Một chất điểm dao động điều hòa có phương trình x=2cos(5πt-π/4) (cm) a) Xác định biên độ, chu kì, tần số và chiều dài quỹ đạo của dao động. b) Viết phương trình vận tốc và gia tốc của chất điểm. c) Tính pha, li độ, vận tốc và gia tốc ở thời điểm t = 0,2 s.
Phương trình: \(x=2cos\left(5\pi t-\dfrac{\pi}{4}\right)\)
a)Biên độ: \(A=2cm\)
Chu kì: \(T=\dfrac{2\pi}{\omega}=\dfrac{2\pi}{5\pi}=0,4s\)
Tần số: \(f=\dfrac{1}{T}=\dfrac{1}{0,4}=2,5Hz\)
Chiều dài quỹ đạo: \(L=2A=2\cdot2=4cm\)
b)Phương trình chất điểm:
Vận tốc: \(v=-\omega Asin\left(\omega t+\varphi\right)=-10\pi sin\left(5\pi t-\dfrac{\pi}{4}\right)\)
Gia tốc: \(a=-\omega^2Acos\left(\omega t+\varphi\right)=-500cos\left(5\pi t-\dfrac{\pi}{4}\right)\)
c)Em thay giá trị \(t=0,2s\) vào từng pt nhé.
Dao động của một vật là tổng hợp của hai dao động điều hòa cùng phương trình: x1 = 2cos(4t + φ1) (cm); x2 = 2cos(4t + φ2) (cm) với 0 ≤ φ2 - φ1 ≤ π. Biết phương trình dao động tổng hợp: x = 2cos(4t + π/6) (cm). Hãy xác định φ1?
A. π/6
B. – π/6
C. – π/2
D. π/2
Đáp án D
Phương pháp: Sử dụng công thức tổng hợp dao động hai dao đông̣ điều hoà cùng phương, cùng tần số
Cách giải:
Ta có
=> cos ( φ 1 - φ 2 ) = - 0 , 5
Vì
Thay (1) vào biểu thức:
=> Đáp án D
Một vật tham gia đồng thời hai dao động điều hòa cùng phương: x 1 = 2 cos ( 4 t + φ 1 ) cm, x 2 = 2 cos ( 4 t + φ 2 ) với 0 ≤ φ 2 - φ 1 ≤ π Biết phương trình dao động tổng hợp x = 2 cos ( 4 t + π / 6 ) Hãy xác định φ 1
A. π /6
B. - π /6
C. π /2
D. 0
Một chất điểm dao động điều hoà theo phương trình : x = 2cos(2 π t + π /2)cm. Tại t = 0,25 s chất điểm có li độ bằng
A. 3 cm. B. - 3 cm. C. 2 cm. D. -2 cm.
Một chất điểm dao động dọc theo trục Ox có phương trình dao động x = 2cos(2πt+π)(cm). Thời gian ngắn nhất vật đi từ lúc bắt đầu dao động đến lúc vật có li độ x = √3 cm là:
A. 2,4s.
B. 1,2s.
C. 5/6s.
D. 5/12s.
Chọn D
+ T = 2 π w = 2 π 2 π = 1 s
+ t = 0: x = 2cosπ = -2cm => chất điểm ở vị trí biên âm.
+ x = 3 cm = A 3 2
+ Sử vòng tròn: tmin = t-A→O + tO→ A 3 /2 = T 4 + T 6 = 5 T 12 = 5 12 s.
Bài 3: Một con lắc đơn có chiều dài dây treo 1 m, dao động điều hòa tại nơi có gia tốc trọng trường g π2 m/s2.
Số lần động năng bằng thế năng trong khoảng thời gian 4 s là A. 16. B. 6. C. 4. D. 8.
Bài 4: Một vật dao động điều hoà theo phương trình x = 2cos(5πt -π/3) (cm) (t đo bằng giây).
Trong khoảng thời gian từ t = 1 (s) đến t = 2 (s) vật đi qua vị trí x = 0 cm được mấy lần? A. 6 lần. B. 5 lần. C. 4 lần. D. 7 lần. Bài 5: Một chất điểm dao động điều hòa theo phương trình x = Acos(2πt/T + π/4) (cm). Trong khoảng thời gian 2,5T đầu tiên từ thời điểm t = 0, chất điểm đi qua vị trí có li độ x = 2A/3 là A. 9 lần. B. 6 lần. C. 4 lần. D. 5 lần.
Bài 6: Một chất điểm dao động điều hoà có vận tốc bằng không tại hai thời điểm liên tiếp là t1 = 2,2 (s) và t2 = 2,9 (s). Tính từ thời điểm ban đầu (to = 0 s) đến thời điểm t2 chất điểm đã đi qua vị trí cân bằng A. 9 lần. B. 6 lần. C. 4 lần. D. 5 lần
. Bài 7: Một vật dao động điều hoà theo phương trình: x = 2cos(5πt - π/3) (cm). Trong giây đầu tiên kể từ lúc bắt đầu dao động vật đi qua vị trí có li độ x = -1 cm theo chiều dương được mấy lần? A. 2 lần. B. 3 lần. C. 4 lần. D. 5 lần.
Bài 8: Một chất điểm dao động điều hoà tuân theo quy luật: x = 5cos(5πt - π/3) (cm). Trong khoảng thời gian t = 2,75T (T là chu kì dao động) chất điểm đi qua vị trí cân bằng của nó A. 3 lần. B. 4 lần. C. 5 lần. D. 6 lần.
Bài 9: Một chất điểm dao động điều hòa với phương trình: x = 4cos(4πt + π/3) (cm). Trong thời gian 1,25 s tính từ thời điểm t = 0, vật đi qua vị trí có li độ x = -1 cm A. 3 lần. B. 4 lần. C. 5 lần. D. 6 lần. Bài 10: Chất điểm dao động điều hòa với phương trình: x = Acos(2πt/T + π/4) (cm). Trong thời gian 2,5T kể từ thời điểm t = 0, số lần vật đi qua li độ x = 2A/3 làπ A. 6 lần. B. 4 lần. C. 5 lần. D. 9 lần.
Một vật dao động điều hòa với phương trình x = 2cos(20t + π /2) cm. Pha ban đầu của dao động là:
A. π /2 (rad)
B.20t + π /2 (rad)
C.2 rad/s
D.20 (rad)
Đáp án A
Phương pháp: Sử dụng lí thuyết về phương trình dao động điều
Pha ban đầu: φ = π 2
Một nguồn sáng điểm A thuộc trục chính của một thấu kính mỏng, cách quang tâm O của thấu kính 18 cm, qua thấu kính cho ảnh A'. Chọn trục tọa độ O 1 x và vuông góc với trục chính của thấu kính, có cùng chiều dương, gốc O i và O 1 ' thuộc trục chính. Biết O 1 x đi qua A và O 1 ' x ' đi qua A'. Khi A dao động trên trục O 1 x với phương trình x = 4 cos ( 5 π t + π ) c m thì A' dao động trên trục O 1 ' x ' với phương trình x ' = 2 cos ( 5 π t + π ) c m . Tiêu cự của thấu kính là:
A. -18 cm
B. 36 cm
C. 6 cm
D. -9 cm
Đáp án A
d ' = 18 c m
Ảnh cùng chiều với vật và có độ lớn bằng 1 2 vật: k = − d ' d = 1 2 ⇒ d ' = − 1 2 d = − 9 c m
Vậy 1 f = 1 d + 1 d ' ⇒ f = d . d ' d + d ' = − 18 c m
Một vật nhỏ dao động điều hòa dọc theo một đường thẳng với phương trình li độ x = 2cos(27πt + π/6) (cm). Độ dời cực đại của vật trong quá trình dao động có độ lớn là:
A. 3 c m
B. 4cm
C. 2 3 c m
D. 2cm
Bài 3: Một chất điểm dao động điều hoà theo phương trình x = 2cos(5πt - π/3) cm ( t tính bằng s). Trong 1 giây đầu tiên kể từ lúc t =0, chất điểm đi qua vị trí có li độ x = + 1 cm mấy lần?
Biểu diễn dao động bằng véc tơ quay.
Tần số dao động: $f=\dfrac{5\pi}{2\pi}=2,5(hz)$
Ban đầu véc tơ quay xuất phát từ M, trong 1 giây đầu tiên, véc tơ quay quay được 2,5 vòng và đến N.
Chất điểm qua li độ x = 1cm ứng với véc tơ quay qua M và P.
Từ đó ta dễ dàng đếm được, trong 1 giây đầu, vật qua li độ x = 1cm tổng cộng 6 lần.
