Giải Vật Lí 11 trang 15 Kết nối tri thức

Với Giải Vật Lí 11 trang 15 trong Bài 3: Vận tốc, gia tốc trong dao động điều hoà Vật Lí 11 Kết nối tri thức hay nhất, chi tiết sẽ giúp học sinh dễ dàng trả lời các câu hỏi & làm bài tập Vật Lí lớp 11 trang 15.

Câu hỏi trang 15 Vật lí 11: So sánh đồ thị của vận tốc (Hình 3.2) với đồ thị của li độ (Hình 3.1), hãy cho biết vận tốc sớm pha hay trễ pha bao nhiêu so với li độ.

Lời giải:

- Từ đồ (x – t) ta thấy tại thời điểm ban đầu (t = 0) vật đang ở vị trí biên dương và tiến về VTCB (đi theo chiều âm) nên phương trình dao động có dạng: $x=A\cos \left(\omega t\right)$

- Từ đồ thị (v – t) ta thấy tại thời điểm ban đầu (t = 0) vận tốc đang có giá trị bằng 0 và đang giảm dần nên phương trình vận tốc có dạng: $v=v_{\max }\cos \left(\omega t+\frac{\pi }{2}\right)$

Chứng tỏ vận tốc đang dao động sớm pha hơn li độ góc $\frac{\pi }{2}$

Câu hỏi trang 15 Vật lí 11: Trong các khoảng thời gian từ 0 đến $\frac{T}{4}$ , từ $\frac{T}{4}$ đến $\frac{T}{2}$ , từ $\frac{T}{2}$ đến $\frac{\mathrm{3T}}{4}$ , từ $\frac{\mathrm{3T}}{4}$ đến T, vận tốc của dao động điều hoà thay đổi như thế nào?

Lời giải:

Từ đồ thị 3.2 ta thấy:

- Trong khoảng thời gian từ 0 đến $\frac{T}{4}$, vận tốc có giá trị bằng 0 sau đó giảm dần đến giá trị cực tiểu$-\omega A$.

- Trong khoảng thời gian từ $\frac{T}{4}$ đến $\frac{T}{2}$, vận tốc có giá trị cực tiểu  sau đó tăng dần đến giá trị bằng 0

- Trong khoảng thời gian từ $\frac{T}{2}$ đến $\frac{\mathrm{3T}}{4}$, vận tốc có giá trị bằng 0 sau đó tăng dần đến giá trị cực đại $\omega A$.

- Trong khoảng thời gian từ $\frac{\mathrm{3T}}{4}$ đến T, vận tốc có giá trị cực đại  sau đó giảm dần đến giá trị bằng 0.

Hoạt động trang 15 Vật lí 11: Dùng thước kẻ (loại 20 cm) để xác định xem trên đồ thị (v – t) Hình 3.2, tại thời điểm nào độ dốc của đồ thị bằng 0 và tại thời điểm nào độ dốc của đồ thị cực đại. Từ đó, so sánh độ lớn của gia tốc trên đồ thị (a - t) Hình 3.3 ở các thời điểm tương ứng.

Lời giải:

- Từ đồ thị 3.2 và dùng thước kẻ để xác định độ dốc thì ta thấy tại thời điểm $\frac{T}{2}$ và T thì độ dốc của đồ thị (v – t) có độ lớn là lớn nhất; tại thời điểm $\frac{T}{4}$ và $\frac{\mathrm{3T}}{4}$ độ dốc của đồ thị (v – t) có độ lớn bằng 0.

- So sánh độ lớn gia tốc trên đồ thị (a – t):

+ Tại thời điểm ban đầu (t = 0): vận tốc có độ lớn bằng 0, gia tốc có độ lớn cực đại ${\omega }^{2}A$

+ Tại thời điểm $\frac{T}{4}$: vận tốc có độ lớn cực đại , gia tốc bằng 0.

+ Tại thời điểm $\frac{T}{2}$: vận tốc bằng 0, gia tốc có độ lớn cực đại ${\omega }^{2}A$

- Tại thời điểm $\frac{\mathrm{3T}}{4}$: vận tốc có độ lớn cực đại , gia tốc bằng 0.

- Tại thời điểm T: vận tốc bằng 0, gia tốc có độ lớn cực đại ${\omega }^{2}A$

Hoạt động trang 15 Vật lí 11: Phương trình dao động của một vật là $x=5\cos 4\pi t\left(cm\right)$ . Hãy viết phương trình vận tốc, gia tốc và vẽ đồ thị li độ, vận tốc, gia tốc theo thời gian của vật.

Lời giải:

Phương trình vận tốc:

$v=x\text{'}=-4\pi .5\sin 4\pi t=20\pi \cos \left(4\pi t+\frac{\pi }{2}\right)\left(cm/s\right)$

Phương trình gia tốc:

$a=-{\omega }^{2}x=-{\left(4\pi \right)}^2.5\cos 4\pi t=80{\pi }^2\cos \left(4\pi t+\pi \right)\left(cm/s^2\right)$

Vẽ đồ thị li độ, vận tốc, gia tốc theo thời gian của vật

Câu hỏi trang 15 Vật lí 11: So sánh đồ thị Hình 3.3 và Hình 3.1 ta có nhận xét gì về pha của li độ và gia tốc của một dao động.

Lời giải:

Từ đồ thị ta có thể thấy li độ và gia tốc ngược pha với nhau. Cụ thể thì gia tốc sớm pha hơn li độ một góc là π(rad).

Câu hỏi trang 15 Vật lí 11: Trong các khoảng thời gian từ 0 đến $\frac{T}{4}$ , từ $\frac{T}{4}$ đến $\frac{T}{2}$ , từ $\frac{T}{2}$ đến $\frac{\mathrm{3T}}{4}$ , từ $\frac{\mathrm{3T}}{4}$ đến T, gia tốc của dao động thay đổi như thế nào?

Lời giải:

- Tại thời điểm ban đầu (t = 0): gia tốc có giá trị $-{\omega }^{2}A$ và tăng dần.

- Tại thời điểm $\frac{T}{4}$: gia tốc bằng 0.

- Tại thời điểm $\frac{T}{2}$: gia tốc có giá trị ${\omega }^{2}A$

- Tại thời điểm $\frac{\mathrm{3T}}{4}$: gia tốc bằng 0.

- Tại thời điểm T: gia tốc có giá trị $-{\omega }^{2}A$.

Nếu xét về độ lớn thì gia tốc có độ lớn cực đại ${\omega }^{2}A$ tại các thời điểm 0; $\frac{T}{2}$; T.

Lời giải bài tập Vật lí 11 Bài 3: Vận tốc, gia tốc trong dao động điều hoà hay khác:

• Giải Vật Lí 11 trang 14

• Giải Vật Lí 11 trang 16

Xem thêm lời giải bài tập Vật Lí lớp 11 Kết nối tri thức hay, chi tiết khác:

• Vật Lí 11 Bài 4: Bài tập về dao động điều hoà

• Vật Lí 11 Bài 5: Động năng. Thế năng. Sự chuyển hoá năng lượng trong dao động điều hoà

• Vật Lí 11 Bài 6: Dao động tắt dần. Dao động cưỡng bức. Hiện tượng cộng hưởng

• Vật Lí 11 Bài 7: Bài tập về sự chuyển hoá năng lượng trong dao động điều hoà

• Vật Lí 11 Bài 8: Mô tả sóng

Xem thêm các tài liệu học tốt lớp 11 hay khác:

• Giải sgk Vật Lí 11 Kết nối tri thức
• Giải Chuyên đề Vật Lí 11 Kết nối tri thức
• Giải SBT Vật Lí 11 Kết nối tri thức
• Giải lớp 11 Kết nối tri thức (các môn học)
• Giải lớp 11 Chân trời sáng tạo (các môn học)
• Giải lớp 11 Cánh diều (các môn học)

---