Giải SBT Vật lí 11 Bài 3 (Kết nối tri thức): Vận tốc, gia tốc trong dao động điều hòa

10.2 K

Với giải sách bài tập Vật lí 11 Bài 3: Vận tốc, gia tốc trong dao động điều hòa sách Kết nối tri thức hay, chi tiết giúp học sinh dễ dàng xem và so sánh lời giải từ đó biết cách làm bài tập trong SBT Vật lí 11. Mời các bạn đón xem:

Sách bài tập Vật lí 11 Bài 3: Vận tốc, gia tốc trong dao động điều hòa

Giải SBT Vật lí 11 trang 8

Bài 3.1 trang 8 SBT Vật lí 11: Chọn kết luận đúng về dao động điều hoà.

A. Quỹ đạo là đường hình sin.

B. Quỹ đạo là một đoạn thẳng.

C. Vận tốc tỉ lệ thuận với thời gian.

D. Gia tốc tỉ lệ thuận với thời gian

Lời giải:

Quỹ đạo của dao động điều hòa có thể là một đoạn thẳng .

Đáp án :B

Bài 3.2 trang 8 SBT Vật lí 11: Tìm phát biểu sai khi nói về dao động điều hoà.

A. Gia tốc sớm pha π với li độ.  

B. Li độ và gia tốc luôn ngược pha nhau.

C. Vận tốc luôn trễ pha π2 so với gia tốc.

D. Vận tốc luôn trễ pha π2 so với li độ.

Lời giải:

Từ phương trình vận tốc và li độ ta có : Li độ luôn trễ pha π2 so với vận tốc

Đáp án :D

Bài 3.3 trang 8 SBT Vật lí 11: Vận tốc của một vật dao động điều hoà khi đi qua vị trí cân bằng là 1 cm/s và gia tốc của vật khi ở vị trí biên là 1,57cm/s2. Chu kì dao động của vật là

A. 3,24 s.                       B. 6,28 s.

C. 4 s.                    D. 2 s.

Lời giải:

Khi vật ở VTCB ta có : v=Aω=1 (1)

Khi vật ở vị trí biên ta có : a=Aω2=1,57 (2)

Từ (1) và (2) => av=Aω2Aω=ω=1,571=1,57(rad/s)

=> T=2πω=2π1,57=4(s)

Đáp án : C

Bài 3.4 trang 8 SBT Vật lí 11: Một chất điểm dao động điều hoà với tần số 4 Hz và biên độ dao động 10 cm. Độ lớn gia tốc cực đại của chất điểm bằng

A. 2,5 cm/s2            B. 25 cm/s2

C. 63,1 cm/s2         D. 6,31 cm/s2

Lời giải:

Đổi : 10 cm = 0,1 m

Ta có tần số của dao động : f=4Hz=>ω=2πf=2π.4=8π(rad/s)

Độ lớn gia tốc cực đại của chất điểm bằng: a=ω2A=(8π)2.0,1=63,1(m/s2)

Đáp án : C

Bài 3.6 trang 8 SBT Vật lí 11: Phương trình vận tốc của một vật dao động của một vật là: v=120cos20t(cm/s), với t đo bằng giây. Vào thời điểm t=T6 (T là chu kì dao động), vật có li độ là

A.3 cm.                  B. 3 cm.

C. 33 cm.              D. 33 cm.

Lời giải:

Từ phương trình của vận tốc => phương trình li độ của dao động :x=6cos(20tπ2)(cm)

Chu kì dao động của vật : T=2πω=0,2π(s)

=>  Thời điểm t=T6=0,2π6=π30(s)

Thay t=π30 vào phương trình li độ ta được : x=6cos(20.π30π2)=33(cm)

Đáp án : C

Bài 3.7 trang 8 SBT Vật lí 11: Một chất điểm dao động điều hoà. Biết li độ và vận tốc của chất điểm tại thời điểm t1, lần lượt là x1=3cm và v1=603cm/s; tại thời điểm t2 ; lần lượt là x2=32cm và v2=602cm/s. Biên độ và tần số góc của dao động lần lượt bằng

A. 6cm ; 20 rad/s. 

B. 6 cm ; 12 rad/s.

C. 12 cm ; 20 rad/s.   

D. 12 cm ; 10 rad/s.

Lời giải:

Tại thời điểm t1 : (x1A)2+(v1Aω)2=1=>(3A)2+(603Aω)=1

Tại thời điểm t2 : (x2A)2+(v2Aω)2=1=>(32A)2+(602Aω)=1

Giải hệ phương trình trên ta được :

A2=36=>A=6(cm)

(Aω)2=14400=>ω=20(rad/s)

Đáp án : A

Giải SBT Vật lí 11 trang 9

Bài 3.8 trang 9 SBT Vật lí 11: Một dao động điều hoà trên đoạn thẳng dài 10 cm và thực hiện được 50 dao động trong thời gian 78,5 s. Tìm vận tốc và gia tốc của vật khi đi qua vị trí có li độ x = 3 cm theo chiều hướng về vị trí cân bằng.

Lời giải:

Biên độ của con lắc là : A=L2=5(cm)

Chu kì của con lắc : T=tn=78,550=1,57(s)

Tần số góc của con lắc : ω=2πT=4(rad/s)

Ta có công thức độc lập với thời gian :

x2+v2ω2=A2=>(3)2+v242=52=>v=16(cm/s)

Bài 3.9 trang 9 SBT Vật lí 11: Một vật dao động điều hoà với tằn số góc ω = 5 rad/s. Khi t = 0, vật đi qua vị trí có li độ x =  2 cm và có vận tốc 10 cm/s hướng về vị trí biên gần nhất. Hãy viết phương trình dao động của vật.

Lời giải:

Thay x =  2 và v = 10 vào công thức độc lập với thời gian ta được :

A2=x2+v2ω2=(2)2+10252=>A=22

Tại t = 0 ,ta có x=2=22cos(φ)=>cos(φ)=22 và v < 0

=>φ=3π4 => Phương trình dao động của vật là : x=22cos(5t+3π4)cm

Bài 3.10 trang 9 SBT Vật lí 11: Hình 3.1 mô tả sự biến thiên vận tốc theo thời gian của một vật dao động điều hoà.

 Sách bài tập Vật lí 11 Bài 3 (Kết nối tri thức): Vận tốc, gia tốc trong dao động điều hòa (ảnh 1)

a) Viết phương trình vận tốc theo thời gian.

b) Viết phương trình li độ và gia tốc theo thời gian.

Lời giải:

a) Dựa vào đồ thị ta có :

Thời gian từ thời điểm thấp nhất đến điểm cao nhất : T2=0,2s=>T=0,4s=>ω=2πT=5π(rad/s)

Vận tốc cực đại của dao động :

vmax=Aω=30(m/s)=>A=vmaxω=6π(cm)

Tại thời điểm t=0 , vật có v=vmax => vật ở VTCB và v > 0

=> x=0 => cosφ=0=>φ=π2

Phương trình của vận tốc có dạng : v=Aωcos(ωt+φ+π2)

=>v=6π.5πcos(5πtπ2+π2)=30cos(5πt)(cm/s)

b) Từ đồ thị ta có :

Phương trình dao động điều hoà có dạng: x=Acos(ωt+φ)

=>x=6πcos(5πtπ2)(cm)

Phương trình của gia tốc có dạng :  a=Aω2cos(ωt+φ+π)

=>a=150πcos(5πt+π2)(cm/s2)

Xem thêm các bài giải SBT Vật Lí lớp 11 Kết nối tri thức hay, chi tiết khác:

Bài 2: Mô tả dao động điều hoà

Bài 3: Vận tốc, gia tốc trong dao động điều hoà

Bài 5: Động năng. Thế năng. Sự chuyển hóa năng lượng trong dao động điều hòa

Bài 6: Dao động tắt dần. Dao động cưỡng bức. Hiện tượng cộng hưởng

Bài tập cuối chương 1

Bài 8: Mô tả sóng

Lý thuyết Vận tốc, gia tốc trong dao động điều hòa

I. Vận tốc của vật dao động điều hòa

1. Phương trình của vận tốc

v=ωAsin(ωt+φ)

Vận tốc của vật dao động điều hòa cũng biến thiên tuần hoàn theo quy luật hàm sin (cosin) cùng chu kì T của li độ

Độ lớn của vận tốc

|v|=ωA1cos2(ωt+φ)

Thay cos(ωt+φ)=xA ta được

v=±ωA2x2

- Khi vật ở VTCB thì v=±ωA

- Khi vật ở vị trí biên thì v=0

2. Đồ thị của vận tốc

Lý thuyết Vận tốc, gia tốc trong dao động điều hòa (Kết nối tri thức 2023) hay, chi tiết | Vật Lí 11 (ảnh 2) 

II. Gia tốc của vật dao động điều hòa

1. Phương trình của gia tốc

a=ω2Acos(ωt+φ)

Thay x=Acos(ωt+φ) ta được

a=ω2x

- Khi vật ở VTCB a=0

- Khi vật ở vị trí biên a=±ω2A

2. Đồ thị của gia tốc

Lý thuyết Vận tốc, gia tốc trong dao động điều hòa (Kết nối tri thức 2023) hay, chi tiết | Vật Lí 11 (ảnh 3) 

Đánh giá

0

0 đánh giá