Ba vật nhỏ có khối lượng lần lượt là $m_{1}, m_{2}$ và $m_{3}$ với $m_{1} = m_{2} = \frac{m_{3}}{2} = 100 g$ được treo vào ba lò xo lí tưởng có độ cứng lần lượt $k_{1}, k_{2}$ và $k_{3}$ với $k_{1} = k_{2} = \frac{k_{3}}{2} = 40 N/m$ . Tại vị trí cân bằng ba vật cùng nằm trên một đường thẳng nằm ngang cách đều nhau ( $O_{1} O_{2} = O_{2} O_{3}$ ) như hình vẽ. Kích thích đồng thời cho ba vật dao động điều hòa theo các cách khác nhau. Từ vị trí cân bằng huyền cho vật $m_{1}$ vận tốc 60 cm/s hướng thẳng đứng lên trên; $m_{2}$ được thả nhẹ nhàng từ một điểm phía dưới vị trí cân bằng, cách vị trí cân bằng một đoạn 1,5 cm. Chọn trục Ox hướng thẳng đứng xuống dưới, gốc O tại vị trí cân bằng, gốc thời gian (t = 0) lúc vật bắt đầu dao động. Viết phương trình dao động của vật $m_{3}$ để trong suốt quá trình dao động ba vật luôn nằm trên một đường thẳng?

A. $x_{3} = 3 \sqrt{2} \cos (20 t - \frac{π}{4}) c m$

B. $x_{3} = 3 \sqrt{2} \cos (20 t + \frac{π}{4}) c m$

C. $x_{3} = \frac{3 \sqrt{5}}{2} \cos (20 t - \frac{π}{3}) c m$

D. $x_{3} = \frac{3 \sqrt{5}}{2} \cos (20 t + \frac{π}{3}) c m$

Xem lời giải

Câu hỏi trong đề: 25 đề thi ôn luyện THPT Quốc gia môn Vật lí có đáp án năm 2022 !!

Bắt đầu thi

Quảng cáo

Trả lời:

Giải bởi Vietjack

Đáp án A

Tần số góc dao động của ba con lắc: $ω = \sqrt{\frac{k}{m}} = 20 r a d/s$ .

Biên độ của các dao động $\{\begin{cases} A_{1} = \frac{v_{0}}{ω} = 3 \\ A_{2} = 1, 5 \end{cases} c m$ .

Tại thời điểm t = 0 để ba dao động này thẳng hàng thì:

$\tan α = \frac{x_{2}}{O_{1} O_{2}} = \frac{x_{3}}{O_{1} O_{3}}$ $\Rightarrow x_{3} = 2 x_{2} = 2.1, 5 = 3 c m$

Tương tự như vậy, sau khoảng thời gian 0,25T, $m_{1}$ đến biên, $m_{2}$ trở về vị trí cân bằng. Để ba vật thẳng hàng thì: $\tan α = \frac{|x_{1}|}{O_{1} O_{2}} = \frac{x_{3}}{O_{2} O_{3}}$ $\Rightarrow x_{3} = x_{1} = 3 c m$ .

Như vậy tại thời điểm t = 0 vật có li độ $x_{3} = 3 c m$ sau đó 0,25T vật vẫn có li độ $x_{3} = 3 c m$

→ tại t = 0 vật chuyển động theo chiều hướng → $φ_{0} = 0, 25 π$ .

Vậy phương trình dao động của vật $m_{3}$ là: $x = 3 \sqrt{2} \cos (20 t - \frac{π}{4}) c m$ .

Hot: 500+ Đề thi thử tốt nghiệp THPT các môn, ĐGNL các trường ĐH... file word có đáp án (2025). Tải ngay

Sách thầy cô Vietjack biên soạn:

Xem thêm »

CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ

Câu 1

Khác biệt quan trọng nhất của tia $γ$ đối với tia α và β là tia $γ$

A. làm mờ phim ảnh.

B. làm phát huỳnh quang.

C. khả năng đâm xuyên rất mạnh.

D. là bức xạ điện từ.

Lời giải

Đáp án C.

Tia có khả năng đâm xuyên mạnh nhất trong tất cả các loại sóng điện từ.

Câu 2

Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, nguồn sáng phát đồng thời 3 bức xạ đơn sắc $λ_{1} = 0, 6 μ m, λ_{2} = 0, 45 μ m$ và $λ_{3}$ (có giá trị trong khoảng từ 0,62μm đến 0,76μm). Trên màn quan sát, trong khoảng giữa hai vân sáng gần nhau nhất và cùng màu với vân sáng trung tâm chỉ có một vị trí trùng nhau của các vân sáng ứng với hai bức xạ $λ_{1}$ và $λ_{2}$ . Giá trị của $λ_{3}$ là:

A. 0,72μm

B. 0,70μm

C. 0,64μm

D. 0,68μm

Lời giải

Đáp án A

Xét với $λ_{1}$ và $λ_{2}$ , giữa hai vân sáng cùng màu với vân sáng trung tâm chỉ có một vị trí trùng nhau của $λ_{1}$ và $λ_{2}$ nên: $\frac{k_{1}}{k_{2}} = \frac{λ_{2}}{λ_{1}} = \frac{0, 45}{0, 6} = \frac{3}{4} = \frac{6}{8}$ .

Vậy vị trí trùng của hai bức xạ $λ_{1}$ và $λ_{2}$ ứng với vân sáng bậc 3 của $λ_{1}$ và vân sáng bậc 4 của $λ_{2}$ . Vị trí vân trùng tiếp theo của hai bức xạ này ứng với vân sáng bậc 6 của $λ_{1}$ trùng với vân sáng bậc 8 của $λ_{2}$ và bậc n của bức xạ $λ_{3}$ .