ỨNG DỤNG 3: XÁC ĐỊNH QUÃNG ĐƯỜNG

Một phần của tài liệu (SKKN mới NHẤT) SKKN ứng dụng đường tròn lượng giác để giải một số bài toán vật lý 12 ở trung tâm gdtx dn tam đảo (Trang 26 - 30)

III. ỨNG DỤNG ĐƯỜNG TRÒN LƯỢNG GIÁC ĐỂ GIẢI CÁC BÀI TOÁN VẬT LÝ 12:

3. ỨNG DỤNG 3: XÁC ĐỊNH QUÃNG ĐƯỜNG

3.1. Loại 1: Bài toán xác định quãng đường vật đi được trong khoảng thời

gian Dt < T kể từ thời điểm ban đầu. - Bước 1: Tính Δφ; Δφ = ω.Δt.

- Bước 2: Xoay thêm góc Δφ kể từ vị trí t = 0 (s)

3.2 Loại 2: Bài toán xác định quãng

đường vật đi được trong khoảng thời

gian từ t1 đến t2.

- Bước 1: Tìm Δt; (Δt = t2 – t1); T =

- Bước 2:  Δt = n.T + t3 t2 = t1 + nT + t3

- Bước 3: Tìm quãng đường. S = n.4A + S3

- Bước 4: Tìm S3; S3 là quãng đường ứng với thời gian t3 kể từ t1

3.3. Loại 3: Bài toán quãng đường cực đại – cực tiểu: Smax - Smin

3.3.1. Dạng 1: Bài toán xác định Smax – Smin vật đi được trong khoảng thời gian Dt (Dt < )

A. Tìm Smax: B. Tìm Smin:

Smax = 2A.sin với φ = ω.Δt Smin = 2A(1 - cos ) với φ = ω.Δt

3.3.2. Dạng 2: Tìm Smax - Smin vật đi được trong khoảng thời gian Δt (T > Δt > )

A. Tìm Smax: B. Tìm Smin:

Smax = 2A[1+ cos ] với Δφ = ω.Δt Smin = 2A(2 - sin ) với Δφ = ω.Δt

BẢNG TÍNH NHANH CÁC GIÁ TRỊ CỰC ĐẠI – CỰC TIỂU CỦA QUÃNG ĐƯỜNG

Δt T

Smax A A A 2A 2A+A 2A+ A 2A +A 4A

3.3.3. Dạng 3: Tìm Smax - Smin vật đi được trong khoảng thời gian Δt ( Δt > T)

 Smax: Δt = nT + t* Smax = n.4A +

 Smin: Δt = nT + t* Smax = n.4A +

Ví dụ : Một vật dao động điều hòa theo phương trình x = 4cos(2πt + π/3) (cm). Tính quãng đường mà vật đi được trong thời gian 3,75s.

Bài giải.

- Chu kỳ dao động của vật: T = 2p/ = 1s

- Số lần vật dao động được trong khoảng thời gian t: n0 = t/T = 3,75 = 3 + 0,75

=> Khoảng thời gian vật đã chuyển động: t = T(3 + 0,75) = 3T + 0,75T = t1 + t2

- Quãng đường vật đi được trong thời gian t: S = S1 + S2

+) Quãng đường vật đi được trong t1 = 3T là: S1 = 3 × 4A = 3.4.4 = 48cm

+) Quãng đường vật đi được trong t2 = 0,75T là S2 được xác định theo hình vẽ dưới đây:

 Trước tiên ta đi xác định vị trí và hướng chuyển động của vật ở thời điểm ban đầu t = 0:

v0 = -8πsin(2π.0 + π/3) < 0.

==> Vậy ở thời điểm ban đầu vật có tọa độ 2cm và đi theo chiều âm (là điểm A) như trên hình vẽ.

 Sau đó ta xác định vị trí và hướng chuyển động của vật ở thời điểm t2 = 0,75s:

x = 4cos(2π.0,75 + π/3) = 2 cm » 3,46 cm v = -8πsin(2π.0,75 + π/3) = 12,56 > 0.

=> Vậy ở thời điểm t = 0,75s vật có tọa độ cm và đi theo chiều dương (là điểm C) như trên hình vẽ.

=> Quãng đường vật đi được: S2 = AO + OB + BO + OC

= x0 + 4 + 4 + x = 10 + 2 cm trong đó OA = x0 = 2 cm và OC = x = 2 cm

¨Vậy tổng quãng đường mà vật đi được: S = S1 + S2 = 61,46 cm

Một phần của tài liệu (SKKN mới NHẤT) SKKN ứng dụng đường tròn lượng giác để giải một số bài toán vật lý 12 ở trung tâm gdtx dn tam đảo (Trang 26 - 30)

Tải bản đầy đủ (PDF)

(53 trang)