Cho con lắc lò xo dao động trên mặt phẳng nằm ngang không ma sát như trong Hình 2

Giải Vật Lí 11 Bài tập chủ đề 1 - Cánh diều

Câu hỏi 2 trang 32 Vật Lí 11: Cho con lắc lò xo dao động trên mặt phẳng nằm ngang không ma sát như trong Hình 2. Con lắc lò xo thực hiện mỗi dao động mất 2,4 s. Tại t = 0, vật bắt đầu dao động từ chỗ cách vị trí cân bằng x = 3 cm.

a) Tìm vị trí và vận tốc của vật tại thời điểm 0,60 s.

b) Tìm vị trí và vận tốc của vật tại thời điểm 1,20 s.

Lời giải:

Con lắc lò xo thực hiện mỗi dao động mất 2,4 s nên T = 2,4 s $\Rightarrow \omega =\frac{2\pi }{T}=\frac{5\pi }{6}\left(rad/s\right)$

Tại t = 0, vật bắt đầu dao động từ chỗ cách vị trí cân bằng x = 3 cm tức là A = 3 cm.

Cách 1:

Khi đó: 3 = 3cosφ ⇒ φ = 0rad

Khi đó phương trình dao động điều hoà có dạng: $x=3\cos \left(\frac{5\pi }{6}.t\right)cm$

Phương trình vận tốc có dạng: $v=-\frac{5\pi }{6}\mathrm{.3.}\sin \left(\frac{5\pi }{6}.t\right)=-\frac{5\pi }{2}.\sin \left(\frac{5\pi }{6}.t\right)\left(cm/s\right)$

a) Tại thời điểm t = 0,6 s:

$\left(\begin{array}{c}x=3.\cos \left(\frac{5\pi }{6}\mathrm{.0,6}\right)=0cm\\ v=-\frac{5\pi }{2}.\sin \left(\frac{5\pi }{6}\mathrm{.0,6}\right)=-\frac{5\pi }{2}\left(cm/s\right)\end{array}\right)$

b) Tại thời điểm t = 1,2 s:

$\left(\begin{array}{c}x=3.\cos \left(\frac{5\pi }{6}\mathrm{.1,2}\right)=-3cm\\ v=-\frac{5\pi }{2}.\sin \left(\frac{5\pi }{6}\mathrm{.1,2}\right)=0\left(cm/s\right)\end{array}\right)$

Cách 2:

a) Chu kì T = 2,4 s

Có $t=\mathrm{0,6}s=\frac{T}{4}$

Do tại thời điểm ban đầu vật đang ở biên dương nên sau khoảng thời gian $\frac{T}{4}$ (tức là $\frac{1}{4}$ chu kì) thì vật trở về VTCB và chuyển động theo chiều âm. Khi đó:

$\left(\begin{array}{c}x=0cm\\ v=-\omega A=-\frac{5\pi }{6}.3=-\frac{5\pi }{2}\left(cm/s\right)\end{array}\right)$

b) Có $t=\mathrm{1,2}s=\frac{T}{2}$

Do tại thời điểm ban đầu vật đang ở biên dương nên sau khoảng thời gian $\frac{T}{2}$ (tức là $\frac{1}{2}$ chu kì) thì vật đang ở biên âm và chuyển động theo chiều dương. Khi đó:

$\left(\begin{array}{c}x=-A=-3cm\\ v=0\left(cm/s\right)\end{array}\right)$

Lời giải bài tập Vật lí 11 Bài tập chủ đề 1 hay khác:

• Câu hỏi 1 trang 32 Vật Lí 11: Cho hai vật dao động điều hoà (1) và (2) có đồ thị li độ – thời gian như Hình 1 ....

• Câu hỏi 3 trang 32 Vật Lí 11: Trong một chuyến bay lên Mặt Trăng, các nhà du hành đã mang theo một con lắc đơn ....

• Câu hỏi 4 trang 33 Vật Lí 11: Cho đồ thị vận tốc – thời gian của một vật dao động điều hoà như Hình 3 ....

• Câu hỏi 5 trang 33 Vật Lí 11: Dao động của vật sẽ tắt dần nhanh hơn nếu: A. giảm lực ma sát ....

• Câu hỏi 6 trang 33 Vật Lí 11: Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về năng lượng của hệ dao động điều hoà ....

• Câu hỏi 7 trang 33 Vật Lí 11: Gờ giảm tốc (Hình 4) có tác dụng cảnh báo (thông qua việc gây ra tác động nhẹ lên phương tiện) ....

• Câu hỏi 8 trang 34 Vật Lí 11: Các cơ vận động nhãn cầu tạo ra chuyển động của nhãn cầu và chuyển động đồng bộ của mi mắt ....

Xem thêm lời giải bài tập Vật Lí lớp 11 Cánh diều hay, chi tiết khác:

• Vật Lí 11 Bài 1: Mô tả sóng

• Vật Lí 11 Bài 2: Sóng dọc và sóng ngang

• Vật Lí 11 Bài 3: Giao thoa sóng

• Vật Lí 11 Bài 4: Sóng dừng

• Vật Lí 11 Bài tập chủ đề 2

Xem thêm các tài liệu học tốt lớp 11 hay khác:

• Giải sgk Vật Lí 11 Cánh diều
• Giải Chuyên đề Vật Lí 11 Cánh diều
• Giải SBT Vật Lí 11 Cánh diều
• Giải lớp 11 Cánh diều (các môn học)
• Giải lớp 11 Kết nối tri thức (các môn học)
• Giải lớp 11 Chân trời sáng tạo (các môn học)

---