Một vật dao động điều hoà dọc theo trục Ox với phương trình x = 4 cos(4 π t + π /6) cm. Kể từ thời điểm véctơ gia tốc đổi chiều lần đầu tiên, trong thời gian 5,1 s sau đó vật đi qua vị trí mà lực kéo về có độ lớn bằng một nữa độ lớn lực kéo về cực đại bao nhiêu lần?
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo sai+ Vectơ gia tốc đổi chiều tại vị trí biên do gia tốc sớm pha hơn li độ π rad.
=> Pha ban đầu của gia tốc là: φ = -π/6 .
=> gia tốc đổi chiều lần đầu tiên khi đi qua biên dương , khi đó vật ở biên âm.
+ Ta có: \( T = \frac{{2\pi }}{\omega } = 0,5s\)
=> t = 5,1s = 10T + T/5
+ Do lực kéo về cùng pha với phương trình li độ của vật và trong mỗi chu kì có 4 lần lực kéo về bằng 1 nửa lực kéo về cực đại.
Mặt khác: Fk = -kx => Fk =Fk /2 khi x =\( x = \pm \frac{A}{2}\) .
Khoảng thời gian vật đi từ biên dương đến vị trí A/2 là \( t' = \frac{{\frac{\pi }{3}}}{{2\pi }}T = \frac{T}{6} < \frac{T}{5}\)
==> Trong khoảng thời gian t vật đi qua vị trí lực kéo bằng 1/2 lực kéo cực đại là:
x = 4.10 +1 = 41 lần.
Đề thi thử tốt nghiệp THPT QG môn Vật lý năm 2020
Trường THPT Hàn Thuyên