Các dạng bài tập ôn thi THPT Quốc gia môn Vật lí - Dạng 3: Viết các phương trình dao động điều hòa - Đỗ Ngọc Hà (Có lời giải chi tiết)

Nội dung text: Các dạng bài tập ôn thi THPT Quốc gia môn Vật lí - Dạng 3: Viết các phương trình dao động điều hòa - Đỗ Ngọc Hà (Có lời giải chi tiết)

1. DẠNG 3. VIẾT CÁC PHƯƠNG TRÌNH DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA ❖ KIẾN THỨC TRỌNG TÂM - Thực chất của việc viết phương trình dao động là xác định các hằng số A; 0 ; S0 ; q0 ; I0 ; ; trong các phương trình sau: Con lắc lò xo Con lắc đơn Mạch LC Li độ: Li độ: x Acos t Điện tích: q q0 cos t Vận tốc: 0 cos t Cường độ dòng điện v x A sin t S S0 cos t i q q cos t (Chú ý: đổi về đơn vị rad; 0 A cos t 2 S ; S . ) I0 2 0 0 vmax 1 Vận tốc: I0 cos  1 v S S sin t Hiệu điện thế: q q S cos t u 0 cos t 2 vmax C C U0 cos t x x t o 0 x0 Acos Xác định pha ban đầu của dao động: ? . v v v A sin t 0 0 0 Ví dụ 1. (Sở GD Hà Nội 2019): Một vật nhỏ dao động với phương trình x 2cos 10 t cm . Tại thời điểm ban đầu t0 0 li độ của vật là x0 1 cm và chuyển động ngược chiều dương. Giá trị của là A. .B. .C. .D. . 3 6 6 3 Hướng dẫn giải x 2cos 10 t cm 1 x0 1cm cos t0 0 : 2 v 0 3 sin 0 Đáp án D Ví dụ 2. (Đại học 2013): Một vật nhỏ dao động điều hòa dọc theo trục Ox với biên độ 5 cm, chu kì 2 s. Tại thời điểm t 0 , vật đi qua cân bằng O theo chiều dương. Phương trình dao động của vật là A. x 5cos t cm .B. x 5cos 2 t cm . 2 2 C. x 5cos 2 t cm .D. x 5cos t cm . 2 2 Trang 1
2. Hướng dẫn giải 2 A 5 cm;T 2 s  rad/s T x0 0 cm cos 0 t0 0 : v 0 sin 0 2 Phương trình dao động của vật là: x 5cos t cm . 2 Đáp án A. Ví dụ 3. Một mạch dao động lí tưởng đang có dao động điện từ tự do. Cường độ dòng điện tức thời trong một mạch dao động là i 0,05cos 100 t A . Lấy 2 10 . Biểu thức điện tích của một bản trên tụ điện là 10 4 5.10 4 A. q cos 100 t C .B. q cos 100 t C . 2 2 5.10 4 5.10 4 C. q cos 100 t C . D. q cos 100 t C. 2 Hướng dẫn giải Giá trị cực đại và pha ban đầu của điện tích q là: 4 I0 0,05 5.10 q C 4 0  100 5.10  q cos 100 t C . 2 q 1 2 2 Đáp án B Ví dụ 4. (THPTQG 2017): Hình bên là đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của vận tốc V theo thời gian t của một vật dao động điều hòa. Phương trình dao động của vật là 3 40 3 20 A. x cos t cm .B. x cos t cm . 8 3 6 4 3 6 3 40 3 20 C. x cos t cm . D. x cos t cm . 8 3 6 4 3 6 Hướng dẫn giải Từ đồ thị ta có: Trang 2
3. T 0,1 2 20 6. 0,15 s T 0,3 s  rad/s 2 4 T 3 5 3 v A 5 cm/s A cm max  4 v Tại t 0 : v v .cos max max v 2 v 3 x v 2 3 2 6 Vậy phương trình dao động điều hòa của li độ: 3 20 x cos t cm . 4 3 6 Đáp án D. Trang 3