Soạn Vật lí 12 Bài 5: Tổng hợp hai dao động điều hòa cùng phương

có hướng dẫn giải bài tập Vật Lý12 Bài 5: Tổng hợp hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số. Phương pháp giải tự nhiên sgk (ngắn gọn)có lời giải chi tiết, dễ hiểu được biên soạn bởi đội ngũ chuyên gia giàu kinh nghiệm. Hi vọng đây là nguồn thông tin hay để phục vụ cho việc học tập của các em học sinh được tốt hơn. Mời quý thầy cô và các em tham khảo.

Trả lời câu hỏi Vật Lý 12 Bài 5

c1 trang 22 sgk

Biểu diễn dao động điều hòa bằng vectơ quay.

Trả lời:

Dao động điều hòa được biểu diễn bằng các vectơ quay

+ có gốc tại o.

+ Góc giữa biên độ dao động của vật dài 3cm và trục của con bò là 60o là pha ban đầu của dao động.

c2 trang 23 sgk

Tìm lại hai công thức (5.1 sgk) và (5.2 sgk).

Trả lời:

Ta có định lý hàm số cos: a2 = om12 + m1m2 – 2om1m1m.cos∠om1m

a2 = a12 + a22 – 2a1a2cos(π – ∠m1om2)

↔ a2 = a12 + a22 + 2a1a2cos(π + ∠m1om2)

↔ a2 = a12 + a22 + 2a1a2cos(φ1 – φ2)

Theo sơ đồ: om1→ + om2→ = om→ (1)

Kỹ thuật (1) Trục bò: acosφ = a1.cosφ1 + a2.cosφ2 (2)

Phép chiếu (1) trục oy: asinφ = a1.sinφ1 + a2.sinφ2 (3)

Tính điểm (3) / (2) ta được:

Đáp án bài 12 bài 5 SGK Vật Lý

Bài 1 (SGK Vật Lý 12 trang 25)

Minh họa cách biểu diễn dao động điều hòa bằng vectơ quay.

Giải pháp thay thế:

Mỗi dao động điều hòa x = acos(ωt + φ) được biểu diễn bằng một vectơ quay.

– Có nghĩa là:

+ Vẽ trục gia súc nằm ngang.

+ vẽ véc tơ

Khi t = 0, cho vectơ om quay quanh o với vận tốc góc ω.

Xem Thêm : Download 100 mẫu hóa đơn bán lẻ file excel, word

Khi đó, vectơ quay om biểu thị cho dao động điều hòa có phương trình x = acos(ωt + φ).

Gốc tọa độ là gốc tọa độ của trục bò, độ dài bằng biên độ a và góc với trục bò bằng pha ban đầu φ (chiều của đường tròn tam giác là chiều dương)

Bài 2 (SGK Vật Lý 12 trang 25)

Đề xuất phương pháp giản đồ năng lượng – tần số cho dao động tổng hợp của hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số.

Giải pháp thay thế:

Giả sử cần tổng hợp hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số.

x1 = a1cos(ωt + φ1);x2 = a2cos(ωt + 2)

+ Vẽ hai vectơ quay om1→, om2→ lần lượt biểu diễn các dao động x1, x2 tạo với trục ox các góc φ1, φ2.

+ Vẽ vectơ hợp om→ của hai vectơ trên. Một vectơ tổng hợp là một vectơ quay đại diện cho một phương trình dao động tổng hợp.

+ tìm độ dài của om → sử dụng công thức: a2 = a12 + a22 + 2a1a2.cos(φ1 – φ2)

+ Tính góc giữa hai trục om→ và ox theo công thức:

+ Viết phương trình dao động tổng hợp có dạng: x = a.cos(ωt + φ)

Bài 3 (SGK Vật Lý 12, trang 25)

Hãy minh họa ảnh hưởng của độ lệch pha (φ2 – φ1) đến biên độ của dao động tổng hợp trong các trường hợp sau:

a) Dao động thành phần cùng pha

b) Hai dao động thành phần lệch pha

c) Dao động hai thành phần cùng pha theo phương thẳng đứng:

Giải pháp thay thế:

Biên độ dao động thu được phụ thuộc vào độ lệch pha Δφ = φ2 – φ1

a) Nếu hai dao động thành phần cùng pha: Δφ = φ2 – φ1 = 2nπ (n = 0, ±1, ±2,…) thì biên độ dao động tổng hợp của dao động tổng hợp có giá trị cực đại bằng tổng của hai biên độ. : a = a1 + a2

<3 bằng giá trị tuyệt đối của hiệu giữa hai biên độ: a = |a1 – a2|

c) Nếu hai dao động thành phần cùng pha theo phương thẳng đứng Δφ = φ2 – φ1 = ±π/2 + 2nπ (n = 0, ±1, ±2,…) thì biên độ tổng hợp của dao động là: a = (a12 + a22)

Bài 4 (SGK Vật Lý 12 trang 25)

Chọn câu trả lời đúng. Hai dao động lệch pha nhau khi:

A. φ2 – φ1 = 2nπ ; b. 2 – 1 = nπ

φ2 – φ1 = (n – 1)π ; d. 2 – 1 = (2n – 1)π

Giải pháp thay thế:

Khi độ lệch pha giữa hai dao động là: Δφ = φ2 – φ1 = (2n – 1)π, (n = 0, ±1, ±2,…) thì hai dao động lệch pha nhau.

Chọn câu trả lời d.

Bài 5 (SGK Vật Lý 12 trang 25)

Xem Thêm : Miêu tả cây cối (Kiểm tra viết) – Tập làm văn lớp 4 – Download.vn

Xét một vectơ quay om→ với các đặc điểm sau:

– là hai đơn vị độ dài.

– Quay quanh o với vận tốc góc 1 rad/s

– Tại thời điểm t = 0, véc tơ om → hợp với trục ox một góc 30o

Phương trình điều hòa nào biểu diễn vectơ quay om→?

A. x = 2cos(t – π/3) b. x = 2cos(t + /6)

x = 2cos(t – 30o) d. x = 2cos(t + /3).

Giải pháp thay thế:

Phương trình dao động tổng hợp: x = acos(ωt + )

Véc tơ quay om→ là:

Biên độ của

+ bằng hai đơn vị chiều dài nên biên độ dao động a=2.

+ quay quanh o với vận tốc góc 1 rad/s nên tần số góc ω = 1rad/s.

+ Tại thời điểm t = 0, vectơ om→ hợp với trục ox một góc 30o nên pha ban đầu của dao động là φ = π/6 rad.

Vậy vectơ quay om→ biểu diễn phương trình chuyển động điều hòa:

Chọn câu trả lời b.

Bài 6 (SGK Vật Lý 12 trang 25)

Cho hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số góc ω = 5π rad/s, các biên độ: a1 = √3/2 cm, a2 = √3 cm và các pha ban đầu tương ứng φ1 = π/2 và φ2 = 5π/6. Tìm phương trình dao động tổng hợp của hai dao động trên.

Giải pháp thay thế:

Phương trình dao động tổng hợp của hai dao động trên là: x = acos(ωt + φ).

Biên độ dao động tổng hợp là:

a2 = a12 + a22 + 2a1a2 cos(φ2 – φ1) =

⇒ 2,3 (cm)

Pha của dao động tổng hợp là:

Vậy phương trình tổng là: x = 2,3cos(5πt + 0,73π) (cm).

►►Bây giờ hãy bấm nút Tải xuống bên dưới để tải xuống Vật Lý 12 Bài 5: Tổng hợp hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số. Phương pháp tự do sgk (ngắn gọn)file pdf hoàn toàn miễn phí.