Lý thuyết và bài tập về công thức độc lập thời gian vật lý 12

Khi làm các bài tập vật lý, các công thức độc lập thời gian là một công cụ hữu hiệu giúp giải quyết nhanh các bài toán. Trong bài hôm nay, chúng ta sẽ cùng học toàn bộ các công thức độc lập với thời gian và học cách ghi nhớ chúng một cách hiệu quả.

I. Khái niệm hệ thực độc lập với thời gian

Trong chương trình vật lý lớp 12, tất cả chúng ta gặp rất nhiều đại lượng vật lý nhờ vào vào thời gian. Để tính giá trị của đại lượng ấy, ta thường phải tìm được thời gian t, rồi mới thay vào .
Vì sự dài dòng đấy, ta đi tìm hướng đi khác và đã rút ra những công thức liên hệ giữa những đại lượng mà không có sự Open của ẩn thời gian t. Và đó chính là công thức độc lập với thời gian .

Các hệ thức này được sử dụng với tần suất cao và rất quan trọng, được áp dụng để làm các bài toán dao động cơ.

1. Công thức độc lập với thời gian khi các đại lượng biến đổi vuông pha với nhau

Hai đại lượng đổi khác được gọi là vuông pha nghĩa là chúng biến hóa điều hòa lệch sóng nhau góc : ( 2 k + 1 ) * pi / 2

2. Công thức độc lập với thời gian khi các đại lượng biến đổi cùng pha, ngược pha nhau

• Khi hai đại lượng đổi khác cùng pha :

• Khi hai đại lượng biến hóa ngược pha :

Trong xê dịch điều hòa, lực kéo về ( Fkv ) ngược pha với li độ x, tần suất a ngược pha li độ x :
a = – w2x ; F = – mw2x

3. Công thức độc lập với thời gian khicác thời điểm lệch nhau sổ lẻ lần T/4

• Dao động của một vật ở hai thời giant1vàt2+ ( 2 k + 1 ) T / 4có li độ lần lượt là x1, x2:

• Ở thời gian t1vật có li độ x1,ở thời gian t1+ ( 2 k + 1 ) T / 4vật có tốc độ v2:

                   

II. Bài tập vận dụng

Câu 1: Một vật dao động điều hòa với w=10 rad/s. Khi vận tốc của vật là 20 cm/s thì gia tốc của nó bằng 2*(căn3) m/s2. Biên độ dao động của vật là:

Đáp án :

Câu 2: Một vật dao động điều hòa với biên độ 4cm. Khi nó có li độ là 2 cm thì vận tốc là 1m/s. Tần số dao động là:

Đáp án :
Tần số w là :

Tần số xê dịch f là :
f = w / 2 pi = 4,6 Hz

Câu 3: Một vật dao động điều hào với chu kỳ T=2 (s), biên độ A=4cm, Tại thời điểm t vật có li độ tốc độ v=2pi cm/s thì vật cách VTCB một khoảng là:

Đáp án : w = 2 pi / T = pi rad / s

Tại thời điểm t vật cách vị trí cân bằng một khoảng là: 

Câu 4: Một vật dao động điều hòa có vận tốc cực đại là vmax=16 pi cm/svà gia tốc cực đại amax=82cm/s2 thì chu kỳ dao động của vật là:

Đáp án :

Câu 5: Một vật dao động điều hòa với chu kì T=3,14s. Xác định pha dao động của vật khi nó qua vị trí x=2 cm với vận tốc v=0,04 m/s?

Đáp án :

Câu 6: Một chất điểm dao động điều hòa với biên độ A và vận tốc cực đại vmax. Khi li độ x=A/2 và x=-A/2 tốc độ của vật bằng:

Đáp án :

Câu 7: Một chất điểm dao động điều hòa với biên độ A và vận tốc cực đại vmax. Khi tốc độ của vật bằng nửa tốc độ cực đại thì li độ thỏa mãn:

Đáp án :

Câu 8: Một chất điểm dao động điều hòa dọc theo trục x quanh gốc tọa độ với phương trình x=Acos(4*pi*t+φ) với t tính bằng s. Khi pha dao động là thì gia tốc của vật là 8 m/s2. Tính biên độ dao động:

Đáp án :

Câu 9: Một vật dao động điều hòa với biên độ 4 cm. Khi vật có li độ 2cm thì vận tốc là 1m/s. Tần số dao động là:

Đáp án :

Câu 10: Cho dao động x=5cos(4πt+π/12) (cm)

1. Tìm x khi v = – 12 π( cm / s )
2. Tìm a khi v =16 π( cm / s )
3. Tìm v khix = 2,5 * ( căn3 )( cm )
4. Cho m = 100 g. Tìm |Fkv |khi v =103( cm / s )

Đáp án :

Xem thêm:

Lý thuyết + Bài tập: Năng lượng dao động điều hòa

Các dạng bài tập về dao đông điều hòa trong kì thi THPT Quốc Gia

Source: http://wp.ftn61.com
Category: Thủ Thuật