Giải Vật lí 11 trang 15 Kết nối tri thức

Với giải bài tập Vật lí lớp 11 trang 15 trong Bài 3: Vận tốc, gia tốc trong dao động điều hoà sách Kết nối tri thức hay nhất, chi tiết giúp học sinh dễ dàng làm bài tập Vật lí 11.

1 3,986 17/04/2023

Trang trước

Trang sau

Giải Vật lí 11 trang 15 Kết nối tri thức

Câu hỏi trang 15 Vật lí 11: So sánh đồ thị của vận tốc (Hình 3.2) với đồ thị của li độ (Hình 3.1), hãy cho biết vận tốc sớm pha hay trễ pha bao nhiêu so với li độ.

So sánh đồ thị của vận tốc (Hình 3.2) với đồ thị của li độ (Hình 3.1)

Lời giải:

- Từ đồ (x – t) ta thấy tại thời điểm ban đầu (t = 0) vật đang ở vị trí biên dương và tiến về VTCB (đi theo chiều âm) nên phương trình dao động có dạng: $x = A \cos (ω t)$

- Từ đồ thị (v – t) ta thấy tại thời điểm ban đầu (t = 0) vận tốc đang có giá trị bằng 0 và đang giảm dần nên phương trình vận tốc có dạng: $v = v_{\max} \cos (ω t + \frac{π}{2})$

Chứng tỏ vận tốc đang dao động sớm pha hơn li độ góc $\frac{π}{2}$

Câu hỏi trang 15 Vật lí 11: Trong các khoảng thời gian từ 0 đến $\frac{T}{4}$ , từ $\frac{T}{4}$ đến $\frac{T}{2}$ , từ $\frac{T}{2}$ đến $\frac{3T}{4}$ , từ $\frac{3T}{4}$ đến T, vận tốc của dao động điều hoà thay đổi như thế nào?

Lời giải:

Trong các khoảng thời gian từ 0 đến T/4 , từ T/4 đến T/2, từ T/2 đến 3T/4 , từ 3T/4 đến T, vận tốc

Từ đồ thị 3.2 ta thấy:

- Trong khoảng thời gian từ 0 đến $\frac{T}{4}$ , vận tốc có giá trị bằng 0 sau đó giảm dần đến giá trị cực tiểu $- ω A$ .

- Trong khoảng thời gian từ $\frac{T}{4}$ đến $\frac{T}{2}$ , vận tốc có giá trị cực tiểu sau đó tăng dần đến giá trị bằng 0

- Trong khoảng thời gian từ $\frac{T}{2}$ đến $\frac{3T}{4}$ , vận tốc có giá trị bằng 0 sau đó tăng dần đến giá trị cực đại $ω A$ .

- Trong khoảng thời gian từ $\frac{3T}{4}$ đến T, vận tốc có giá trị cực đại sau đó giảm dần đến giá trị bằng 0.

II. Gia tốc của vật dao động điều hòa

Hoạt động trang 15 Vật lí 11: Dùng thước kẻ (loại 20 cm) để xác định xem trên đồ thị (v – t) Hình 3.2, tại thời điểm nào độ dốc của đồ thị bằng 0 và tại thời điểm nào độ dốc của đồ thị cực đại. Từ đó, so sánh độ lớn của gia tốc trên đồ thị (a - t) Hình 3.3 ở các thời điểm tương ứng.

Dùng thước kẻ (loại 20 cm) để xác định xem trên đồ thị

Lời giải:

- Từ đồ thị 3.2 và dùng thước kẻ để xác định độ dốc thì ta thấy tại thời điểm $\frac{T}{2}$ và T thì độ dốc của đồ thị (v – t) có độ lớn là lớn nhất; tại thời điểm $\frac{T}{4}$ và $\frac{3T}{4}$ độ dốc của đồ thị (v – t) có độ lớn bằng 0.

- So sánh độ lớn gia tốc trên đồ thị (a – t):

+ Tại thời điểm ban đầu (t = 0): vận tốc có độ lớn bằng 0, gia tốc có độ lớn cực đại $ω^{2} A$

+ Tại thời điểm $\frac{T}{4}$ : vận tốc có độ lớn cực đại , gia tốc bằng 0.

+ Tại thời điểm $\frac{T}{2}$ : vận tốc bằng 0, gia tốc có độ lớn cực đại $ω^{2} A$

- Tại thời điểm $\frac{3T}{4}$ : vận tốc có độ lớn cực đại , gia tốc bằng 0.

- Tại thời điểm T: vận tốc bằng 0, gia tốc có độ lớn cực đại $ω^{2} A$

Hoạt động trang 15 Vật lí 11: Phương trình dao động của một vật là $x = 5 \cos 4 π t (c m)$ . Hãy viết phương trình vận tốc, gia tốc và vẽ đồ thị li độ, vận tốc, gia tốc theo thời gian của vật.

Lời giải:

Phương trình vận tốc:

$v = x' = - 4 π .5 \sin 4 π t = 20 π \cos (4 π t + \frac{π}{2}) (c m / s)$