Câu hỏi: Một vật dao động điều hòa theo một trục cố định, chọn mốc thế năng ở vị trí cân bằng. Khẳng định nào sau đây là đúng?
A. Khi ở vị trí cân bằng, thế năng của vật bằng cơ năng.
B. Khi vật đi từ vị trí cân bằng ra biên, vận tốc và gia tốc của vật cùng dấu.
C. Động năng của vật cực đại khi gia tốc của vật có độ lớn cực đại.
D. Thế năng của vật đạt cực đại khi vật ở vị trí biên.
A. Khi ở vị trí cân bằng, thế năng của vật bằng cơ năng.
B. Khi vật đi từ vị trí cân bằng ra biên, vận tốc và gia tốc của vật cùng dấu.
C. Động năng của vật cực đại khi gia tốc của vật có độ lớn cực đại.
D. Thế năng của vật đạt cực đại khi vật ở vị trí biên.
Phương pháp:
Động năng: ${{W}_{d}}=\dfrac{1}{2}m{{v}^{2}}$
Thế năng: ${{W}_{t}}=\dfrac{1}{2}k{{x}^{2}}$
Cơ năng: $W={{W}_{t}}+{{W}_{d}}=\dfrac{1}{2}k{{x}^{2}}+\dfrac{1}{2}m{{v}^{2}}$
Công thức độc lập theo thời gian: $\left\{ \begin{array}{*{35}{l}}
a=-{{\omega }^{2}}x \\
v=\omega \sqrt{{{A}^{2}}-{{x}^{2}}} \\
\end{array} \right.$
Cách giải:
A – sai vì ở vị trí cân bằng động năng bằng cơ năng của vật, thế năng bằng 0.
B – sai vì khi vật đi từ vị trí cân bằng ra biên, vận tốc và gia tốc của vật ngược dấu.
C – sai vì động năng của vật đạt cực đại tại VTCB khi đó gia tốc của vật bằng 0.
D – đúng.
Động năng: ${{W}_{d}}=\dfrac{1}{2}m{{v}^{2}}$
Thế năng: ${{W}_{t}}=\dfrac{1}{2}k{{x}^{2}}$
Cơ năng: $W={{W}_{t}}+{{W}_{d}}=\dfrac{1}{2}k{{x}^{2}}+\dfrac{1}{2}m{{v}^{2}}$
Công thức độc lập theo thời gian: $\left\{ \begin{array}{*{35}{l}}
a=-{{\omega }^{2}}x \\
v=\omega \sqrt{{{A}^{2}}-{{x}^{2}}} \\
\end{array} \right.$
Cách giải:
A – sai vì ở vị trí cân bằng động năng bằng cơ năng của vật, thế năng bằng 0.
B – sai vì khi vật đi từ vị trí cân bằng ra biên, vận tốc và gia tốc của vật ngược dấu.
C – sai vì động năng của vật đạt cực đại tại VTCB khi đó gia tốc của vật bằng 0.
D – đúng.
Đáp án D.