Một con lắc lò xo đang dao động điều hòa theo phương thẳng đứng với tần số 5Hz. Trong quá trình dao động, chiều dài lò xo biến đổi từ 40cm đến 56cm. Chọn gốc tọa độ tại vị trí cân bằng chiều dương hướng lên, lúc t=0 lò xo có chiều dài 52cm và vật đang ra xa vị trí cân bằng. Phương trình dao động của vật là
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiTa có:
+ Tần số góc của dao động: ω= 2πf =2π.5=10π(rad/s)
+ Biên độ dao động: \( A = \frac{{{l_{\max }} - {l_{\max }}}}{2} = \frac{{56 - 40}}{2} = 8cm\)
+ Tại t=0: lò xo có chiều dài l=52cm
⇒ li độ của vật khi đó
x = −4cm
\( A\cos \varphi = - 4 \Rightarrow \cos \varphi = \frac{{ - 4}}{A} = \frac{{ - 4}}{8} = \frac{1}{2} \to \left[ \begin{array}{l} \varphi = \frac{{2\pi }}{3}\\ \varphi = - \frac{{2\pi }}{3} \end{array} \right.\)
Mặt khác, vật đang ra xa vị trí cân bằng ⇒ φ=2π/3(rad)
⇒ Phương trình dao động của con lắc:
\( x = 8\cos (10\pi t + \frac{{2\pi }}{3})(cm)\)
Đề thi thử tốt nghiệp THPT QG môn Vật Lý năm 2020
Trường THPT Chu Văn An lần 3