1thì khi công suất giảm đi 2 lần sẽ làm cho hao phí trên dây
