Một con lắc lò xo có độ cứng k = 100 N/m, vật nặng có khối lượng m = 200 g, dao động điều hòa với biên độ A = 5 cm

5.1 K

Với giải Câu hỏi 2 trang 23 Vật lí lớp 11 Kết nối tri thức chi tiết trong Bài 5: Động năng. Thế năng. Sự chuyển hóa năng lượng trong dao động điều hòa 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 5: Động năng. Thế năng. Sự chuyển hóa năng lượng trong dao động điều hòa

Câu hỏi 2 trang 23 Vật Lí 11: Một con lắc lò xo có độ cứng k = 100 N/m, vật nặng có khối lượng m = 200 g, dao động điều hòa với biên độ A = 5 cm.

a) Xác định li độ của vật tại thời điểm động năng của vật bằng 3 lần thế năng của con lắc.

b) Xác định tốc độ của vật khi qua vị trí cân bằng.

c) Xác định thế năng của con lắc khi vật có li độ x = -2,5 cm

Lời giải:

Ta có:

Độ cứng k = 100 N/m

Khối lượng m = 200 g = 0,2 kg

Biên độ A = 5 cm = 0,05 m

a) Wđ = 3 Wt

Theo định luật bảo toàn cơ năng W = Wđ + Wt = 4Wt

12mω2A2=412mω2x2x=±2,5(cm)

b) Tần số góc ω = km=105 (rad/s)

Khi vật đi qua vị trí cân bằng vật có tốc độ lớn nhất

V = ωA = 0,05. 105 = 52 (m/s)

c) Wt1 = 12mω2x2 = 1562,5 (s).

Lý thuyết Cơ năng của con lắc đơn và con lắc lò xo

1. Con lắc lò xo

Lý thuyết Động năng. Thế năng. Sự chuyển hóa năng lượng trong dao động điều hòa (Kết nối tri thức 2023) hay, chi tiết | Vật Lí 11 (ảnh 4)

- Nếu bỏ qua ma sát thì dao động của con lắc lò xo là dao động điều hòa

- Chọn mốc thế năng ở VTCB thì thế năng của con lắc lò xo khi ở li độ x là:

Wt=12kx2

Với k là độ cứng lò xo

Ta có: ω=km và chu kì của con lắc lò xo là: T=2πmk

- Cơ năng của con lắc lò xo: W=Wd+Wt=12mω2A2=hằng số

2. Con lắc đơn

- Vị trí của con lắc đơn được xác định bằng li độ dài s hay li độ góc α

Lý thuyết Động năng. Thế năng. Sự chuyển hóa năng lượng trong dao động điều hòa (Kết nối tri thức 2023) hay, chi tiết | Vật Lí 11 (ảnh 5)

- Thế năng của con lắc đơn là thế năng trọng trường. Chọn mốc thế năng ở VTCB thì thế năng của con lắc ở li độ góc α là:

 

Wt=mglα22=12mgls2

- Ta có: ω=gl

- Tương tự với con lắc lò xo ta có: W=12mω2A2=hằng số

Đánh giá

0

0 đánh giá