Giải SGK Vật lí 11 KNTT Bài 1. Dao động điều hoà có đáp án

Dao động cơ có đặc điểm chung đều là sự chuyển động của một vật qua lại quanh một vị trí cân bằng nhất định.

1.  Ta có: Vị trí cân bằng của vật là vị trí vật đứng yên, tại đó có tổng hợp lực tác dụng lên vật bằng 0, tương ứng với vị trí thấp nhất khi đã treo vật theo phương thẳng đứng.

- Đối với con lắc lò xo thì khi treo vật vào, lò xo sẽ dãn một đoạn $\Delta {\mathcal{l}}_0$, vị trí cân bằng ứng vị trí A (như hình vẽ) ứng với vị trí lò xo dãn đoạn $\Delta {\mathcal{l}}_0$.

- Đối với con lắc đơn thì vị trí cân bằng ở vị trí thấp nhất của vật ứng với vị trí B (như hình vẽ), phương sợi dây trùng với phương thẳng đứng.

2.

- Khi kéo vật lệch khỏi vị trí cân bằng rồi thả ra cho chuyển động, ta thấy:

+ Con lắc lò xo sẽ dao động theo phương thẳng đứng, lên xuống qua lại quanh vị trí cân bằng A.

+ Con lắc đơn sẽ chuyển động có quỹ đạo cong, qua lại vị trí cân bằng B.

- Nhận xét: Khi kéo vật ra khỏi vị trí cân bằng thì vật sẽ chuyển động qua lại quanh vị trí cân bằng.

Ví dụ về dao động cơ mà em biết:

- Dao động của pittong trong xilanh khi động cơ hoạt động.

- Dao động của con lắc đồng hồ gắn trong đồng hồ quả lắc.

- Dao động của người ngồi trên xe máy khi đi qua đoạn đường gồ ghề.

…

a)

+ Biên độ A = 2 cm

+ Pha ban đầu: $\phi =\frac{\pi }{2}rad$

b) Khi t = 2 s:

+ Pha của dao động: $4\pi .2+\frac{\pi }{2}=\frac{17\pi }{2}rad$

+ Li độ: $x=2\cos \frac{17\pi }{2}=0cm$

1. Mô tả dao động điều hòa của con lắc đơn:

+ Tại thời điểm ban đầu t = 0, con lắc đơn đang ở vị trí biên dương (x = A = 40 cm) và sẽ dịch chuyển về vị trí cân bằng, con lắc đơn ở vị trí x = 0 khi t = 1 s.

+ Tại thời điểm t = 1 s, con lắc đơn bắt đầu chuyển động về phía biên âm và ở vị trí x =  - A = - 40 cm khi t = 2 s.

+ Tại thời điểm t = 2 s, con lắc đang ở vị trí biên âm sẽ dịch chuyển về vị trí cân bằng và ở tại vị trí x = 0 khi t = 3 s.

2. Sử dụng thước kẻ để xác định li độ của con lắc tại các thời điểm.

Cách làm: Từ các thời điểm bài toán yêu cầu, dựng đường thẳng vuông góc với trục thời gian tại vị trí thời điểm đó, đường thẳng cắt đồ thị tại điểm nào thì ta kẻ đường thẳng song song với trục thời gian đi qua điểm cắt đó. Đường thẳng song song này cắt trục Ox tại điểm nào thì đó là li độ cần tìm.

Tại thời điểm t = 0 vật bắt đầu xuất phát nên $\left\{\begin{array}{l}A=40cm\\ x=40cm\end{array}\right.$

Tại thời điểm t = 0,5 s: $\left\{\begin{array}{l}A=40cm\\ x=20\sqrt{2}cm\end{array}\right.$

Tại thời điểm t = 2,0 s, con lắc đang ở biên âm:$\left\{\begin{array}{l}A=40cm\\ x=-40cm\end{array}\right.$