Vật lí 11 Kết nối tri thức bài 4
Vật lý 11 Kết nối tri thức bài 4: Bài tập về dao động điều hòa
VnDoc.com xin gửi tới bạn đọc bài viết Vật lí 11 Kết nối tri thức bài 4: Bài tập về dao động điều hòa để bạn đọc cùng tham khảo và có thêm tài liệu giải bài tập Vật lý 11 Kết nối tri thức nhé. Mời các bạn cùng theo dõi bài viết dưới đây.
Bài 1 trang 18 SGK Vật lí 11 Kết nối
Một vật dao động điều hoà có phương trình là x = 2cos(4πω − 
\(\frac{\pi }{6}\)) (cm). Hãy cho biết biên độ, tần số góc, chu kì, tần số, pha ban đầu và pha của dao động ở thời điểm t = 1s.
Lời giải
Ta có:
- Biên độ A = 2 (cm)
- Tần số góc \(\omega = 4 \pi\) (rad/s)
- Chu kì T = \(\frac{2\pi}{\omega}\) = 0,5 (s)
- Tần số f = \(\frac{\omega}{2\pi}\) = 2 (Hz)
- Pha ban đầu \(\varphi = - \frac{\pi}{6}\) (rad)
- Pha của dao động ở thời điểm t = 1s là \(\varphi_{1} = - \frac{23\pi}{6}\) (rad)
Bài 2 trang 18 SGK Vật lí 11 Kết nối
Một vật dao động điều hoà dọc theo trục Ox, quanh điểm gốc 0, với biên độ A = 10 cm và chu kì T = 2 s. Tại thời điểm t= 0,vật có li độ x = A.
a) Viết phương trình dao động của vật.
b) Xác định thời điểm đầu tiên vật qua vị trí có li độ x = 5 cm.
Lời giải
a) Ta có: T = 2s \(\rightarrow \omega = \frac{2\pi}{T} = \pi\) (rad/s)
Tại thời điểm t = 0, vật có li độ x = \(A \rightarrow \varphi\) = 0 (rad)
Phương trình dao động là: x = \(10cos\pi t\) (cm)
b) Thời điểm đầu tiên vật qua vị trí có li độ x = 5 cm là \(\frac{1}{3}\) (s)
Bài 3 trang 19 SGK Vật lí 11 Kết nối
Hình 4.2 là sơ đồ của một bàn xoay hình tròn, có gắn một thành nhỏ cách tâm bàn 15 cm. Bàn xoay được chiếu sáng bằng nguồn sáng rộng, song song, hướng chiếu sáng từ phía trước màn để bóng đổ lên màn hình. Một con lắc đơn dao động điều hoà phía sau bàn xoay với biên độ bằng khoảng cách từ thanh nhỏ đến tâm bàn xoay. Tốc độ quay của bàn quay được điều chỉnh là 2π rad/s. Bóng của thanh nhỏ và quả nặng của con lắc luôn trùng nhau.
a) Tại sao nói dao động của bóng của thanh nhỏ và quả nặng là đồng pha?
b) Viết phương trình dao động của con lắc. Chọn gốc thời gian là lúc con lắc ở vị trí hiển thị trong Hình 4.2
c) Bàn xoay đi một góc 60° tử vị trí ban đầu, tính li độ của con lắc và tốc độ của nó tại thời điểm này.
Lời giải
a) dao động của bóng của thanh nhỏ và quả nặng đồng pha với nhau vì hai dao động có cùng tần số và pha dao động
b) Biên độ dao động của con lắc A = 15 (cm)
Tần số góc ω = \(2\pi\) (rad)
Từ hình vẽ và hướng di chuyển của con lắc ta có pha ban đầu φ = 0 (rad)
Phương trình dao động của con lắc là: x = 15cos\(2\pi\) (cm)
c) Bàn xoay đi một góc 60° từ vị trí ban đầu ta có pha dao động của con lắc là \(\frac{\pi }{3}\)
Li độ của con lắc là x = 7.5 cm
Vận tốc của con lắc là v = 81,62 cm/s
Bài 4 trang 19 SGK Vật lí 11 Kết nối
Hình 4.3 là đồ thị li độ – thời gian của một vật dao động điều hoà.
a) Xác định biên độ, chu kì, tần số, tần số góc và pha ban đầu của vật dao động.
b) Viết phương trình dao động của vật.
Lời giải
a) Biên độ A = 15 (cm)
Chu kì T = 120 (ms) = 0,12 (s)
Tần số f = 25/3 (Hz)
Tần số góc \(\omega = \frac{2\pi}{T}=\frac{2\pi}{0,12}=\frac{50\pi}{3}\) (rad/s)
Pha ban đầu \(\varphi = -\frac{\pi}{2}\)
b) Phương trình dao động của vật là: \(x=15cos(\frac{50\pi}{3}t -\frac{\pi}{2} )\) (cm)
Bài 5 trang 19 SGK Vật lí 11 Kết nối
Đồ thị li độ – thời gian của hai vật dao động điều hoà A và B có cùng tần số nhưng lệch pha nhau (Hình 4.4).
a) Xác định li độ dao động của vật B khi vật A có li độ cực đại và ngược lại.
b) Hãy cho biết vật A hay vật B đạt tới li độ cực đại trước.
c) Xác định độ lệch pha giữa dao động của vật A so với dao động của vật B.
Lời giải
a) Khi vật A có li độ cực đại thì vật B ở vị trí cân bằng và ngược lại khi vật B có li độ cực đại thì vật A ở vị trí cân bằng
b) Vật A đạt li độ cực đại trước vật B
c) Độ lệch pha giữa dao động của vật A so với dao dộng của vật B là: Δω = π dao động A sớm pha hơn dao động B
------------------------------
Bài tiếp theo: Vật lí 11 Kết nối tri thức bài 5
Trên đây VnDoc.com vừa gửi tới bạn đọc bài viết Vật lí 11 Kết nối tri thức bài 4: Bài tập về dao động điều hòa. Mong rằng qua bài viết này bạn đọc có thêm tài liệu để học tập tốt hơn môn Vật lí 11 Kết nối tri thức. Mời các bạn cùng tham khảo thêm tại mục Hóa học 11 Kết nối tri thức, Toán 11 Kết nối tri thức.
