Vật lí 12 - Sử dụng đường tròn hỗn hợp giải các bài toán dao động điều hòa

Vật lí 12 - Sử dụng đường tròn hỗn hợp giải các bài toán dao động điều hòa Vật lí 12 - Sử dụng đường tròn hỗn hợp giải các bài toán dao động điều hòa Vật lí 12 - Sử dụng đường tròn hỗn hợp giải các bài toán dao động điều hòa Vật lí 12 - Sử dụng đường tròn hỗn hợp giải các bài toán dao động điều hòa Vật lí 12 - Sử dụng đường tròn hỗn hợp giải các bài toán dao động điều hòa

Học Viện Online Lize Website: www.lize.vn Gặt vạn điều hay - Vào đại học Fanpage: www.facebook.com/littlezeros Sử Dụng Đường Tròn Hỗn Hợp Giải Tốn Dao Động Điều Hòa A - Kiến thức cần nhớ Lý Thuyết Đường tròn hỗn hợp dao động điều hòa đường tròn biểu diễn lúc nhiều đại lượng vật dao động Ví dụ li độ, vận tốc, gia tốc, lực hồi phục a Vòng tròn biển diễn li độ VTCB theo chiều âm Biên dương I II −A O Biên âm III +A IV VTCB theo chiều dương Góc Phần tư I Phần tư II Phần tư III Phần tư IV Chuyển động Từ biên dương đến VTCB Từ VTCB đến biên âm Từ biên âm đến VTCB Từ VTCB đến biên dương Vòng tròn hỗn hợp Kho tài liệu Lớp 10 + Lớp 11 + Lớp 12 + Ôn thi THPT Quốc Gia địa chỉ: www.lize.vn/khotailieu Học Viện Online Lize Website: www.lize.vn Gặt vạn điều hay - Vào đại học VTCB theo chiều âm Fanpage: www.facebook.com/littlezeros −vma Biên dương I I Fma ama −Fma −ama O − + II Biên âm I vma VTCB theo chiều dương b Các vị trí mốc cần lưu ý: Max Min Vận Tốc Độ lớn Giá trị =0 =0 =0 =0 Gia tốc Độ lớn Max Max Giá trị Min Max Lực hồi phục Độ lớn Giá trị Max Min Max Max =0 Max Max =0 =0 =0 =0 =0 Max Min =0 =0 =0 =0 Li độ Biên dương Biên âm VTCB theo chiều dương VTCB theo chiều âm Các khoảng thời gian chuyển động cần lưu ý: Li độ Phần tư I Phần tư II Phần tư III Phần tư IV Giảm Giảm Tăng Tăng Gia tốc Vận Tốc Độ lớn Tăng Giảm Tăng Giảm Giá trị Giảm Tăng Tăng Giảm Độ lớn Giảm Tăng Giảm Tăng Lực hồi phục Giá trị Tăng Tăng Giảm Giảm Độ lớn Giảm Tăng Giảm Tăng Giá trị Tăng Tăng Giảm Giảm Ví dụ minh họa: Ví dụ 1: Một chất điểm dao động điều hòa với chu kì 2,0 s Trong chu kì dao động, tìm khoảng thời gian để gia tốc vận tốc chất điểm a, tăng ? b, giảm ? Hướng dẫn: Kho tài liệu Lớp 10 + Lớp 11 + Lớp 12 + Ôn thi THPT Quốc Gia địa chỉ: www.lize.vn/khotailieu Học Viện Online Lize Website: www.lize.vn Gặt vạn điều hay - Vào đại học Fanpage: www.facebook.com/littlezeros −vmax I II −amax amax O −A +A III IV vmax a, Quan sát đường tròn hỗn hợp ta thấy Khi v a tăng vật chuyển động từ VTCB đến biên âm (góc phần tư II) Vì v tăng từ −vmax đến 0, a tăng từ đến amax Vậy khoảng thời gian cần tìm t = T/4 = 0,5 s b, Quan sát đường tròn hỗn hợp ta thấy Khi v a giảm vật chuyển động từ VTCB đến biên dương (góc phần tư IV) Vì v giảm từ vmax 0, a giảm từ −amax Vậy khoảng thời gian cần tìm t = T/4 = 0,5 s Ví dụ 2: Một vật nhỏ dao động điều hòa trục Ox với biên độ cm tần số Hz Khoảng thời ngắn tính từ thời điểm vật có gia tốc 32 22 cm/s2 đến thời điểm vật có vận tốc π cm/s A 5/48 s B 7/48 s C 1/96 s D 1/48 s Hướng dẫn: a max  2 A  642 cm / s  v  A  16  cm / s  Ta có:  max Tại vị trí M1 M2 gia tốc a  32 22 cm/s2   Tại vị trí N1 N2 vận tốc v  3 cm/s Quan sát đường tròn hỗn hợp ta thấy, thời gian ngắn để vật có gia tốc a  32 22 cm/s2 đến vận tốc v  3 cm/s từ vị trí M2 đến N1 Kho tài liệu Lớp 10 + Lớp 11 + Lớp 12 + Ôn thi THPT Quốc Gia địa chỉ: www.lize.vn/khotailieu Học Viện Online Lize Website: www.lize.vn Gặt vạn điều hay - Vào đại học Fanpage: www.facebook.com/littlezeros −vmax M1 64π2 cm/s2 I II 32 22 −amax O 450 +A 150 III 300 M2 IV N1 16π cm/s N2 Vậy góc quét ∆φ = 150 → t = T/24 = 1/48 s Chọn D Ví dụ 3: Một vật nhỏ dao động điều hòa trục Ox với biên độ cm chu kì 2π s Khoảng thời ngắn tính từ thời điểm vật có gia tốc cm/s2 đến thời điểm vật có vận tốc cm/s A π/3 s B π/6 s C π/4 s D π/2 s Hướng dẫn: a max  2 A  cm / s  v  A   cm / s  Ta có:  max   Tại vị trí M1 M2 gia tốc a = cm/s2 Tại vị trí N1 N2 vận tốc v = cm/s Quan sát đường tròn hỗn hợp ta thấy, thời gian ngắn để vật có gia tốc a = cm/s2 đến vận tốc v = cm/s từ vị trí M2 đến N2 từ M1 đến N1 Kho tài liệu Lớp 10 + Lớp 11 + Lớp 12 + Ôn thi THPT Quốc Gia địa chỉ: www.lize.vn/khotailieu Học Viện Online Lize Website: www.lize.vn Gặt vạn điều hay - Vào đại học Fanpage: www.facebook.com/littlezeros −vmax M1 II I cm/s2 −amax O cm/s2 III 300 N1 cm/s +A IV 600 IV N2 M2 900 cm/s → t = T/4 = π/2 s Vậy góc quét ∆φ = Chọn D Nếu đề thay từ vận tốc tốc độ thời gian ngắn thỏa mãn vật từ vị trí M1 đến vị trí −A/2 theo chiều âm → t = T/12 = π/6 s Kết Luận Để giải tập dạng ta cần xác định rõ vị trí thỏa mãn vận tốc, gia tốc, lực hồi phục chất điểm đường tròn hỗn hợp, xem từ vị trí đến vị trí thỏa mãn yêu cầu toán Lưu ý: cần xác định rõ kiện toán, thông thường ta hay nhầm lẫn tốc độ vận tốc Vận tốc giá trị âm dương, tốc độ độ lớn nên dương B - Bài tập tự luyện Câu [VL011132] Một vật nhỏ dao động điều hòa với biên độ cm tần số Hz Trong khoảng thời gian vật thỏa mãn đồng thời giá trị vận tốc nhỏ 3 cm/s giá trị gia tốc lớn 322 cm / s tốc độ trung bình vật nhỏ A 24 cm/s B 12 cm/s C 18 cm/s D 32 cm/s Câu [VL011133] Một vật nhỏ dao động điều hòa với biên độ 10 cm Trong chu kì, khoảng thời gian vật thỏa mãn đồng thời tốc độ nhỏ 10 2  cm / s   giá trị gia tốc nhỏ  20 32 cm / s 1/3 s Chu kì vật A 1,0 s B 0,5 s C 0,25 s D 2,0 s Câu [VL011134] Kho tài liệu Lớp 10 + Lớp 11 + Lớp 12 + Ôn thi THPT Quốc Gia địa chỉ: www.lize.vn/khotailieu Học Viện Online Lize Website: www.lize.vn Gặt vạn điều hay - Vào đại học Fanpage: www.facebook.com/littlezeros Một vật nhỏ dao động điều hòa với biên độ cm Trong chu kì, khoảng thời gian vật thỏa  mãn đồng thời giá trị vận tốc lớn 16π cm/s giá trị gia tốc lớn 642 cm / s 1/24 s Chu kì vật A 0,5s B 0,25s C 1s  D 2s Câu [VL011135] Một chất điểm dao động điều hòa với biên độ cm Khoảng thời gian chu kì để vận tốc lực hồi phục có giá trị giảm 0,5 s Thời gian li độ vận tốc trái dấu chu kì A 1,0 s B 0,5 s C 1,5 s D 2,0 s Câu [VL011136] Một chất điểm dao động điều hòa với chu kì 1,0 s Trong chu kì khoảng thời gian vật có li độ lớn x1 = cm t1 s, khoảng thời gian vật có giá trị gia tốc lớn a  82 x1 cm / s t s Biết t1  t  0,1 s Biên độ dao động chất điểm gần giá trị sau ? A cm B cm C cm D 12 cm Kho tài liệu Lớp 10 + Lớp 11 + Lớp 12 + Ôn thi THPT Quốc Gia địa chỉ: www.lize.vn/khotailieu