Một chất điểm dao động điều hòa trên trục Ox với biên độ — Không quảng cáo

Một chất điểm dao động điều hòa trên trục Ox với biên độ 10cm, chu kì 2s Thời điểm ban đầu vật qua vị trí có li độ 5cm theo


Đề bài

Một chất điểm dao động điều hòa trên trục Ox với biên độ 10cm, chu kì 2s. Thời điểm ban đầu vật qua vị trí có li độ 5cm theo chiều dương. Kể từ thời điểm ban đầu đến khi chất điểm qua vị trí có gia tốc cực đại lần đầu tiên thì tốc độ trung bình của chất điểm là

  • A.
    22,5 cm/s.
  • B.
    18,75 cm/s.
  • C.
    15 cm/s.
  • D.
    18 cm/s.
Phương pháp giải

Tốc độ trung bình: \(v = \frac{s}{t}\)

Áp dụng bài toán quãng đường và bài toán thời gian trong dao động điều hoà.

Tại t = 0, ta có:

\(\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{x = 5\left( {cm} \right) = \frac{A}{2}}\\{v > 0}\end{array}} \right.\)

Gia tốc cực đại \({a_{\max }} = {\omega ^2}A\) khi vật ở biên âm.

Từ hình vẽ, quãng đường vật đi được là:

\(S = \frac{A}{2} + A + A = 25{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} \left( {cm} \right)\)

Góc mà vật quét được:

\(\Delta \varphi {\rm{ \;}} = \frac{\pi }{3} + \pi {\rm{ \;}} = \frac{{4\pi }}{3}\)

Thời gian vật đi là:

\(\Delta t = \frac{{\Delta \varphi .T}}{{2\pi }} = \frac{4}{3}{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} \left( s \right)\)

Tốc độ trung bình của vật là:

\(v = \frac{s}{t} = \frac{{25}}{{4/3}} = 18,75{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} \left( {cm/s} \right)\)

Đáp án B.

Đáp án : B