Câu 13: Khi một chất điểm dao động điều hòa thì vận tốc của chất điểm là
A. là một hàm bậc hai của thời gian
B. là một hàm bậc nhất của thời gian.
C. một hàm sin của thời gian.
D. là một hàm tan của thời gian
Quảng cáo
2 câu trả lời 33
Nhắc lại định nghĩa dao động điều hòa
Trong dao động điều hòa, li độ của chất điểm có dạng:
x=Acos(ωt+φ)
hoặc
x=Asin(ωt+φ)
Trong đó:
A: biên độ
ω: tần số góc
t: thời gian
φ: pha ban đầu
2.Vận tốc trong dao động điều hòa
Vận tốc là đạo hàm của li độ theo thời gian:
v=
Lấy đạo hàm:
v=−Aωsin(ωt+φ)
hoặc
v=Aωcos(ωt+φ)
Như vậy, vận tốc là một hàm sin (hoặc cos) của thời gian.
Mà:
sin và cos chỉ khác nhau một góc pha
nên đều được xếp vào hàm sin của thời gian
3. Phân tích từng phương án
A. Hàm bậc hai của thời gian
Dạng: v=at2+bt+c
Sai, không đúng với bản chất dao động điều hòa
B. Hàm bậc nhất của thời gian
Dạng: v=at+b
Sai, đây là chuyển động thẳng biến đổi đều
C. Một hàm sin của thời gian
Đúng với công thức:
v=Aωsin(ωt+φ′)
Đúng bản chất dao động điều hòa
D. Hàm tan của thời gian
Hàm tan có giá trị vô hạn
Không phù hợp vì vận tốc dao động điều hòa luôn hữu hạn
4. Kết luận
Đáp án đúng là:
Trong dao động điều hòa:
Li độ → sin / cos
Vận tốc → sin / cos
Gia tốc → sin / cos
Không bao giờ là hàm bậc nhất, bậc hai hay hàm tan.
Đáp án đúng cho câu hỏi này là C. một hàm sin của thời gian.
Giải thích:
Trong dao động điều hòa, phương trình li độ có dạng: $x = A\cos(\omega t + \varphi)$.
Vận tốc là đạo hàm bậc nhất của li độ theo thời gian:
Vì vậy, vận tốc biến thiên điều hòa theo thời gian dưới dạng một hàm số sin (hoặc cosin).
Kiến thức mở rộng về Vận tốc trong Dao động điều hòa:
Về pha: Vận tốc luôn sớm pha $\frac{\pi}{2}$ so với li độ.
Về độ lớn:
Vận tốc đạt giá trị cực đại $v_{max} = \omega A$ khi chất điểm đi qua vị trí cân bằng.
Vận tốc bằng $0$ khi chất điểm ở hai vị trí biên.
Về chiều: Vectơ vận tốc luôn cùng chiều với chiều chuyển động của vật.
Quảng cáo
Bạn cần hỏi gì?
Câu hỏi hot cùng chủ đề
-
Đã trả lời bởi chuyên gia
126453 -
Đã trả lời bởi chuyên gia
65101 -
Hỏi từ APP VIETJACK
Đã trả lời bởi chuyên gia
63965 -
Đã trả lời bởi chuyên gia
58855 -
Đã trả lời bởi chuyên gia
44793
