Giải Vật lí 11 trang 15 Chân trời sáng tạo

Giải Vật lí 11trang 15

Luyện tập trang 15 Vật Lí 11:Một vật dao động có đồ thị li độ – thời gian được mô tả trong Hình 2.2. Hãy xác định:

a) Biên độ dao động, chu kì, tần số, tần số góc của dao động.

b) Li độ của vật dao động tại các thời điểm t₁; t₂; t₃ ứng với các điểm A, B, C trên đường đồ thị li độ – thời gian.

c) Độ dịch chuyển so với vị trí ban đầu tại thời điểm t₁; t₂; t₃  trên đường đồ thị.

Lời giải:

a) Biên độ dao động A = 0,2 cm

Chu kì dao động T = 0,4 s

Tần số dao động $f=\frac{1}{T}=\frac{1}{0,4}=2,5Hz$

Tần số góc $\omega =2\pi f=5\pi \left(rad/s\right)$

b) Li độ của vật dao động tại thời điểm t₁ ứng với điểm A là x_A = - 0,1 cm

Li độ của vật dao động tại thời điểm t₂ ứng với điểm B là x_B = - 0,2 cm

Li độ của vật dao động tại thời điểm t₃ ứng với điểm C là x_C = 0.

c) Tại thời điểm ban đầu vật chuyển động từ VTCB theo chiều dương nên ${\phi }_0=-\frac{\pi }{2}$

Đồ thị độ dịch chuyển của vật dịch xuống một đoạn $A\cos {\phi }_0=0,2.\cos \left(-\frac{\pi }{2}\right)=0$, tức là đồ thị độ dịch chuyển – thời gian và đồ thị li độ - thời gian trùng nhau.

Độ dịch chuyển của vật dao động tại thời điểm t₁ ứng với điểm A là d_A = - 0,1 cm

Độ dịch chuyển của vật dao động tại thời điểm t₂ ứng với điểm B là d_B = - 0,2 cm

Độ dịch chuyển của vật dao động tại thời điểm t₃ ứng với điểm C là d_C = 0.

2. Vận tốc trong dao động điều hoà

Câu hỏi 2 trang 15 Vật Lí 11:Quan sát Hình 2.3a và 2.3b, hãy xác định:

a) Hình dạng đồ thị vận tốc - thời gian của vật.

b) Chu kì của vận tốc của vật.

c) Mối liên hệ giữa tốc độ cực đại và biên độ của vật.

d) Độ lệch pha của vận tốc so với li độ của vật.

Lời giải:

a) Hình dạng đồ thị vận tốc - thời gian của vật có dạng hình sin.

b) Chu kì của vận tốc của vật: T = 0,66 s.

c) Biên độ dao động: A = 0,44 cm

Tốc độ cực đại: v_max = 4,2 cm/s

Tốc độ góc: $\omega =\frac{2\pi }{T}\approx 9,52\left(rad/s\right)$

Mối liên hệ giữa tốc độ cực đại và biên độ của vật gần đúng theo công thức: $v_{\max }=A\omega$

d) Độ lệch pha của vận tốc so với li độ của vật là $\Delta \phi =\frac{\pi }{2}rad$