Giải Bài Tập Vật Lí 12 – Bài 1: Dao động điều hòa

Xem toàn bộ tài liệu Lớp 12: tại đây

Xem thêm sách tham khảo liên quan:

Bạn Đang Xem: Giải Bài Tập Vật Lí 12 – Bài 1: Dao động điều hòa

• Sách giáo khoa Vật lý 12 nâng cao
• Sách giáo khoa Vật lý 12
• Giải nâng cao Vật lý lớp 12
• Giải sách bài tập Vật lý lớp 12
• Sách giáo viên Vật lý lớp 12
• Sách giáo viên Vật lý 12 nâng cao
• Sách bài tập Vật lý lớp 12
• Sách bài tập Vật lý nâng cao lớp 12

Giải bài tập Vật Lí 12 – Bài 1: Dao động điều hòa giúp học sinh giải bài tập và nâng cao kĩ năng tư duy trừu tượng, kĩ năng tư duy tổng hợp, kĩ năng tư duy định lượng trong việc hình thành khái niệm, quy luật của vật chất. Lý do:

trang c1 sgk: Gọi hình chiếu của q điểm m lên trục y (h.1.2). Chứng minh rằng chất điểm q dao động điều hòa.



Trả lời:

Gọi q là hình chiếu của điểm m trên trục oy

Điểm q của chúng ta có tọa độ y = oq có phương trình là:

yq = omsin(ωt + )

Đặt om = a, phương trình tọa độ y được viết lại thành:

yq = asin(ωt + )

Vì sin hoặc cosin là dao động điều hòa nên dao động tại điểm q gọi là dao động điều hòa.

Bài 1 (SGK Vật Lý 12 trang 9): Các câu định nghĩa về chuyển động điều hòa đơn giản.

Giải pháp:

Dao động điều hòa: Là dao động biến thiên theo thời gian được diễn tả bởi định luật sin (hoặc cosin) và phương trình có dạng: x = asin(ωt + φ) hoặc x = acos(ωt + φ). Đồ thị của dao động điều hòa là một đường hình sin (đồ thị):



Bài 2 (SGK Vật Lý 12, trang 9): Viết phương trình chuyển động điều hòa đơn giản và giải thích các đại lượng trong phương trình.

Giải pháp:

Phương trình điều hòa x= acos(ωt + )

Ở đâu:

– x: Độ dời của vật (độ lệch của vật so với vị trí cân bằng), tính bằng centimet hoặc mét (cm ; m)

– a : Biên độ tính bằng centimet hoặc mét (cm ; m)

Xem Thêm: Bản chất xã hội của ngôn ngữ

– ω: tần số góc của dao động tính bằng radian trên giây (rad/s)

-(ωt + φ): Pha dao động tại thời điểm t, tính bằng radian (rad)

– : Pha ban đầu của dao động, tính bằng radian (rad)

Bài 3 (SGK Vật Lý 12, Trang 9): Mối liên hệ giữa dao động điều hòa và chuyển động tròn đều được thể hiện ở đâu?

Giải pháp:

Điểm p trên một đoạn thẳng luôn có thể coi là hình chiếu của điểm m tương ứng chuyển động tròn đều trên đường kính của đoạn thẳng.

Bài 4 (SGK Vật Lý 12 tr. 9): Định nghĩa chu kỳ và tần số của dao động điều hòa.

Giải pháp:

* Khoảng thời gian t tính bằng giây (s) là khoảng thời gian ngắn nhất mà sau đó trạng thái dao động trở về trạng thái cũ, hay thời gian để vật thực hiện một lần dao động.

Xem Thêm : 15/5 cung gì? Tính cách, tình yêu, sự nghiệp, sức khoẻ 2022

t = t/n = 2π/ω (t là thời gian vật thực hiện dao động n lần)

* Tần số f (tính bằng hertz: hz) là số chu kỳ (hoặc dao động) mà một vật thực hiện được trong một đơn vị thời gian:

f = n/t = 1/t = ω/2π (1hz = 1 dao động/giây)

Bài 5 (SGK Vật Lý 12, trang 9): Nêu mối liên hệ giữa chu kì, tần số và tần số góc?

Giải pháp:

Trong khoảng thời gian t, giữa tần số f và tần số góc ω có mối liên hệ với nhau



Tần số góc tính bằng radian trên giây (rad/s)

Bài 6 (SGK Vật Lý trang 12-9): Theo phương trình x= acos(ωt + φ), vật dao động điều hòa.

a) Lập công thức tính vận tốc và gia tốc của một vật.

b) Trường hợp nào thì vận tốc bằng 0? Tại thời điểm nào gia tốc bằng 0?

c) Vận tốc lớn nhất ở đâu? Gia tốc lớn nhất ở đâu?

Giải pháp:

a) Công thức vận tốc v = x'(t) = – asin(ωt + )

Công thức gia tốc a = v'(t) = -ω2acos(ωt + φ) hoặc a = -ω2x

Xem Thêm: I love you 3000 là gì và những ý nghĩa I love you 3000?

b) Vận tốc bằng 0 tại vị trí biên x = ±a.

Gia tốc bằng 0 tại vị trí cân bằng x = 0.

c) Tại vị trí cân bằng x = 0 thì vận tốc cực đại.

Tại vị trí biên x = ±a gia tốc cực đại.

Bài 7 (SGK Vật Lý 12, Trang 9):Một vật dao động điều hòa có quỹ đạo là một đoạn thẳng dài 12 cm. Vật dao động điều hòa bằng bao nhiêu?

A. b.- 12 cm

6 cm; d. – 6 cm

Giải pháp:

– Chọn c

– Biên độ là:



Bài 8 (SGK Vật Lý 12, Trang 9): Một vật chuyển động tròn đều với vận tốc góc π (rad/s). Hình chiếu của vật trên đường kính của dao động điều hòa có góc, chu kỳ và tần số là bao nhiêu?

A. π radian/giây; 2 giây; 0,5 Hz; b. 2π radian/giây; 0,5 giây; 2 Hz

2π radian/giây; 1 giây; 1 Hz; d. π/2 radian/giây; 4 giây; 0,25 Hz

Giải pháp:

Chọn câu trả lời a.

Xem Thêm : Bài tập 1,2,3,4,5,6,7 trang 51 Hóa lớp 9: Tính chất hóa học của kim

Vận tốc góc = rad/s

=>Tần số góc ứng với dao động điều hòa là = (rad/s)



Bài 9 (SGK Vật Lý 12, Trang 9): Phương trình dao động điều hòa đơn giản x = – 5cos(4πt) (cm). Biên độ và pha ban đầu của dao động là bao nhiêu?

A. 5 cm; 0 rad; b. 5 cm; 4π rad

5 cm; (4πt) radian; d. 5 cm; radian

Giải pháp:

Xem Thêm: Viết bài văn kể lại một trải nghiệm đáng nhớ của bản thân em

– Chọn d

– Ta có: x = -5cos(4πt) = 5cos(4πt + π)

Biên độ a = 5cm.

Giai đoạn ban đầu của dao động = (rad).

Bài 10 (SGK Vật Lý 12, trang 9): Phương trình dao động điều hòa là



Hãy cho biết biên độ dao động, pha ban đầu và pha tại thời điểm t.

Giải pháp:

Biên độ: a = 2 (cm)

Giai đoạn dao động ban đầu:



Pha tại thời điểm dao động t:



Bài 11 (SGK Vật Lý trg 9, trg 12): Một vật dao động điều hòa đi từ một điểm có vận tốc bằng không đến một điểm có vận tốc tiếp theo là 0,25s. Khoảng cách giữa hai điểm là 36cm. Tính:

a) Vòng lặp

b) Tần suất

c) Biên độ.

Giải pháp:

<3

→ Vận tốc của vật từ một điểm có vận tốc bằng không đến điểm tiếp theo cũng bằng không, tức là vật đi từ vị trí biên này sang vị trí biên khác mất một nửa thời gian.

Ta có t = t/2 mà t = 0,25s nên t = 2.t = 2.0,25 = 0,5s.

b) Tần số dao động f = 1/t = 1/0,5 = 2 hz

c) Biên độ a = l/2 = 36/2 = 18cm