📉 Bí kíp đọc vị đồ thị Thế năng – Vận tốc: Nắm trọn điểm 8+ mọi bài toán dao động
😰 Bạn đã từng "hoa mắt" vì hai chữ "động năng" và "thế năng" trên cùng một đồ thị? Nếu đồ thị Động năng – Vận tốc là parabol ngửa khiến bạn đau đầu, thì đồ thị Thế năng – Vận tốc lại là "cái bóng" ngược của nó. Chỉ cần nhầm lẫn giữa chúng trong phòng thi là bạn có thể mất trắng 0,25 điểm một cách oan uổng. Bài viết này sẽ "giải cứu" bạn bằng một mẹo phân biệt siêu tốc và chiến thuật làm bài hiệu quả chỉ trong 5 phút!
1️⃣ Bản chất "không thể đơn giản hơn" của đồ thị Wt – v
Trong dao động điều hòa, thế năng của vật xác định bởi:
Kết hợp với hệ thức độc lập thời gian x² + (v/ω)² = A², ta biến đổi được:
Trong đó W là cơ năng (hằng số). Như vậy, đồ thị Wt theo v là một đường parabol úp (hình chữ n), với đỉnh cực đại tại v = 0 (ứng với biên).
Hình 1: Đồ thị Thế năng – Vận tốc dao dong dieu hoa (parabol úp, đỉnh tại v = 0)
2️⃣ Mẹo ghi nhớ "bất tử": Động ngửa – Thế úp
⚡ CHÌA KHÓA PHÂN BIỆT ĐỒ THỊ DỄ NHỚ NHẤT:
- ✅ Wđ – v (Động năng): Parabol NGỬA (giống cái chén úp xuống). Đỉnh là 0 (biên).
- ✅ Wt – v (Thế năng): Parabol ÚP (giống cái nón). Đỉnh là W (cơ năng).
🔍 Mẹo siêu tốc: "Động (Đ) – Ngửa (N) – Thế (T) – Úp (U)" → ĐN – TU. Cứ nhớ vậy là bạn không bao giờ nhầm lẫn giữa hai đồ thị này.
📚 Để hiểu rõ hơn về "cặp bài trùng" này, bạn đừng quên đọc bài viết về Đồ thị Động năng – Vận tốc (Wđ – v) mà Góc Vật lí đã chia sẻ trước đó. Hai bài viết này sẽ giúp bạn "xử gọn" mọi dạng đồ thị năng lượng!
3️⃣ Thực chiến bài toán: "Đọc vị" đề thi chính xác
📝 Đề bài trích từ đề thi thử:
Cho đồ thị thế năng – vận tốc của một vật dao động điều hòa có dạng parabol úp như Hình 1. Biết tại v = 0 thì Wt = 20 J và tại v = ±5 m/s thì Wt = 0.
Yêu cầu: Tìm khối lượng m của vật và biên độ A. Biết tần số góc ω = 2 rad/s.
💡 Hướng dẫn giải siêu nhanh (vừa đọc vừa thực hành):
- Bước 1 – Xác định Cơ năng W: Từ đồ thị, khi v = 0 (biên), Wt max = W = 20 J. Đây là cơ năng của hệ.
- Bước 2 – Xác định vmax: Tại Wt = 0 (cân bằng), v = ±vmax = ±5 m/s.
- Bước 3 – Tính khối lượng m: Tại vị trí cân bằng, Wđ max = W = ½ m vmax² → 20 = ½.m.25 → m = 1,6 kg.
- Bước 4 – Tính Biên độ A: A = vmax / ω = 5 / 2 = 2,5 m.
4️⃣ Mini Quiz: Bạn đã thực sự hiểu chưa?
❓ Câu hỏi 1: Đồ thị thế năng – vận tốc trong dao động điều hòa có hình dạng gì?
- A. Parabol ngửa, đỉnh tại gốc O.
- B. Parabol úp, đỉnh tại v = 0 và Wt = W.
- C. Đường thẳng đi qua gốc tọa độ.
- D. Đường hình sin tuần hoàn.
❓ Câu hỏi 2: Tại vị trí biên, thế năng và vận tốc có giá trị như thế nào?
- A. Wt = 0 ; v = ±vmax.
- B. Wt = W ; v = 0.
- C. Wt = W ; v = ±vmax.
- D. Wt = 0 ; v = 0.
👀 Xem đáp án và giải thích (Bấm vào đây)
Câu 1: B (Vì Wt = W – ½mv² là parabol úp, đỉnh tại v=0).
Câu 2: B (Tại biên, vận tốc triệt tiêu v=0, thế năng cực đại Wt=W).
5️⃣ Thơ vè "nhớ đời" cho đồ thị Thế năng – Vận tốc
"Thế năng – vận tốc, parabol ÚP,
Đỉnh cao tại O – chính là Biên đấy,
Hai đầu giao trục – Cân bằng tới đây,
Phân biệt với Động – Ngửa là nhớ ngay!"
📌 Lời kết: Chinh phục đồ thị, tự tin bước vào phòng thi
Chỉ với một vài mẹo phân biệt cực kỳ đơn giản, bạn đã có thể "bỏ túi" trọn vẹn kiến thức về đồ thị Wt – v. Hãy nhớ rằng, trong đề thi THPT Quốc gia, những câu hỏi về đồ thị năng lượng thường chỉ xuất hiện ở mức độ vận dụng thấp, vì vậy nắm chắc lý thuyết và mẹo giải nhanh chính là chìa khóa để bạn dễ dàng "ăn điểm".
Đừng quên ghé thăm "Góc Vật lí" để đọc lại bài viết về Đồ thị Động năng – Vận tốc và khám phá nhiều bí kíp ôn thi hấp dẫn khác. Chúc bạn đạt điểm cao!
