Một vật dao động được kích thích để dao động điều hòa với vận tốc cực đại bằng \(3m/s\) và gia tốc cực đại bằng \(30\pi m/{s^2}\). Thời điểm ban đầu \(t = 0\) vật có vận tốc \(v = + 1,5m/s\) và thế năng đang giảm. Hỏi sau đó bao lâu vật có gia tốc bằng \(- 15\pi \left( {m/{s^2}} \right)\)
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiĐáp án : A
+ Ta có: \(\left\{ \begin{array}{l}{v_{{\rm{max}}}} = \omega A\\{a_{{\rm{max}}}} = {\omega ^2}A\end{array} \right. \to \left\{ \begin{array}{l}\dfrac{{{a_{{\rm{max}}}}}}{{{v_{{\rm{max}}}}}} = \omega = \dfrac{{30\pi }}{3} = 10\pi \\A = \dfrac{{{v_{{\rm{max}}}}}}{\omega } = \dfrac{3}{{10\pi }}m\end{array} \right.\)
\( \to T = \dfrac{{2\pi }}{\omega } = \dfrac{{2\pi }}{{10\pi }} = 0,2s\)
+ Tại \(t{\rm{ }} = {\rm{ }}0\): \(v{\rm{ }} = {\rm{ }} + 1,5m/s\) và thế năng đang giảm
Sử dụng hệ thức độc lập, ta có: \({A^2} = {x^2} + \dfrac{{{v^2}}}{{{\omega ^2}}} \to {x^2} = {A^2} - \dfrac{{{v^2}}}{{{\omega ^2}}} = {\left( {\dfrac{3}{{10\pi }}} \right)^2} - \dfrac{{{{1,5}^2}}}{{{{\left( {10\pi } \right)}^2}}} \to x = \pm \dfrac{{1,5\sqrt 3 }}{{10\pi }} = \pm \dfrac{{A\sqrt 3 }}{2}\)
Thế năng đang giảm => lấy \(x = - \dfrac{{A\sqrt 3 }}{2}\)
Khi vật có gia tốc \(a = - 15\pi \left( {m/{s^2}} \right) = - {\omega ^2}{x_2} \to {x_2} = - \dfrac{{ - 15\pi }}{{{{\left( {10\pi } \right)}^2}}} = \dfrac{{1,5}}{{10\pi }} = \dfrac{A}{2}\)
=> Thời gian để vật đi từ \(t = 0\) đến vị trí có \(a = - 15{\pi ^2}\left( {m/{s^2}} \right)\) là: \(\Delta t = \dfrac{{\Delta \varphi }}{\omega } = \dfrac{{\dfrac{\pi }{2}}}{{\dfrac{{2\pi }}{T}}} = \dfrac{T}{4} = \dfrac{{0,2}}{4} = 0,05s\)
Đề thi thử Tốt nghiệp THPT môn Vật lí năm 2023-2024
Trường THPT Trần Quang Đạo
Câu hỏi liên quan
-
Một thấu kính phân kì có tiêu cự f = -30cm. Vật sáng AB là một đoạn thẳng đặt vuông góc trục chính của thấu kính cho ảnh cách vật 15cm. Vị trí của vật là:
-
Điều nào sau đây là đúng khi nói về đoạn mạch xoay chiều chỉ có điện trở thuần?
-
Chọn câu sai về hai tiên đề của Bo:
-
Dao động tắt dần là dao động có:
-
Một nguồn dao động điều hoà với chu kỳ 0,04s. Vận tốc truyền sóng bằng 200cm/s. Hai điểm nằm trên cùng một phương truyền sóng và cách nhau 6 cm, thì có độ lệch pha:
-
Một vật dao động điều hòa có biên độ là \(2{\rm{ }}\left( {cm} \right)\) và tần số góc \(\omega = 2\pi \left( {rad} \right)\) . Lấy \({\pi ^2} = 10\), gia tốc của vật tại thời điểm vật có vận tốc \(v = 2\sqrt 3 \pi cm/s\) là:
-
Một mạch điện nối tiếp có \(R = 60\Omega \), \(C = {10^{ - 3}}/(8\pi )(F)\) được mắc vào mạng điện xoay chiều 220 V – 50Hz. Hệ số công suất của mạch là:
-
Người ta có nhiều nguồn âm điểm giống hệt nhau và cùng công suất. Ban đầu tại điểm O đặt 2 nguồn âm. Điểm A cách O một khoảng d có thể thay đổi được. Trên tia vuông góc với OA tại A, lấy điểm B cách A khoảng 6cm. Điểm M nằm trong đoạn AB sao cho AM=4,5cm và góc MOB có giá trị lớn nhất, lúc này mức cường độ âm tại A là LA=40dB. Cần phải đặt thêm tại O bao nhiêu nguồn nữa để mức cường độ âm tại M là 50dB.
-
Một nguồn phát sóng cơ hình sin đặt tại O, truyền dọc theo sợi dây đàn hồi căng ngang rất dài OA với bước sóng 48 cm. Tại thời điểm t1 và t2 hình dạng của một đoạn dây tương ứng như đường 1 và đường 2 của hình vẽ, trục Ox trùng với vị trí cân bằng của sợi dây, chiều dương trùng với chiều truyền sóng. Trong đó, M là điểm cao nhất, uM, uN, uH lần lượt là li độ của các điểm M, N, H. Biết \(u_M^2 = u_{N}^2 + u_H^2\) và biên độ sóng không đổi. Khoảng cách từ P đến Q bằng:
-
Hạt nhân \({}_{27}^{60}Co\) có cấu tạo gồm:
-
Trên sợi dây căng ngang dài 40cm, hai đầu cố định đang có sóng dừng với tần số f xác định. Hình vẽ bên mô tả hình dạng sợi dây ở thời điểm t1 và thời điểm \({t_2} = {t_1} + \dfrac{1}{{6f}}\). Tỉ số giữa tốc độ truyền sóng trên dây và tốc độ dao động cực đại của điểm M xấp xỉ bằng
-
Biểu thức của định luật Cu-lông khi đặt hai điện tích trong không khí là?
-
Hạt nhân \({}_{84}^{210}Po\) có chu kỳ bán rã \(T\), phóng xạ \(\alpha \) biến đổi thành hạt nhân \({}_{82}^{206}Pb\). Ban đầu có \(200g\) chất phóng xạ \({}_{84}^{210}Po\) nguyên chất thì sau một chu kỳ bán rã khối lượng chì được tạo thành là:
-
Mạch điện xoay chiều nối tiếp có 4 điểm theo đúng thứ tự A, M, N và B. Giữa hai điểm A và M chỉ có tụ điện, giữa 2 điểm M và N chỉ có điện trở R, giữa 2 điểm N và B chỉ có cuộn cảm thuần. Điện áp hiệu dụng trên đoạn AN và trên MB là \(120\sqrt 2 V\) và 200V. Điện áp tức thời trên đoạn An và MB lệch pha nhau 98,130. Tính điện áp hiệu dụng trên R.
-
Vật nặng dao động điều hòa với \(\omega = 10\sqrt 5 rad/s\). Chọn gốc tọa độ trùng với vị trí cân bằng của vật. Biết rằng tại thời điểm ban đầu vật đi qua li độ $x = 2cm$ với vận tốc \(v = 20\sqrt {15} cm/s\). Phương trình dao động của vật là:
-
Điều khẳng định nào sau đây là sai khi nói về bản chất của ánh sáng?
-
Cường độ dòng điện tức thời trong mạch dao động LC có dạng i = 0,05sin2000t(A). Tần số góc dao động của mạch là
-
Mạch điện xoay chiều có điện trở R, cảm kháng ZL và dung kháng ZC. Công thức tính góc lệch pha \(\varphi \) giữa u và i là:
-
Tính chất nổi bật của tia hồng ngoại là
-
Cho phản ứng hạt nhân: \(_{\rm{1}}^{\rm{2}}{\rm{D}} + _{\rm{1}}^{\rm{3}}{\rm{T}} \to _{\rm{2}}^{\rm{4}}{\rm{He}} + _{\rm{0}}^{\rm{1}}{\rm{n}}\). Biết năng lượng liên kết riêng của các hạt nhân tương ứng là: εD = 1,11 MeV/nuclôn, εT = 2,83 MeV/nuclôn, εHe = 7,10 MeV/nuclôn. Năng lượng tỏa ra của phản ứng hạt nhân này là
