Hình 7.5 là đồ thị động năng theo thời gian của một vật khối lượng 0,4 kg dao động điều hoà

Với giải Bài 3 trang 30 Vật lí lớp 11 Kết nối tri thức chi tiết trong Bài 7: Bài tập về sự chuyển hóa năng lượng trong dao động điều hòa giúp học sinh dễ dàng xem và so sánh lời giải từ đó biết cách làm bài tập Vật lí 11. Mời các bạn đón xem:

Giải bài tập Vật lí lớp 11 Bài 7: Bài tập về sự chuyển hóa năng lượng trong dao động điều hòa

Bài 3 trang 30 Vật Lí 11: Hình 7.5 là đồ thị động năng theo thời gian của một vật khối lượng 0,4 kg dao động điều hoà. Tại thời điểm ban đầu vật đang chuyển động theo chiều dương, lấy π2 = 10. Viết phương trình dao động của vật.

Giải SGK Vật lí 11 Bài 7 (Kết nối tri thức): Bài tập về sự chuyển hóa năng lượng trong dao động điều hòa (ảnh 3)

Phương pháp giải:

Dựa vào nội dung kiến thức đã học và công thức của dao động điều hòa để trả lời.

Lời giải:

Từ đồ thị ta có:

Tại thời điểm ban đầu t = 0: Wđ = 0,015 J ⇒Wt = 0,02−0,015 = 0,005(J)

⇔ $W_{t} = \frac{W}{4} \Rightarrow x_{0} = \pm \frac{A}{2}$

Tại thời điểm t1 = $\frac{1}{6}$ : Wđ = 0 ⇒ x1 = ±A

Dựa vào đồ thị ta suy ra: x0 = $\frac{A}{2}$ ; x1 = A

Khoảng thời gian từ x0 đến x1 là: Δt = $\frac{T}{6}$ ⇔T = 1(s) ⇔ ω = $\frac{2 π}{T} = 2 π$ (rad/s)

$W_{d m a x} = \frac{1}{2} m ω^{2} A^{2} = 0, 02 \Leftrightarrow A = \sqrt{\frac{W_{d m a x}}{m ω^{2}}} = \sqrt{\frac{2.0, 02}{0, 4 {(2 π)}^{2}}} = 0, 05 m = 5 c m$

Tại t=0:

${\begin{matrix} x_{0} = A \cos φ = \frac{A}{2} \\ v = - A \sin φ > 0 \end{matrix} \Rightarrow {\begin{cases} \cos φ = \frac{1}{2} \\ \sin φ < 0 \end{cases} \Rightarrow φ = - \frac{π}{3}$