Một chất điểm có khối lượng \(100{\rm{\;g}}\) dao động điều hoà trên quỹ đạo là đoạn thẳng \({\rm{MN}}\) (dài hơn \(8{\rm{\;cm}}\) ). Tại điểm

Câu hỏi

🗣️ Trần Thị Phát hỏi: Cho mình hỏi một câu Vật lý Lớp 11 trong sách bài tập Sách Kết Nối Tri Thức

Một chất điểm có khối lượng \(100{\rm{\;g}}\) dao động điều hoà trên quỹ đạo là đoạn thẳng \({\rm{MN}}\) (dài hơn \(8{\rm{\;cm}}\)). Tại điểm \({\rm{P}}\) cách \({\rm{M}}\) một khoảng \(4{\rm{\;cm}}\) và tại điểm \({\rm{Q}}\) cách \({\rm{N}}\) một khoảng \(2{\rm{\;cm}}\), chất điểm có động năng tương ứng là \({32.10^{ - 3}}{\rm{\;J}}\)\({18.10^{ - 3}}{\rm{\;J}}\). Tính tốc độ trung bình khi vật đi từ \({\rm{P}}\) đến \({\rm{Q}}\).

👩 Đánh giá của giáo viên: Câu này dễ, mức độ biết.

🔑 Chủ đề: Vat Ly lop 11,trac nghiem.

Câu trả lời hay nhất

🕵 Bạn Nguyễn Khôi Minh trả lời:

Tốc độ tại P: \({v_P} = \sqrt {\frac{{2{W_{dP}}}}{m}} = 80{\rm{\;cm/s}}\) ; tại Q: \({v_Q} = \sqrt {\frac{{2{W_{dQ}}}}{m}} = 60{\rm{\;cm/s}}\) . Do \({v_P} > {v_Q}\) nên li độ \(\left| {{x_P}} \right| < \left| {{x_Q}} \right|:\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{\left| {{x_P}} \right| = A - 4}\\{\left| {{x_Q}} \right| = A - 2}\end{array}} \right.\) \(\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{v_P^2 = {\omega ^2}\left( {{A^2} - x_P^2} \right)}\\{v_Q^2 = {\omega ^2}\left( {{A^2} - x_Q^2} \right)}\end{array} \Rightarrow \left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{v_P^2 = 8{\omega ^2}\left( {A - 2} \right)}\\{v_Q^2 = 4{\omega ^2}\left( {A - 1} \right)}\end{array}} \right.} \right.\) Giải hệ ta được: \(A = 10{\rm{\;cm}}\) và \(\omega = 10{\rm{rad}}/{\rm{s}}\) . Quãng đường \(PQ = OP + OQ\)\( = \left( {A - 4} \right) + \left( {A - 2} \right) = 14{\rm{\;cm}}{\rm{.\;}}\) Thời gian vật đi từ P đến Q là \({\rm{\Delta }}t\) với: \({\rm{\Delta }}t = \frac{{{\rm{\Delta }}\varphi }}{\omega }\) . \({\rm{\Delta }}\varphi = \pi - \left( {{\varphi _1} + {\varphi _2}} \right) = \frac{\pi }{2}\) , với \({\rm{cos}}{\varphi _1} = \frac{{{\rm{OP}}}}{{\rm{A}}};{\rm{cos}}{\varphi _2} = \frac{{{\rm{OQ}}}}{{\rm{A}}} \Rightarrow {\rm{\Delta t}} = \frac{{\rm{T}}}{4} = \frac{\pi }{{20}}\) \( \Rightarrow \) Tốc độ trung bình khi vật đi từ P đến Q: \(\overline v = \frac{{PQ}}{{{\rm{\Delta }}t}} = \frac{{14}}{{\frac{\pi }{{20}}}} \approx 89{\rm{\;cm/s}}\) .

Tốc độ tại P: \({v_P} = \sqrt {\frac{{2{W_{dP}}}}{m}} = 80{\rm{\;cm/s}}\) ; tại Q: \({v_Q} = \sqrt {\frac{{2{W_{dQ}}}}{m}} = 60{\rm{\;cm/s}}\) .

Do \({v_P} > {v_Q}\)  nên li độ \(\left| {{x_P}} \right| < \left| {{x_Q}} \right|:\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{\left| {{x_P}} \right| = A - 4}\\{\left| {{x_Q}} \right| = A - 2}\end{array}} \right.\)

\(\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{v_P^2 = {\omega ^2}\left( {{A^2} - x_P^2} \right)}\\{v_Q^2 = {\omega ^2}\left( {{A^2} - x_Q^2} \right)}\end{array} \Rightarrow \left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{v_P^2 = 8{\omega ^2}\left( {A - 2} \right)}\\{v_Q^2 = 4{\omega ^2}\left( {A - 1} \right)}\end{array}} \right.} \right.\)

Giải hệ ta được: \(A = 10{\rm{\;cm}}\)  và \(\omega = 10{\rm{rad}}/{\rm{s}}\) .   Quãng đường \(PQ = OP + OQ\)\( = \left( {A - 4} \right) + \left( {A - 2} \right) = 14{\rm{\;cm}}{\rm{.\;}}\)

Thời gian vật đi từ P đến Q là \({\rm{\Delta }}t\)  với: \({\rm{\Delta }}t = \frac{{{\rm{\Delta }}\varphi }}{\omega }\) .

\({\rm{\Delta }}\varphi = \pi - \left( {{\varphi _1} + {\varphi _2}} \right) = \frac{\pi }{2}\)  , với \({\rm{cos}}{\varphi _1} = \frac{{{\rm{OP}}}}{{\rm{A}}};{\rm{cos}}{\varphi _2} = \frac{{{\rm{OQ}}}}{{\rm{A}}} \Rightarrow {\rm{\Delta t}} = \frac{{\rm{T}}}{4} = \frac{\pi }{{20}}\)

\( \Rightarrow \)   Tốc độ trung bình khi vật đi từ P đến Q: \(\overline v = \frac{{PQ}}{{{\rm{\Delta }}t}} = \frac{{14}}{{\frac{\pi }{{20}}}} \approx 89{\rm{\;cm/s}}\) .


Câu trước | Câu kế tiếp

Gửi bạn các file hữu ích đi kèm câu hỏi:

Làm thêm Vật lý Lớp 11