Câu hỏi: Hai điểm sáng cùng dao động trên trục Ox với các phương trình li độ lần lượt là ${{x}_{1}}=A\cos \left( 2\pi t+\dfrac{\pi }{6} \right);{{x}_{2}}=A\cos \left( 2\pi t+\dfrac{5\pi }{6} \right)$. Thời điểm mà hai điểm sáng có cùng li độ lần thứ 2020 là
A. 505,75s.
B. 1010s.
C. 1009,75s.
D. 505s.
A. 505,75s.
B. 1010s.
C. 1009,75s.
D. 505s.
Phương pháp:
Vận dụng vòng tròn lượng giác và trục thời gian suy ra từ vòng tròn
Cách giải:
+ Cách 1:
Chu kì dao động của 2 điểm sáng T = 1s
Ta có li độ của 2 điểm sáng bằng nhau: ${{x}_{1}}={{x}_{2}}\Rightarrow d={{x}_{1}}-{{x}_{2}}=0$
Ta có: ${{x}_{1}}-{{x}_{2}}=A\angle \dfrac{\pi }{6}-A\angle \dfrac{5\pi }{6}=A\sqrt{3}\angle 0\Rightarrow d=A\sqrt{3}\cos \left( 2\pi t \right)$
Trong 1 chu kì có 2 vị trí d = 0
${{t}_{2020}}={{t}_{2018}}+{{t}_{2}};{{t}_{2018}}=\dfrac{2018T}{2}=~1009T~$
Từ vòng tròn lượng giác ta suy ra ${{t}_{2}}=\dfrac{3T}{4}$
$\Rightarrow {{t}_{2020}}=1009T+\dfrac{3T}{4}=\dfrac{4039T}{4}=\dfrac{4039.1}{4}=1009,75s$
+ Cách 2:
Chu kì dao động của 2 điểm sáng T = 1s
Tại thời điểm ban đầu 2 điểm có vị trí như hình vẽ :
2 điểm sáng có cùng li độ tại vị trí $x=-\dfrac{A}{2}v\grave{a}\dfrac{A}{2}$ khi đối xứng nhau qua trục Ox
Nhận thấy trong 1 chu kì 2 điểm sáng có cùng li độ 2 lần
t2020 = t2018 + t2
Ta có: $\begin{array}{*{35}{l}}
\left\{ \begin{aligned}
& {{t}_{2018}}=\dfrac{2018T}{2}=1009T \\
& {{t}_{2}}=\dfrac{T}{4}+\dfrac{T}{2}=\dfrac{3T}{4} \\
\end{aligned} \right.\Rightarrow {{t}_{2020}}=1009T+\dfrac{3T}{4}=\dfrac{4039T}{4}=\dfrac{4039.1}{4}=1009,75s\text{ }~ \\
~ \\
\end{array}$
Vận dụng vòng tròn lượng giác và trục thời gian suy ra từ vòng tròn
Cách giải:
+ Cách 1:
Chu kì dao động của 2 điểm sáng T = 1s
Ta có li độ của 2 điểm sáng bằng nhau: ${{x}_{1}}={{x}_{2}}\Rightarrow d={{x}_{1}}-{{x}_{2}}=0$
Ta có: ${{x}_{1}}-{{x}_{2}}=A\angle \dfrac{\pi }{6}-A\angle \dfrac{5\pi }{6}=A\sqrt{3}\angle 0\Rightarrow d=A\sqrt{3}\cos \left( 2\pi t \right)$
Trong 1 chu kì có 2 vị trí d = 0
${{t}_{2020}}={{t}_{2018}}+{{t}_{2}};{{t}_{2018}}=\dfrac{2018T}{2}=~1009T~$
Từ vòng tròn lượng giác ta suy ra ${{t}_{2}}=\dfrac{3T}{4}$
$\Rightarrow {{t}_{2020}}=1009T+\dfrac{3T}{4}=\dfrac{4039T}{4}=\dfrac{4039.1}{4}=1009,75s$
+ Cách 2:
Chu kì dao động của 2 điểm sáng T = 1s
Tại thời điểm ban đầu 2 điểm có vị trí như hình vẽ :
2 điểm sáng có cùng li độ tại vị trí $x=-\dfrac{A}{2}v\grave{a}\dfrac{A}{2}$ khi đối xứng nhau qua trục Ox
Nhận thấy trong 1 chu kì 2 điểm sáng có cùng li độ 2 lần
t2020 = t2018 + t2
Ta có: $\begin{array}{*{35}{l}}
\left\{ \begin{aligned}
& {{t}_{2018}}=\dfrac{2018T}{2}=1009T \\
& {{t}_{2}}=\dfrac{T}{4}+\dfrac{T}{2}=\dfrac{3T}{4} \\
\end{aligned} \right.\Rightarrow {{t}_{2020}}=1009T+\dfrac{3T}{4}=\dfrac{4039T}{4}=\dfrac{4039.1}{4}=1009,75s\text{ }~ \\
~ \\
\end{array}$
Đáp án C.