Tổng hợp lý thuyết chuyên đề Phương pháp véc tơ quay và ứng dụng và bài tập rèn luyện

  1. Tác giả: LTTK CTV
    Đánh giá: ✪ ✪ ✪ ✪ ✪
    Một vật dao động điều hoà theo phương trình \(x= 5\cos(2\pi t - \frac {2\pi} 3)(cm)\). Quãng đường vật đi được sau thời gian 2,4s kể từ thời điểm ban đầu bằng
    • 40cm.
    • 45cm.
    • 49,7cm.
    • 47,9cm.
    Hướng dẫn giải:

    Chu kì: T = 1s.
    Thời gian: t = 2,4s = 2T + 0,4T.
    + Trong thời gian 2T quãng đường đi được là: S1 = 2.4A = 2.4.5 = 40cm.
    + Trong thời gian 0,4T véc tơ quay đã quay một góc 0,4. 360 = 1440
    01.png
    Quãng đường vật đã đi trong thời gian này: S2 = 2,5 + 5 + (5 - 5.cos240) = 7,9cm
    Vậy tổng quãng đường vật đi: 40 + 7,9 = 47,9cm.
     
  2. Tác giả: LTTK CTV
    Đánh giá: ✪ ✪ ✪ ✪ ✪
  3. Tác giả: LTTK CTV
    Đánh giá: ✪ ✪ ✪ ✪ ✪
  4. Tác giả: LTTK CTV
    Đánh giá: ✪ ✪ ✪ ✪ ✪
  5. Tác giả: LTTK CTV
    Đánh giá: ✪ ✪ ✪ ✪ ✪
    Câu 1: Một vật dao động điều hoà theo phương trình \(x=4\cos(8\pi t- \frac {2\pi} 3)(cm)\). Tốc độ trung bình của vật khi đi từ vị trí có li độ \(x_1=-2\sqrt3 cm\) theo chiều dương đến vị trí có li độ \(x_2 = 2\sqrt3 cm\) theo chiều dương bằng
    • \(4,8\sqrt3cm/s\)
    • \(48\sqrt3m/s\)
    • \(48\sqrt2cm/s\)
    • \(48\sqrt3cm/s\)
    Hướng dẫn giải:

    Tốc độ trung bình của vật là \(v = \frac{\text{quãng đường đi được}}{t}\)
    (chú ý là tốc độ trung bình khác với vận tốc trung bình vì vận tốc trung bình = \(\frac{x_{cuoi}-x_{dau}}{t}\))
    Dùng đường tròn để tìm quãng đường và thời gian đi
    01.png
    Vật đi được từ điểm N (\(x = -2\sqrt{3}\) hường theo chiều dương của trục x) đến điểm M (\(x = 2\sqrt{3}\) hướng theo chiều dương của trục x) tức là ứng với cung \(\stackrel\frown{NaM}\)
    Quãng đường đi được là: \(S = HK= 2\sqrt{3}+ 2\sqrt{3} = 4\sqrt{3}cm.\)
    Thời gian đi \(t = \frac{\varphi}{\omega} = \frac{\pi/3+\pi/3}{8\pi} = \frac{1}{12}s.\)
    Vận tốc trung bình là \(v = \frac{4\sqrt{3}}{1/12} = 48 \sqrt{3}cm/s.\)
    Chọn đáp án. D
     
  6. Tác giả: LTTK CTV
    Đánh giá: ✪ ✪ ✪ ✪ ✪
    Một vật dao động điều hoà theo phương trình \(x=5\cos(2\pi t-\frac \pi 6)(cm)\). Tốc độ trung bình của vật trong một chu kì dao động bằng
    • 20m/s.
    • 20cm/s.
    • 5cm/s.
    • 10cm/s.
    Hướng dẫn giải:

    Tốc độ trung bình của vật là \(v = \frac{\text{quãng đường đi được}}{t}\)
    Quãng đường đi được trong 1 chu kỳ là: \(S = 4A = 20cm.\)
    Vận tốc trung bình là \(v = \frac{4A}{T} = \frac{20}{2\pi/2\pi} = 20cm/s.\)
    Chọn đáp án. B
     
  7. Tác giả: LTTK CTV
    Đánh giá: ✪ ✪ ✪ ✪ ✪
  8. Tác giả: LTTK CTV
    Đánh giá: ✪ ✪ ✪ ✪ ✪
    Một vật dao động điều hoà với phương trình \(x=10\cos(4\pi t + \frac \pi 8)(cm)\). Biết ở thời điểm t có li độ là -8cm. Li độ dao động ở thời điểm sau đó 13s là
    • -8cm.
    • 4cm.
    • -4cm.
    • 8cm.
    Hướng dẫn giải:

    Góc \(\varphi\) quay được sau thời gian sau 13s là \(\varphi = \omega.t= 4\pi.13 = 52\pi (rad).\)
    Ta phân tích \(52 \pi = 26.2\pi\) Tức là vật tại vị trí \(x = -8cm\) quay thêm 26 vòng nữa và kêt quả là nó vẫn ở vị trí đó.
    đáp án là A. -8cm.
     
  9. Tác giả: LTTK CTV
    Đánh giá: ✪ ✪ ✪ ✪ ✪
    Một vật dao động điều hoà với phương trình \(x=5\cos(5\pi t+\frac \pi 3)(cm)\). Biết ở thời điểm t có li độ là 3cm. Li độ dao động ở thời điểm sau đó 1/10(s) là
    • \(\pm\)4cm
    • 3cm.
    • -3cm.
    • 2cm.
    Hướng dẫn giải:

    Chu kì: \(T=\frac{2\pi}{5\pi}=0,4s\)
    Trong thời gian 1/10 s = 1/4 T thì véc tơ quay đã quay một góc: 360/4 = 900.
    Biểu diễn bằng véc tơ quay, ta dễ dàng tìm đc li độ thời điểm sau đó 1/10 s là 4 và -4cm.
     
  10. Tác giả: LTTK CTV
    Đánh giá: ✪ ✪ ✪ ✪ ✪
    Một vật dao động điều hoà với phương trình \(x=5\cos(5\pi t+\frac \pi 3)(cm)\). Biết ở thời điểm t có li độ là 3cm. Li độ dao động ở thời điểm sau đó 1/30(s) là
    • 4,6cm.
    • 0,6cm.
    • -3cm.
    • 4,6cm hoặc 0,6cm.
    Hướng dẫn giải:

    Chu kỳ: \(T=\frac{2\pi}{5\pi}=0,4s\)
    Trong thời gian 1/30 s thì véc tơ quay đã quay một góc: \(\frac{1}{30.0,4}.360=30^0\)
    TH1: vật đang có li độ 3cm theo chiều dương --> véc tơ quay thêm 300 thì vật sẽ đến li độ 4,6cm.
    TH2: vật đang có li độ 3cm theo chiều âm --> véc tơ quay thêm 300 thì vật sẽ đến li độ 0,6cm.