Giải SBT Vật lí 11 Bài 1 (Kết nối tri thức): Dao động điều hòa

Giải Sách bài tập Vật lí 11 Bài 1: Dao động điều hòa

Giải SBT Vật lí 11 trang 4

Bài 1.1 trang 4 SBT Vật lí 11: Một chất điểm dao động điều hoà có quỹ đạo là một đoạn thằng dài 10 cm. Biên độ dao động của chất điểm là:

A. 5 cm.                     B. – 5cm. 

C. 10 cm.                   D. -10cm.

Lời giải:

Ta có chiều dài quỹ $L=2A=10=>A=5\left(cm\right)$

Đáp án A

Bài 1.2 trang 4 SBT Vật lí 11: Một chất điểm dao động điều hoà trong 10 dao động toàn phần đi được quãng đường dài 120 cm. Quỹ đạo của dao động có chiều dài là

A. 6 cm.                  B. 12 cm.

C. 3 cm.                  D. 9 cm.

Lời giải:

Ta có : Quãng đường trong một dao động toàn phần $S=4A$

10 dao động toàn phần đi được $S^{\prime }=40A=120\left(cm\right)$

$\Rightarrow$ Biên độ dao động $A=3\left(cm\right)$

Chiều dài quỹ đạo $L=2A=6\left(cm\right)$

Đáp án : A

Bài 1.3 trang 4 SBT Vật lí 11: Một chất điểm dao động điều hoà với phương trình: $x=5\cos \left(10\pi t+\frac{\pi }{3}\right)$$\left(cm\right)$. Li độ của vật khi pha dao động bằng $\left(\pi \right)$ là

A. 5 cm.                 B. -5cm. 

C. 2,5 cm.              D. -2.5 cm.

Lời giải:

Thay pha dao động bằng $\left(\pi \right)$vào phương trình $x=5\cos \left(10\pi +\frac{\pi }{3}\right)$ta có :  

 x= 5cos$\left(\pi \right)$$=-5\left(cm\right)$

Đáp án : B

Bài 1.4 trang 4 SBT Vật lí 11: Một chất điểm dao động điều hoà có phương trình li độ theo thời gian là: $x=5\sqrt{3}\cos \left(10\pi t+\frac{\pi }{3}\right)$$\left(cm\right)$ .Tại thời điểm $t=1\left(s\right)$ thì li độ của vật bằng:

A. 25cm.                 B. $-5\sqrt{3}$ cm.

C. 5 cm,                  D. $2,5\sqrt{3}$cm.

Lời giải:

Thay t= 1 s vào phương trình  dao động ta có :

$x=5\sqrt{3}\cos \left(10\pi +\frac{\pi }{3}\right)=2,5\sqrt{3}\left(cm\right)$

Đáp án : D

Bài 1.5 trang 4 SBT Vật lí 11: Một chất điểm dao động điều hoà có phương trình li độ theo thời gian là: $x=6\cos \left(10\pi t+\frac{\pi }{3}\right)$$\left(cm\right)$.Li độ của vật khi pha dao động bằng $\left(-\frac{\pi }{3}\right)$ là:

A. 3 cm                    B. -3 cm 

C. 4.24 cm                D. -4.24 cm

Lời giải:

Thay pha dao động bằng $\left(-\frac{\pi }{3}\right)$vào phương trình dao động ta có :

$x=6\cos \left(-\frac{\pi }{3}\right)$$=3\left(cm\right)$

Đáp án : A

Giải SBT Vật lí 11 trang 5

Bài 1.6 trang 5 SBT Vật lí 11: Một chất điểm M chuyền động đều trên một đường tròn, bán kính R, vận tốc góc $\omega$. Hình chiều của M trên đường kính là một dao động điều hoà có

A. biên độ R             B. biên độ 2R.

C. pha ban đầu t      D. quỹ đạo 4R

Lời giải:

Điểm M thuộc đường trong bán kính R , điểm Q là hình chiếu của M trên  đường kính chuyển động qua lại quanh VTCB => biên độ dao động của Q là OA = OM = R

Đáp án A

Bài 1.7 trang 5 SBT Vật lí 11: Phương trình dao động của một vật có dạng:$x=-A\cos \left(\omega t+\frac{\pi }{3}\right)\left(cm\right)$. Pha ban đầu của dao động là

A. $\frac{\pi }{3}$ cm                   B. $-\frac{\pi }{3}$ cm

C. $\frac{2\pi }{3}$ cm                D. $-\frac{2\pi }{3}$ cm

Lời giải:

Phương trình dao động điều hoà  $x=-A\cos \left(\omega t+\frac{\pi }{3}\right)$$=A\cos \left(\omega t+\frac{\pi }{3}-\pi \right)=A\cos \left(\omega t-\frac{2\pi }{3}\right)$

Pha ban đầu của dao động là : $\phi =-\frac{2\pi }{3}$

Đáp án : D

Bài 1.8 trang 5 SBT Vật lí 11: Phương trình dao động điều hoà là $x=5\cos \left(2\pi t+\frac{\pi }{3}\right)\left(cm\right)$. Hãy cho biết biên độ, pha ban đầu và pha ở thời điểm t của dao động.

Lời giải:

Từ phương trình $x=5\cos \left(2\pi t+\frac{\pi }{3}\right)$ ta có :

=> Biên độ dao động : $A=5\left(cm\right)$

=> Pha ban đầu của dao động :$\phi =\frac{\pi }{3}$

=> Pha của dao động ở thời điểm t : $\left(\omega t+\phi \right)=2\pi t+\frac{\pi }{3}$

Bài 1.9 trang 5 SBT Vật lí 11: Một chất điểm dao động điều hoà có phương trình li độ theo thời gian là:

$x=10\cos \left(\frac{\pi }{3}t+\frac{\pi }{2}\right)\left(cm\right)$

a) Tính quãng đường vật đi được sau 2 dao động.

b) Tính li độ của vật khi $t=6\left(s\right)$.

Lời giải:

a)    Quãng đường vật đi được sau 2 dao động $S=8A=8.10=80\left(cm\right)$

b)    Thay $t=6\left(s\right)$ vào phương trình dao động ta được:

$x=10\cos \left(\frac{\pi }{3}.6+\frac{\pi }{2}\right)=0$$$

Bài 1.10 trang 5 SBT Vật lí 11: Đồ thị li độ theo thời gian x1, x2, của hai chát điểm dao động điều hoà được mô tả như Hình 1.1. Xác định biên độ và pha ban đầu của mỗi dao động.

 

Lời giải:

Từ đồ thị ta thấy:

Xét  $x_1$

– Biên độ dao động là giá trị lớn nhất của li độ:$A=xmax=10\left(cm\right)$ 

– Lúc t=0, con lắc đang ở VTCB  : $x=0$ và $v>0$

=> $x=A\cos \phi$  <=> $\cos \phi =0=>\phi =-\frac{\pi }{2}$

Vậy dao động  $x_1$có :

• Biên độ dao động :$A=10\left(cm\right)$
• Pha ban đầu  $\phi =-\frac{\pi }{2}$

Xét $x_2$

– Biên độ dao động là giá trị lớn nhất của li độ: $A=xmax=5\left(cm\right)$

– Lúc t=0, con lắc đang ở biên âm $x=-A=-5\left(cm\right)$ và $v>0$

=> $x=A\cos \phi$<=> $\cos \phi =-1=>\phi =\pi$

Vậy dao động $x_2$có :

• Biên độ dao động :$A=5\left(cm\right)$
• Pha ban đầu $\phi =\pi$

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

Bài 1: Dao động điều hòa

Bài 2: Mô tả dao động điều hoà

Bài 3: Vận tốc, gia tốc trong dao động điều hoà

Bài 5: Động năng. Thế năng. Sự chuyển hóa năng lượng trong dao động điều hòa

Bài 6: Dao động tắt dần. Dao động cưỡng bức. Hiện tượng cộng hưởng

Bài tập cuối chương 1

Lý thuyết Dao động điều hòa

I. Những đặc điểm cơ bản của dao động cơ

– Dao động cơ là chuyển động qua lại quanh vị trí cân bằng.

– Dao động cơ của một vật có thể là tuần hoàn hoặc không tuần hoàn.

– Sau những khoảng thời gian bằng nhau, vật trở lại vị trí cũ theo hướng cũ thì dao động của vật đó là tuần hoàn

– Dao động tuần hoàn đơn giản nhất là dao động điều hòa

II. Dao động điều hòa

1. Đồ thị của dao động điều hòa

 

– Đồ thị của dao động điều hòa là đường cong có dạng hình sin, cho biết vị trí của vật trên trục x tại những thời điểm khác nhau

2. Phương trình của dao động điều hòa

$x=A\cos (\omega t+\phi )$

Trong đó:

+ x: li độ của dao động

+ A: biên độ dao động (A>0)

+ ω: tần số góc của dao động (đơn vị: rad/s)

+ ωt+φ: pha của dao động tại thời điểm t (đơn vị: rad)

+ φ: pha ban đầu của dao động