Câu hỏi: Nếu một vật dao động điều hòa thì

A. Thế năng và động năng vuông pha nhau.

B. Li độ và vận tốc một pha

C. Li độ và gia tốc ngược chiều

D. Gia tốc và vận tốc lệch pha nhau

Trả lời:

Đáp số: độ C. Li độ và gia tốc ngược pha

Hãy cùng romanhords.com tìm hiểu thêm về độ dời và gia tốc trong dao động điều hòa nhé!

1. Khái niệm dao động điều hòa

Dao động điều hòa là dao động trong đó tọa độ của vật được biểu thị dưới dạng hàm cos (hoặc sin) của thời gian.

Bạn thấy đấy: nếu một vật dao động điều hòa, thì

Phương trình x = Acos(ωt + φ) được gọi là phương trình dao động điều hòa, trong đó:

°A là biên độ của dao động, là độ dời của vật, và A > 0.

° ωt + φ là pha của dao động tại thời điểm t (đơn vị — radian — rad).

° là pha ban đầu của dao động tại t = 0 (-π≤φ≤π)

2. Bản chất của dao động điều hòa:

Dao động điều hòa là chuyển động có hình chiếu của chuyển động tròn đều lên trục tọa độ trong mặt phẳng quỹ đạo.

Nếu một vật dao động điều hòa thì” width=”482″>

3. Li độ trong dao động điều hòa

Độ dời hay độ dời là khoảng cách ngắn nhất từ ​​vị trí ban đầu đến vị trí hiện tại của vật chuyển động, thường được biểu diễn bằng tọa độ của vật trong hệ quy chiếu khảo sát chuyển động đó.

Cơ năng của Li trong dao động điều hòa là một hàm của Cos và có đồ thị là một hàm sin.

4. Gia tốc trong dao động điều hòa

Gia tốc là đại lượng vật lí đặc trưng cho sự biến đổi của vận tốc theo thời gian. Nó là một trong những đại lượng cơ bản được sử dụng để mô tả chuyển động. Giống như vận tốc, gia tốc là một vectơ. Độ lớn của gia tốc là bình phương độ dài theo thời gian.

5. Bài tập về dao động điều hòa

Cách tìm số lần vật đi qua vị trí có quãng đường x và vận tốc v từ thời điểm t1 đến t2

1. Phương pháp

* Giải phương trình lượng giác có nghiệm

*Từ t1Lưu ý:

+ Có thể giải bài toán bằng cách sử dụng mối liên hệ giữa dao động điều hòa và chuyển động thẳng đều trên một đường tròn.

+ Trong mỗi chu kì (mỗi dao động), vật qua mỗi vị trí giới hạn một lần, các vị trí khác – hai lần.

2. Ví dụ

Ví dụ 1: Một vật dao động điều hòa với phương trình:

Nếu vật dao động điều hòa, (ảnh 2)” width=”160″>

a) Trong 2,5 s vật qua li độ x = 3 cm bao nhiêu lần.

b) Trong khoảng thời gian 2,0 s vật đi qua vị trí x = 4 cm theo chiều dương bao nhiêu lần.

c) Trong 2,5 s vật qua vị trí cân bằng bao nhiêu lần theo chiều dương?

d) Trong khoảng thời gian 2,86 s, vật qua vị trí cân bằng bao nhiêu lần.

Dạy:

Đầu tiên, hãy trình bày phương trình (1) trên một đường tròn, trong đó φ = π/6 rad.

Vật xuất phát từ M, theo chiều âm.

a) Trong khoảng thời gian t = 2,5s

⇒ góc quét Δφ = Δt.ω = 2,5.5π = 12,5π = 6,2π + /2

Khi vật dao động điều hòa, (ảnh 3)” width=”231″>

Từ vòng tròn chúng ta thấy:

Trong một chu kì vật đi qua x = 3 cm hai lần theo phương P (chiều âm) và Q (chiều dương).

Trong Δφ1= 6,2π; 6 chu kì vật qua x = 3 cm thì được 6.2 = 12 lần

Còn lại Δφ2= π/2 của M → N vật đi qua x = 3 cm một lần tại P (chiều âm).

Như vậy: Trong khoảng thời gian Δt = 2,5 s vật đi được quãng đường x = 3 cm 12 + 1 = 13 lần.

b. Trong khoảng thời gian Δt = 2 s

⇒ góc quét = t.ω = 2,5π = 10π = 5,2π

Vật đi được 5 chu kỳ (5 vòng quay)

Nếu vật dao động điều hòa, (ảnh 4)” width=”222″>

Từ vòng tròn chúng ta thấy:

Trong một chu kỳ vật đi qua vị trí x = +4 cm theo chiều dương một lần (tính bằng N)

Như vậy: trong 5 chu kỳ vật qua vị trí x = 4 cm theo chiều dương 5 lần.

c. Trong khoảng thời gian Δt = 2,5s

⇒ góc quét Δφ = Δt.ω = 2,5.5π = 12,5π = 6,2π + /2

Nếu vật dao động điều hòa, (ảnh 5)” width=”225″>

Từ vòng tròn chúng ta thấy:

Trong một chu kỳ, vật tại điểm P qua vị trí cân bằng theo chiều dương một lần.

Trong Δφ1= 6,2π; Trong 6 chu kì vật đi qua vị trí cân bằng theo chiều dương tại điểm P 6 lần.

Với Δφ2= π/2 còn lại từ M → N thì vật không đi qua vị trí cân bằng theo chiều dương lúc nào. Như vậy trong khoảng thời gian Δt = 2,5 s vật qua vị trí cân bằng theo chiều dương 6 lần.

d) Trong khoảng thời gian t = 2,86s

⇒ góc quét Δφ = t.ω = 2,86.5π = 14,3π = 7,2π + 0,3π

Từ vòng tròn chúng ta thấy:

Nếu vật dao động điều hòa, (ảnh 6)” width=”222″>

Trong một chu kỳ vật qua vị trí cân bằng hai lần theo phương P (chiều âm) và Q (chiều dương).

Trong Δφ1= 7,2π; 7 vật đi qua vị trí cân bằng tại các điểm P và Q 14 lần.

Với Δφ2= 0,3π còn lại từ M → N thì vật không bao giờ đi qua vị trí cân bằng.

Xem thêm: Câu hỏi về Thông luật (Có Đáp án), Câu hỏi và Đáp án về Thông luật

Như vậy trong khoảng thời gian Δt = 2,86 s vật qua vị trí cân bằng 15 lần.