Hình vẽ là đồ thị phụ thuộc thời gian của vận tốc của hai vật dao động điều hòa: vật 1 đường 1 và vật 2 đường 2. Biết biên độ dao động của vật 2 là 9 cm . Xét vật 1, tốc độ trung bình của vật trên quãng đường từ lúc t=0 đến thời điểm lần thứ 3 động năng bằng 3 lần thế năng là

A.  

20 cm/s

B.  

15 cm/s .

C.  

17,56 cm/s .

D.  

13,33 cm/s .

Đáp án đúng là: C

Giải thích đáp án:

(ω)2=v2maxA2=6π9=2π3\left(\omega\right)_{2} = \dfrac{v_{2max}}{A_{2}} = \dfrac{6 \pi}{9} = \dfrac{2 \pi}{3} (rad/s)
T2=3T12(ω)1=3(ω)22=πT_{2} = \dfrac{3 T_{1}}{2} \Rightarrow \left(\omega\right)_{1} = \dfrac{3 \left(\omega\right)_{2}}{2} = \pi (rad/s)
A1=v1max(ω)1=10ππ=10cmA_{1} = \dfrac{v_{1ma x}}{\left(\omega\right)_{1}} = \dfrac{10 \pi}{\pi} = 10 c m
Tại t=0t = 0 thì v1=5π=v1max2(φ)v1=π3(φ)x1=π6v_{1} = 5 \pi = \dfrac{v_{1max}}{2} \downarrow \Rightarrow \left(\varphi\right)_{v_{1}} = \dfrac{\pi}{3} \Rightarrow \left(\varphi\right)_{x_{1}} = - \dfrac{\pi}{6}
Wd=3Wtx=A2W_{d} = 3 W_{t} \Rightarrow \left|\right. x \left|\right. = \dfrac{A}{2} lần thứ 3 là tại x=A2x = - \dfrac{A}{2} \uparrow
s=AA32+2A+A2=3553s = A - \dfrac{A \sqrt{3}}{2} + 2 A + \dfrac{A}{2} = 35 - 5 \sqrt{3} (cm)
t=αω=π6+π+π3π=1,5st = \dfrac{\alpha}{\omega} = \dfrac{\dfrac{\pi}{6} + \pi + \dfrac{\pi}{3}}{\pi} = 1 , 5 s
vtb=st=35531,517,56cm/sv_{t b} = \dfrac{s}{t} = \dfrac{35 - 5 \sqrt{3}}{1 , 5} \approx 17 , 56 c m / s.

Câu hỏi tương tự:


Đề thi chứa câu hỏi này:

1. Đề thi thử TN THPT VẬT LÝ 2024 - Quế Võ - Bắc Ninh.docxTHPT Quốc giaVật lý

1 mã đề 40 câu hỏi 50 phút

6,901 lượt xem 3,689 lượt làm bài