Một vật dao động điều hòa dọc theo một đường thẳng. Một điểm M nằm cố định trên đường thẳng đó, phía ngoài khoảng chuyển động của vật. Tại thời điểm t thì vật xa M nhất, sau đó một khoảng thời gian ngắn nhất là Δt vật gần M nhất. Độ lớn vận tốc của vật bằng nửa tốc độ cực đại vào thời điểm gần nhất là
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo sai+ Khoảng thời gian vật đi từ vị trí xa M nhất đến vị trí gần M nhất là Δt vậy Δt chính là 1 nửa chu kỳ dao động của vật.
+ Vị trí tại đó tốc độ bằng một nửa tốc độ cực đại của vật ở thời điểm gần nhất được xác định bởi biểu thức:
\(\begin{array}{l} \frac{{m{v^2}}}{2} + k\frac{{{x^2}}}{2} = \frac{{m{v^2}_{\max }}}{2} \to \frac{{m{v^2}_{\max }}}{8} + k\frac{{{x^2}}}{2} = \frac{{m{v^2}_{\max }}}{2}\\ \to k\frac{{{x^2}}}{2} = 3\frac{{m{v^2}_{\max }}}{2} = 3\frac{{k{A^2}}}{2} \to x = \frac{{ - A\sqrt 3 }}{2} \end{array}\)
+ Sử dụng vòng tròn lượng giác ta thấy góc mà vật quét được từ vị trí biên âm đến vị trí là góc 300 . Vậy thời gian đi của vật được xác định bởi biểu thức
\( T \to 2\pi \to \frac{\pi }{6} \to \frac{T}{{12}} = \frac{{2.\Delta t}}{{12}} = \frac{{\Delta t}}{6}\)
+ Vậy khoảng thời gian ngắn nhất vật đi từ vị trí gần M nhất đến vị trí tốc độ bằng một nửa tốc độ cực đại là \( t + \frac{{\Delta t}}{6}\)
Đề thi thử tốt nghiệp THPT QG môn Vật Lý năm 2020
Trường THPT Đồng Đậu