Với giải Vận dụng trang 25 Vật lí lớp 11 Chân trời sáng tạo chi tiết trong Bài 3: Năng lượng trong dao động điều hoà giúp học sinh dễ dàng xem và so sánh lời giải từ đó biết cách làm bài tập Vật lí 11. Mời các bạn đón xem:

Giải bài tập Vật lí lớp 11 Bài 3: Năng lượng trong dao động điều hoà

Vận dụng trang 25 Vật Lí 11: Biết phương trình li độ của một vật có khối lượng 0,2 kg dao động điều hoà là $x=5cos\left(20t\right)\left(cm\right).$

a) Tính cơ năng trong quá trình dao động.

b) Viết biểu thức thế năng và động năng.

Lời giải:

a) Từ phương trình dao động điều hoà xác định được các đại lượng:

+ Biên độ A = 5 cm

+ Tốc độ góc: $\omega =20\left(rad/s\right)$

$\Rightarrow$Cơ năng của vật trong quá trình dao động: $W=\frac{1}{2}m{\omega }^2{A}^2=\frac{1}{2}.0,{2.20}^2.0,{05}^2=0,1J$

b) Biểu thức thế năng: $W_t=\frac{1}{2}m{\omega }^2{A}^2{\cos }^2\left(\omega t+{\phi }_0\right)=0,1{\cos }^2\left(20t\right)$

Biểu thức động năng: $W_d=\frac{1}{2}m{\omega }^2{A}^2{\sin }^2\left(\omega t+{\phi }_0\right)=0,1{\sin }^2\left(20t\right)$

Lý thuyết Sự chuyển hóa năng lượng và bảo toàn cơ năng trong dao động

a. Sự chuyển hóa năng lượng trong dao động điều hòa

- Khi vật ở biên, độ lớn li độ cực đại và vận tốc bằng không, thế năng có giá trị cực đại còn động năng bằng không.

- Khi vật di chuyển từ vị trí biên về VTCB, độ lớn li độ giảm nên thế năng giảm và độ lớn vận tốc tăng nên động năng tăng

- Khi vật ở VTCB, li độ bằng 0 và độ lớn vận tốc cực đại, thế năng băng 0 và động năng có giá trị cực đại

- Khi vật di chuyển từ VTCB ra biên, độ lớn li độ tăng nên thế năng và độ lớn vận tốc giảm nên động năng giảm

- Trong quá trình vật dao động, động năng và thế năng luôn thay đổi và chuyển hóa qua lại với nhau

b. Sự bảo toàn cơ năng trong dao động điều hòa

- Công thức xác định cơ năng trong dao động điều hòa

$W=W_t+W_d=\frac{1}{2}m{\omega }^2{A}^2$

- Trong quá trình vật dao động điều hòa, thế năng và động năng biến đổi liên tục theo thời gian nhưng cơ năng luôn bảo toàn