Tải alfazi để được hướng dẫn khi gặp bài khó Luyện thi THPT môn Vật lý 2017 TỔNG HỢP DAO ĐỘNG TỔNG HỢP HAI DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA 1. Phương pháp giải 1.1 Tổng hợp hai dao động điều hòa cùng phương , cùng tần số , cùng biên độ Xét hai dao động điều hòa cùng phương dao động, cùng tần số, cùng biên độ A1 = A2 = a có dạng: ( ) ( ) 1 1 2 2 x a cos t x a cos t = + = + Dao động tổng hợp: ( ) ( )1 2 1 2x x x a cos t a cos t = + = + + + Áp dụng công thức lượng giác: a b a bcosa cos b 2cos cos 2 2 + − + = , ta có: 2 1 2 1x 2a cos cos t 2 2 − + = + . Như vậy dao động tổng hợp là một dao động điều hòa cùng tần số, có biên độ 2 1A 2a cos 2 − = có pha ban đầu sẽ là : o 2 2 2 + = nếu 2 10 cos 2 − < o 2 1 2 + = + nếu 2 1cos 0 2 − < o Chú ý :T hường trong biểu thức dao động điều hòa pha ban đầu thường được viết dưới dạng có giá trị nhỏ hơn π nên nếu như 2 1 2 + < + thì pha ban đầu có thể là viết là 2 1 2 + − 1.2 Tổng hợp hai dao động điều hòa cùng phương cùng tần số : Xét hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số: ( ) ( ) 1 1 1 2 2 2 x A cos t x A cos t = + = + Dao động tổng hợp: 1 2 x x x= + Để tổng hợp hai dao động, ta có các phương pháp sau: Gv. Ths Nguyễn Vũ Minh (Biên Hòa) – fb : 0914449230 Bùi Lê Hoàng Nghĩa (Q.12 – HCM) – fb : 01673926287 1 Tải alfazi để được hướng dẫn khi gặp bài khó Luyện thi THPT môn Vật lý 2017 TỔNG HỢP DAO ĐỘNG a. Phương pháp áp dụng trực tiếp công thức tính A và tan j ( ) ( ) ( ) ( )2 21 2 1 2 2 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 1 1 2 2 A A A 2A A cosx A cos t x Acos t A sin A sinx A cos t tan A cos A cos = + + − = + ⇒ = + += + = + • Nếu một dạng hàm cos, một dạng hàm sin thì đổi ( )sin t cos t 2 + = + − • Nếu hai dao động cùng pha: 2 1 max 1 2 k2 A A A − = ⇒ = + • Nếu hai dao động ngược pha: ( )2 1 min 1 22k 1 A A A − = + ⇒ = − • Nếu hai dao động vuông pha: ( ) 2 22 1 1 22k 1 A A A2 − = + ⇒ = + b. Phương pháp cộng các hàm lượng giác 1 2 x x x= + + ( ) ( )1 1 2 2x A cos t A cos t = + + + + ( ) ( )1 1 2 2 1 1 2 2 Acos A sin x cos t A cos A cos sin t A sin A sin = + + − + + ⇒ ( )x Acos t = + c. Phương pháp cộng số phức. 1 2 x x x= + + 1 1 2 2 x A A = ∠ + ∠ + Kinh nghiệm 1) Khi cần tổng hợp hai dao động điều hòa có thể dùng một trong ba cách trên. Khi cần tổng hợp ba dao động điều hòa trở lên thì nên dùng cách 2 hoặc cách 3. 2) Phương pháp cộng số phức chỉ áp dụng trong trường hợp các số liệu tường minh hoặc biên độ của chúng có dạng nhân cùng với một số. 3) Trường hợp chưa biết một đại lượng nào đó thì nên dùng phương pháp vectơ quay hoặc cộng hàm lượng giác. Trường hợp hai dao động thành phần cùng biên độ thì nên dùng phương pháp lượng giác. 2. Các ví dụ minh họa 2.1 Tổng hợp hai dao động, xác định A và j • Bước đầu tiên hãy tính nhanh • Dựa vào để áp dụng tính toán nhanh cho phù hợp với các trường hợp đặc biệt, cuối cùng mới sửdụng công thức tổng quát khi mà không lọt vào trường hợp đặc biệt nào. Gv. Ths Nguyễn Vũ Minh (Biên Hòa) – fb : 0914449230 Bùi Lê Hoàng Nghĩa (Q.12 – HCM) – fb : 01673926287 2 Tải alfazi để được hướng dẫn khi gặp bài khó Luyện thi THPT môn Vật lý 2017 TỔNG HỢP DAO ĐỘNG Ví dụ 1.Một vật thực hiện đồng thời hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số có phương trình: 1 x 5 cos t 3 = + cm, 2 x 5 cos t= cm. Dao động tổng hợp của vật có phương trình A. ( )x 5 3 cos t cm . 4 = − B. ( )x 5 3 cos t cm . 6 = + C. ( )x 5cos t cm . 4 = + D. ( )x 5cos t cm . 3 = − Hướng dẫn * Cách 1: Dùng công thức trực tiếp ( ) ( )2 21 2 1 2 2 1 1 1 2 2 1 1 2 2 A A A 2A A cos 5 3 cm x 5 3 cos tA sin A sin 3 6tan A cos A cos 3 6 = + + − = ⇒ = + ⇒ + = = ⇒ = + Chọn B * Cách 2: Dùng phương pháp cộng số phức − Bấm: MODE 2 − Đơn vị đo góc là độ (R)bấm: SHIFT MODE 4 − Nhập: 5 SHIFT (-) ∠ (π/3) + 5 SHIFT (-) ∠ 0 = − Hiển thị kết quả: 5 3 x 5 3 cos t 6 6 ∠ ⇒ = + ⇒ Chọn B Ví dụ 2. (ĐH- 2008) Cho hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số, cùng biên độ và có các pha ban đầu là π/3 và –π/6 (phương trình dạng cos). Pha ban đầu của dao động tổng hợp hai dao động trên bằng A. - π/2. B. π/4. C. π/6. D. π/12. Hướng dẫn 1 2 1 2 a sin a sin a sin a sin 3 6 tan a cos a cos 12 a cos a cos 3 6 + − + = = ⇒ = ⇒ + + − Chọn D Ví dụ 3. Một vật thực hiện đồng thời 2 dao động điều hoà cùng phương, cùng tần số có phương trình: ( )1 5x 2 sin t cm6 = − ; ( )2x cos t cm6 = + . Phương trình dao động tổng hợp A. ( ) ( )x 5 cos t 1,63 cm .= + B. ( )5x cos t cm . 6 = − C. ( )x cos t cm . 6 = − D. ( ) ( )x 5 cos t 1,51 cm .= − Hướng dẫn Gv. Ths Nguyễn Vũ Minh (Biên Hòa) – fb : 0914449230 Bùi Lê Hoàng Nghĩa (Q.12 – HCM) – fb : 01673926287 3 Tải alfazi để được hướng dẫn khi gặp bài khó Luyện thi THPT môn Vật lý 2017 TỔNG HỢP DAO ĐỘNG Đổi hàm sin về hàm cos: ( )1 2 5 4 x 2 sin t 2 cos 2 cm 6 3 x cos t 6 = − = − = + * Cách 1: ( ) ( ) ( ) 2 2 1 2 1 2 2 1 1 1 2 2 1 1 2 2 A A A 2A A cos 5 cm x 5 cos t 1,51A sin A sin tan 8 5 3 1,51 A cos A cos = + + − = ⇒ = − ⇒ + = = − − ⇒ = − + Chọn D * Cách 2: 1 2 5 x x x 2 sin t cos t 6 6 = + = − + + 5 5 x 2 sin tcos 2 cos t sin cos tcos sin t sin 6 6 6 6 = − + − ( ) ( ) ( ) 5 cos 1,51 5 sin 1,51 2 3 1 2 3 x cos t sin t 5 cos t 1,51 2 2 − − − + + = − = − ⇒ Chọn D * Cách 3: ( )1 2 4x x x 2 1 5 1,63 x 5 cos t 1,633 6 = + = ∠ − + ∠ = ∠ ⇒ = + ⇒ Chọn A Bình luận:Đáp án đúng là A! Vậy cách 1 và cách 2 sai ở đâu? Ta dễ thấy, véc tơ tổng 1 2 A A A= + nằm ở góc phần tư thứ III vì vậy không thể lấy = -1,51 rad! Sai lầm ở chỗ, phương trình có hai nghiệm : ( ) ( ) 1,51 rad tan 8 5 3 1,51 1,63 rad = − = − − ⇒ = − + ≈ Ta phải chọn nghiệm 1,63 rad để cho véc tơ tổng “bị kẹp” bởi hai véc tơ thành phần. Qua đó ta thấy máy tính không “dính những bẫy” thông thường giống như con người! Đây chính là một trong những lợi thế của cách 3. Ví dụ 4. Cho hai dao động điều hoà cùng phương cùng tần số, biên độ lần lượt là a và a 3 và pha ban đầu tương ứng là 1 = 2π/3; 2 = π/6. Pha ban đầu của dao động tổng hợp là: A. π/2 B. π/3 C. -π/2 D. 2π/3 Hướng dẫn Gv. Ths Nguyễn Vũ Minh (Biên Hòa) – fb : 0914449230 Bùi Lê Hoàng Nghĩa (Q.12 – HCM) – fb : 01673926287 4 Tải alfazi để được hướng dẫn khi gặp bài khó Luyện thi THPT môn Vật lý 2017 TỔNG HỢP DAO ĐỘNG Muốn sử dụng máy tính ta chọn a = 1 và thực hiện như sau : ( )1 2 2x x x 1 3 x 2cos t cm3 6 3 = + = ∠ + ∠ ⇒ = + ⇒ Chọn CHÚ Ý: Nếu hai dao động thành phần có cùng biên độ thì ta nên dùng phương pháp lượng giác: 2 1 2 1 2 12 1 2 1 2 1 2 1 A 2a cos 2 0 cosx 2a cos cos t 2 22 2 cos 0 2 2 − = + − − + < = + ⇒ = + − + < Ví dụ 5. Phương trình dao động tổng hợp của 2 dao động thành phần cùng phương cùng tần số: x1 = 4cos(100t) (cm); x2 = 4cos(100t + π/2) (cm) là A. x = 4.cos(100t + π/4) cm. B. x = 4 2 .cos(100t + π/8) cm. C. x = 4 2 .cos(100t + π/4) cm. D. x = 4.cos(100t + 3π/4) cm. Hướng dẫn ( )1 2x x x 2.4 cos cos 100t 4 2 cos 100t cm4 4 4 = + = + = + ⇒ Chọn C Ví dụ 6. Biên độ dao động tổng hợp của ba dao động x1 = 4 2 cos4πt (cm), x2 =4cos(4πt + 0,75π) (cm) và x3 = 3cos(4πt +0,25π) (cm) là A. 7 cm. B. 8 2 cm. C. 8 cm. D. 7 2 cm. Hướng dẫn Cách 1: Phương pháp cộng các hàm lượng giác 1 2 x x x= + + ( ) ( )1 1 2 2x A cos t A cos t = + + + + ( ) ( )1 1 2 2 1 1 2 2x cos t A cos A cos sin t A sin A sin = + + − + + 3 3 x cos 4 t 4 2 cos 0 4 cos 3 cos sin 4 t 4 2 sin 0 4 sin 3 sin 4 4 4 4 = + + − + + ( )x 3,5 2 cos5t 3,5 sin 5t 7 cos 4 t A=7 cm 4 = − = + ⇒ ⇒ Chọn A Cách 2: Phương pháp cộng số phức 1 2 1 1 2 2 x x x A A = + + = ∠ + ∠ + 3x 4 2 0 4 3 7 4 4 4 ⇒ = ∠ + ∠ + ∠ = ∠ ⇒Chọn A Gv. Ths Nguyễn Vũ Minh (Biên Hòa) – fb : 0914449230 Bùi Lê Hoàng Nghĩa (Q.12 – HCM) – fb : 01673926287 5 Tải alfazi để được hướng dẫn khi gặp bài khó Luyện thi THPT môn Vật lý 2017 TỔNG HỢP DAO ĐỘNG Ví dụ 7. Một vật thực hiện đồng thời 3 dao động điều hòa cùng pha cùng tần số có phương trình lần lượt là x1 = 5cos(2πt + ) cm; x2 = 3cos(2πt – π) cm; x3 = 4cos(2πt – 5π/6) cm, với 0 < φ <π/2 và tan φ = 4/3. Phương trình dao động tổng hợp là A. x = 4 3 cos(2πt + 5π/6) cm. B. x = 3 3 cos(2πt – 2π/3) cm. C. x = 4cos(2πt + 5π/6) cm. D. x = 3cos(2πt – 5π/6) cm. Hướng dẫn ( )4 5 5 55 arctan 3 4 4 x 4 cos 2 t 3 4 6 6 ∠ + ∠ − + ∠ − = ∠ ⇒ = + ⇒ Chọn A 2.2 Bài toán liên quan đến cực trị của vận tốc, gia tốc và lực hồi phục Ví dụ 8. Vật thực hiện đồng thời hai dao động cùng phương có phương trình 1 x 8 cos 20t 3 = − cm và 2 x 3 cos 20t 3 = − cm (với t đo bằng giây). Tính gia tốc cực đại, tốc độ cực đại và vận tốc của vật khi nó ở vị trí cách vị trí thế năng cực đại gần nhất là 2 cm. Hướng dẫn Biên độ dao động tổng hợp: ( ) ( )2 21 2 1 2 2 1 2A A A 2A A cos 64 9 2.8.3.cos 7 cm3= + + − = + + = Gia tốc cực đại và tốc độ cực đại: ( ) ( ) 2 2 2 max max a A 20 .7 2800 cm/s v A 20.7 140 cm/s = = = = = = Vị trí cách vị trí thế năng cực đại gần nhất là 2 cm, tức là vị trí đó cách vị trí cân bằng ( )x 7 2 5 cm= − = Vận tốc tính theo công thức: ( )2 2 2 2v A x 20 7 5 40 6 cm/s= ± − = ± − = ± Ví dụ 9. Một vật có khối lượng 0,5 kg thực hiện đồng thời ba dao động điều hoà cùng phương, cùng tần số có phương trình: 1 x 2 3 cos 10t 3 = + cm; 2 x 4 cos 10t 6 = + cm; 3 x 8 cos 10t 2 = − cm (với t đo bằng s). Tính cơ năng dao động và độ lớn gia tốc của vật ở vị trí cách vị trí thế năng cực đại gần nhất là 2 cm. Hướng dẫn Tổng hợp theo phương pháp cộng số phức:2 3 4 8 6 3 5 2 6 ∠ + ∠ + ∠ − = ∠ − Biên độ dao động tổng hợp là 6 cm nên cơ năng dao động : ( ) 2 2 2 2m A 0,5.10 .0,06 W 0,09 J 2 2 = = = Gv. Ths Nguyễn Vũ Minh (Biên Hòa) – fb : 0914449230 Bùi Lê Hoàng Nghĩa (Q.12 – HCM) – fb : 01673926287 6 Tải alfazi để được hướng dẫn khi gặp bài khó Luyện thi THPT môn Vật lý 2017 TỔNG HỢP DAO ĐỘNG Vị trí cách vị trí thế năng cực đại gần nhất là 2 cm, tức là vị trí đó cách vị trí cân bằng ( )x 6 2 4 cm= − = Độ lớn gia tốc của vật tính theo công thức: ( )2 2 2a x 10 .4 400 cm/s= = = Ví dụ 10. Một vật tham gia đồng thời 2 dao động điều hoà cùng phương cùng tần số và vuông pha với nhau. Nếu chỉ tham gia dao động thứ nhất thì vật đạt vận tốc cực đại là v1. Nếu chỉ tham gia dao động thứ hai thì vật đạt vận tốc cực đại là v2. Nếu tham gia đồng thời 2 dao động thì vận tốc cực đại là A. 0,5(v1 + v2). B. (v1 + v2). C. ( )0,52 21 2v v+ . D. ( ) 0,5 2 2 1 2 0,5 v v+ . Hướng dẫn Vì hai dao động vuông pha nên biên độ dao động tổng hợp: 2 2 1 2 A A A= + Vận tốc cực đại của vật: ( ) ( ) ( )1/22 2 2 2 2 21 2 1 2 1 2v A A A v v v v= = + = + = + ⇒ Chọn C Ví dụ 11. (CĐ-2011) Một vật nhỏ có chuyển động là tổng hợp của hai dao động điều hòa cùng phương. Hai dao động này có phương trình là x1 = A1cos t và x2 = A2cos(t + π/2). Gọi E là cơ năng của vật. Khối lượng của vật bằng A. 2 2 2 1 2 E A A+ B. 2 2 2 1 2 2E A A+ C. ( )2 2 21 2 E A A+ D. ( )2 2 21 2 2E A A+ Hướng dẫn Vì hai dao động vuông pha nên biên độ dao động tổng hợp: 2 2 1 2 A A A= + Cơ năng dao động của vật: ( ) 2 2 2 2 2 1 2 m A 2E E m 2 A A = ⇒ = ⇒ + Chọn D Ví dụ 12. Một vật nhỏ có chuyển động là tổng hợp của hai dao động điều hòa cùng phương. Hai dao động này có phương trình là x1 = A1cos t và x2 = A2cos(t + π/3). Gọi E là cơ năng của vật. Khối lượng của vật bằng A. 2 2 2 1 2 E A A+ B. ( )2 2 21 2 1 2 2E A A A A+ − C. ( )2 2 21 2 E A A+ D. ( )2 2 21 2 1 2 2E A A A A+ + Hướng dẫn Biên độ dao động tổng hợp: 2 2 2 2 1 2 1 2 1 2 1 2 A A A 2A A cos A A A A 3 = + + = + + Cơ năng dao động của vật: ( ) 2 2 2 2 2 2 2 1 2 1 2 m A 2E 2E E m 2 A A A A A = ⇒ = = ⇒ + + Chọn D Gv. Ths Nguyễn Vũ Minh (Biên Hòa) – fb : 0914449230 Bùi Lê Hoàng Nghĩa (Q.12 – HCM) – fb : 01673926287 7 Tải alfazi để được hướng dẫn khi gặp bài khó Luyện thi THPT môn Vật lý 2017 TỔNG HỢP DAO ĐỘNG Ví dụ 13. Một vật tham gia đồng thời hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số có phương trình 1 x 2 cos 2 t 2 = + cm và 2 x 2 sin 2 t 2 = − cm. Tính quãng đường đi được từ thời điểm t = 4,25 s đến t = 4,375 s A. 10 cm. B. 9 cm. C. 6 cm. D. 2 cm. Hướng dẫn Phương trình dao động tổng hợp: 1 2 3 3 3 x x x 2 2 2 2 x 2 2 cos 2 t 2 t 2 4 4 4 = + = ∠ + ∠ − = ∠ ⇒ = + ⇒ = + 1 3 2 .4,25 4.2 4 4 = + = + + ; ( ) ( )2 4,375 4,25 S 2 cm 4 = − = ⇒ = ⇒ Chọn D CHÚ Ý: 1. Lực kéo về cực đại: 2 max F kA m A= = 2. Lực đàn hồi cực đại: ( )dh 0F k l A= + Trong đó, 0 l là độ biến dạng của lò xo ở vị trí cân bằng: 0 0 mg l k mg sin l k = = Ví dụ 14.Con lắc lò xo gồm vật nhỏ nặng 1 kg thực hiện đồng thời hai dao động điều hoà theo phương ngang, theo các phương trình: x1 = 5cosπt (cm) và x2 = 5sinπt (cm) (Gốc tọa độ trùng với vị trí cân bằng, t đo bằng giây, lấy π2= 10). Lực cực đại mà lò xo tác dụng lên vật là A. 50 2 N. B. 0,5 2 N. C. 25 2 N. D. 0,25 2 N. Hướng dẫn ( )2k m 10 N/m= = ( ) ( ) 1 2 2 2 1 2 1 2 2 1 x 5 cos t x 5 sin t 5 cos t 2 A A A 2A A cos 0,05 2 m = = = − ⇒ = + + − = ( ) ( ) ( )max 0F k l A 10 0 0,05 2 0,5 2 N⇒ = + = + = ⇒ Chọn B Ví dụ 15. Con lắc lò xo gồm vật nhỏnặng 1 kg thực hiện đồng thời hai dao động điều hoà theo phương thẳng đứng, theo các phương trình: 1 x 5 2 cos10t= cm và 5 2 sin10tcm. (Gốc tọa độ trùng với vị trí cân bằng, t đo bằng giây và lấy gia tốc trọng trường g = 10 m/s2). Lực cực đại mà lò xo tác dụng lên vật là A. 10 N. B. 20 N. C. 25 N. D. 0,25 N. Gv. Ths Nguyễn Vũ Minh (Biên Hòa) – fb : 0914449230 Bùi Lê Hoàng Nghĩa (Q.12 – HCM) – fb : 01673926287 8 Tải alfazi để được hướng dẫn khi gặp bài khó Luyện thi THPT môn Vật lý 2017 TỔNG HỢP DAO ĐỘNG Hướng dẫn ( ) ( ) 1 2 2 0 x 5 2 cos10t x 5 2 sin10t 5 2 cos 10t 2 mg k m 100 N/m l 0,1 m k = = = − = = ⇒ = = ( ) ( ) ( ) ( ) 2 2 1 1 1 2 2 1 max 0 A A A 2A A cos 0,1 m F k l A 20 N = + + − =⇒ ⇒ = + = Chọn B CHÚ Ý:Giả sử ở thời điểm nào đó Ax n = và đang tăng (giảm) để tính giá trị x1 và x2 có thể: Dùng phương pháp vectơ quay; Giải phương trình lượng giác. Ví dụ 16. Hai dao động điều hòa cùng phương cùng tần số có phương trình x1 = 6cos(10t + π/6) (cm) và x2 = 6cos(10t + 5π/6) (cm). Tại thời điểm li độ dao động tổng hợp là 3 cm và đang tăng thì li độ của dao động thứ hai là bao nhiêu? A. 10 cm. B. 9 cm. C. 6 cm. D. -3 cm. Hướng dẫn Phương trình dao động tổng hợp: ( )5x 6 6 6 6cos 10t cm 6 6 2 2 = ∠ + ∠ = ∠ = + Vì x = 3 cm và đang tăng nên pha dao động bằng: 5 10t 10t 2 3 6 + = − ⇒ = − ( )2 5 5 5x 6cos 10t 6 cos 6 cm6 6 6 ⇒ = + = − + = ⇒Chọn C CHÚ Ý: 1. Hai thời điểm cùng pha cách nhau một khoảng thời gian kT : 1 22 1 t t t t kT k.2 x x− = ⇒ = ⇒ = 2. Hai thời điểm ngược pha nhau cách nhau một khoảng ( ) T2k 1 2 + ( ) ( ) 1 22 1 t t T t t 2k 1 2k 1 x x 2 − = + ⇒ = + ⇒ = − 3. Hai thời điểm vuông pha nhau cách nhau một khoảng ( ) T2k 1 4 + ( ) ( ) 1 2 2 2 2 1 t t T t t 2k 1 2k 1 A x x 4 2 − = + ⇒ = + ⇒ = + Ví dụ 17. Một vật thực hiện đồng thời 3 dao động điều hòa cùng pha cùng tần sốcó phương trình lần lượt là x1 = A1 cos(2πt + 2π/3) (cm), x2 = A2cos(2πt) (cm), x3 = A3cos(2πt – 2π/3) (cm). Tại thời điểm t1 các giá trị li độ x1(t1)= –10 cm, x2(t1)= 40 cm, x3(t1)= –20 cm. Thời điểm t2 = t1 + T/4 các giá trị li độ x1(t2) = –10 3 cm, x2(t2)= 0 cm, x3(t2) = 20 3 cm. Tìm phương trình của dao động tổng hợp? Gv. Ths Nguyễn Vũ Minh (Biên Hòa) – fb : 0914449230 Bùi Lê Hoàng Nghĩa (Q.12 – HCM) – fb : 01673926287 9 Tải alfazi để được hướng dẫn khi gặp bài khó Luyện thi THPT môn Vật lý 2017 TỔNG HỢP DAO ĐỘNG A. x = 30cos(2πt + π/3) cm. B. x = 20cos(2πt – π/3) cm. C. x = 40cos(2πt + π/3) cm. D. x = 20 2 cos(2πt – π/3) cm. Hướng dẫn Hai thời điểm t2 và t1 vuông pha nên biên độ tính theo công thức: 1 2 2 2 t t A x x= + Với ( ) ( ) ( )1 2 2 2 1 1 t 1 t A x x 20 cm= + = ; ( ) ( ) ( )1 2 2 2 2 2 t 2 t A x x 40 cm= + = ; ( ) ( ) ( )1 2 2 2 3 3 t 3 t A x x 40 cm= + = Tổng hợp theo phương pháp cộng số phức: ( )2 2x 20 40 40 20 x 20cos 2 t cm 3 3 3 3 = ∠ + + ∠ − = ∠ − ⇒ = − ⇒ Chọn B CHÚ Ý: Nếu bài toán cho biết trạng thái của hai dao động thành phần ở cùng một thời điểm nào đó, yêu cầu tìm trạng thái của dao động tổng hợp thì có thểlàm theo hai cách (vòng tròn lượng giác và giải phương trình lượng giác). Ví dụ 18. Hai dao động điều hòa (1) và (2) cùng phương, cùng tần số và cùng biên độ 4 cm. Tại một thời điểm nào đó, dao động (1) có li độ 2 3 cm, đang chuyển động ngược chiều dương, còn dao động (2) có li độ 2 cm theo chiều dương. Lúc đó, dao động tổng hợp của hai dao động trên có li độ bao nhiêu và đang chuyển động theo chiều nào? A. x = 8 cm và chuyển động ngược chiều dương. B. x = 5,46 và chuyển động ngược chiều dương. C. x = 5,46 cm và chuyển động theo chiều dương. D. x = 8 cm và chuyển động theo chiều dương. Hướng dẫn Cách 1: Chọn thời điểm khảo sát là thời điểm ban đầu t = 0 thì phương trình dao động của các chất điểm lần lượt là: 1 2 x 4 cos t 6 x 4 cos t 3 = + = − Phương trình dao động tổng hợp (bằng phương pháp cộng các hàm lượng giác): ( ) 1 2 x x x 4 cos t 4 cos t 6 3 2.4 cos cos t 4 2 cos t cm 4 12 12 = + = + + − = − = − Tại thời điểm ban đầu li độ tổng hợp x0 = x01 + x01 = 2 3 + 2 ≈ 5,46 cm. Pha ban đầu của dao động tổng hợp 12 − thuộc góc phần tư thứ IV nên vật đang chuyển động theo chiều dương Gv. Ths Nguyễn Vũ Minh (Biên Hòa) – fb : 0914449230 Bùi Lê Hoàng Nghĩa (Q.12 – HCM) – fb : 01673926287 10 Tải alfazi để được hướng dẫn khi gặp bài khó Luyện thi THPT môn Vật lý 2017 TỔNG HỢP DAO ĐỘNG ⇒Chọn B Cách 2: Li độ tổng hợp: ( )1 2x x x 2 2 2 5,46 cm= + = + ≈ Véc tơ tổng hợp 1 2 A A A= + nằm ở góc phần tư thứ IV nên hình chiếu chuyển động theo chiều dương.⇒Chọn B Ví dụ 19. Hai dao động điều hòa cùng phương cùng tần số, cùng vị trí cân bằng, li độ x1 và x2 phụ thuộc thời gian theo đồ thị sau đây. Tổng tốc độ có giá trị lớn nhất là A. 280π cm/s. B. 200π cm/s. C. 140π cm/s. D. 160π cm/s. Hướng dẫn Phương trình
Tài liệu đính kèm: