50 bài tập Hai vật dao động điều hòa khác tần số cùng biên độ (có đáp án 2024)

Với tài liệu về 50 bài tập Hai vật dao động điều hòa khác tần số cùng biên độ bao gồm: lý thuyết và bài tập cũng như những định nghĩa, tính chất, các dạng bài sẽ giúp bạn nắm vững kiến thức và học tốt môn Vật lí hơn.

1 551 29/12/2023


50 bài tập Hai vật dao động điều hòa khác tần số cùng biên độ

1. Phương pháp

a) Xác định khoảng thời gian ngắn nhất để 2 vật cùng trở lại trạng thái lúc đầu:

Gọi n1 và n2 là số dao động toàn phần mà 2 vật thực hiện được cho đến lúc trở lại trạng thái đầu.

Thời gian từ lúc xuất phát đến lúc trở lại trạng thái đầu là: Δt = n1T1 = n2T2. (n1, n2 ∈ N*).

Tìm n1min, n2min thoả mãn biểu thức trên ⇒ giá trị Δtmin cần tìm.

b) Xác định khoảng thời gian ngắn nhất để 2 vật vị trí có cùng li độ.

Xác định pha ban đầu φ của hai vật từ điều kiện đầu x0 và v.

Giả sử T1 > T2 nên vật 2 đi nhanh hơn vật 1, chúng gặp nhau tại x1

Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án

Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án

2. Ví dụ

Ví dụ 1: Cho 2 vật dao động điều hoà cùng biên độ A. Biết f1 = 3Hz và f2 = 6Hz. Ở thời điểm ban đầu 2 vật đều có li độ x0 = A/2. Hỏi sau khoảng thời gian ngắn nhất là bao nhiêu 2 vật lại có cùng li độ?

Lời giải:

Cách 1: Đây không phải hiện tượng trùng phùng. Xét 4 trường hợp:

Trường hợp 1: Thời điểm ban đầu, cả 2 vật đi qua vị trí Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án theo chiều dương Ox. Phương trình dao động của hai vật: Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án

Theo giả thuyết ta có:

Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án

Trường hợp 2: Thời điểm ban đầu, cả 2 vật đi qua vị trí Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án theo chiều âm Ox. Phương trình dao động của hai vật: Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án

Theo giả thuyết ta có:

Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án

Trường hợp 3: Thời điểm ban đầu, vật 1 đi qua vị trí Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án theo chiều âm Ox, vật 2 đi qua vị trí Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án theo chiều dương Ox.

Phương trình dao động của hai vật: Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án

Theo giả thuyết ta có:

Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án

Trường hợp 4: Thời điểm ban đầu, vật 2 đi qua vị trí Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án theo chiều âm Ox, vật 1 đi qua vị trí Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án theo chiều dương Ox. Phương trình dao động của hai vật: Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án

Theo giả thuyết ta có:

Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án

Ví dụ 2: Hai chất điểm dao động điều hòa cùng biên độ A, với tần số góc 3 Hz và 6 Hz. Lúc đầu hai vật đồng thời xuất phát từ vị trí có li độ Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án chuyển động theo chiều dương. Khoảng thời gian ngắn nhất để hai vật gặp nhau là :

A. 1/18s. B. 1/27s. C. 1/36s. D. 1/72s.

Lời giải:

Xuất phát tại Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án với t = 0: Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án

Phương trình dao động: Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án

Khi gặp nhau:

Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án

Hai đao động gặp nhau lần đầu:

Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án

Chọn đáp án C.

Ví dụ 3: Hai chất điểm dao động điều hoà trên trục Ox với các phương trình lần lượt là x1 = 2AcosVật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án (cm), x2 = Acos(Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án ) (cm) . Biết Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án Vị trí mà hai chất điểm gặp nhau lần đầu tiên là:

Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án

Lời giải:

Vẽ giản đồ vectơ như hình vẽ.

Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án

Ở thời điểm ban đầu hai chất điểm ở M01 và M02

Sau thời gian Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án hai chất điểm ở M1 và M2 có li độ:

Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án

Như vậy vị trí hai chất điểm gặp nhau lần đầu tiên có tọa độ x = - A.

Chọn đáp án A

Xem thêm các dạng bài tập và công thức Vật lí lớp 12 hay, chi tiết khác:

50 bài tập Hai vật dao động điều hòa cùng tần số hoặc khác tần số

50 bài tập tìm số lần vật đi qua vị trí có li độ x, có vận tốc v từ thời điểm t1 đến t2

50 bài tập Con lắc lò xo trong đề thi Đại học

Các dạng bài toán tính chu kì, tần số của Con lắc lò xo

Các dạng bài toán tính chiều dài con lắc lò xo, Lực đàn hồi, Lực phục hồi

1 551 29/12/2023