Đáp án vật lí 11 kết nối tri thức bài 2: Mô tả dao động điều hòa

BÀI 2. MÔ TẢ DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA

I. CÁC ĐẠI LƯỢNG ĐẶC TRƯNG CỦA DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA

Câu hỏi trang 10 sgk vật lí 11 kntt

Hình 2.1 là đồ thị dao động điều hòa của một vật.

Hãy xác định:

- Biên độ, chu kì, tần số của dao động.

- Nêu thời điểm mà vật có li độ x = 0; x = 0,1m.

- Tần số góc của dao động của vật.

Đáp án:

+ Biên độ, chu kì, tần số của dao động: A = 0,2m; T = 0,4s; f = 2,5Hz.

+ Các thời điểm vật có li độ x = 0 là: 0; 0,2s; 0,4s; 0,6s.

+ Các thời điểm vật có li độ x = 0,1m là t = , với k = 1, 2, 3,…

+ Tần số góc dao động của vật:  (rad/s).

Câu hỏi trang 10 sgk vật lí 11 kntt

Từ Hình 2.1 hãy xác định tần số góc của dao động của vật.

Đáp án:

Chu kì T = 0,4s

Ta có:  (rad/s)

II. PHA BAN ĐẦU. ĐỘ LỆCH PHA

Câu hỏi trang 11 sgk vật lí 11 kntt

Hình 2.3 là đồ thị dao động điều hòa của một con lắc.

Hãy xác định:

- Biên độ, chu kì, tần số của dao động.

- Nêu thời điểm mà vật có li độ x = 0; x = 0,1m.

Đáp án:

- Trên hình 2.3 SGK, tại thời điểm ban đầu, con lắc đang ở vị trí biên âm x = -A và đang dịch chuyển về vị trí cân bằng.

- Pha ban đầu của dao động .

Câu hỏi trang 12 sgk vật lí 11 kntt

Hai con lắc 1 và 2 dao động điều hòa cùng tần số, tại cùng thời điểm quan sát vị trí của chúng được biểu diễn trên Hình 2.5 a,b. Hỏi dao động của con lắc nào sớm pha hơn và sớm hơn bao nhiêu?

Đáp án:

Dao động của con lắc 2 sớm pha hơn dao động của con lắc 1 là  .

Hoạt động trang 13 sgk vật lí 11 kntt

Một vật dao động điều hòa với biên độ 10 cm, tần số 5 Hz. Tại thời điểm ban đầu (t = 0), vật ở vị trí biên (x = 10cm).

- Xác định chu kì, tần số góc, pha ban đầu của dao động.

- Viết phương trình và vẽ đồ thị (x – t) của dao động.

Đáp án:

Chu kì T = 0,2 s; tần số góc  (rad/s); pha ban đầu .

- Phương trình dao động:  (cm)

Đồ thị (x – t) như Hình 2.1.

Hoạt động trang 13 sgk vật lí 11 kntt

Cho hai con lắc đơn dao động điều hòa. Biết phương trình dao động của con lắc thứ nhất là  (cm). Con lắc thứ hai có cùng biên độ và tần số nhưng lệch về thời gian so với con lắc thứ nhất một phần tư chu kì. Viết phương trình dao động của con lắc thức hai.

Đáp án:

Phương trình dao động của con lắc thứ hai là:  (cm) hoặc  (cm).

Câu hỏi trang 13 sgk vật lí 11 kntt

Đại lượng nào dưới đây đặc trưng cho độ lệch về thời gian giữa hai dao động điều hòa cùng chu kì?

1. Li độ B.Pha
2. Pha ban đầu D. Độ lệch pha

Đáp án:

Đáp án đúng là: D. Độ lệch pha

Câu hỏi trang 13 sgk vật lí 11 kntt

Hãy chứng minh rằng độ lệch pha giữa hai dao động điều hòa cùng tần số là đại lượng không đổi và bằng độ lệch pha ban đầu.   

Đáp án:

Ở thời điểm t_o, độ lệch pha của hai dao động là: .

Ở thời điểm t, độ lệch pha của hai dao động là: .

Như vậy, độ lệch pha của hai dao động luôn không đổi và bằng độ lệch pha ban đầu.