Giải bài tập vật lí lớp 11 kết nối tri thức Bài 5 Động năng. Thế năng. Sự chuyển hóa năng lượng trong dao động điều hòa

Bài 5 Động năng. Thế năng. Sự chuyển hóa năng lượng trong dao động điều hòa

Trong sách Giải bài tập vật lí lớp 11 kết nối tri thức, bài 5 nói về các khái niệm về động năng, thế năng và sự chuyển hóa năng lượng trong dao động điều hòa. Bài tập được giải chi tiết, kèm theo đáp án chuẩn và hướng dẫn cụ thể, giúp học sinh hiểu rõ về chương trình học vật lí. Mong rằng, thông qua bài học này, các em sẽ nắm vững kiến thức cần thiết trong lĩnh vực này.

Bài tập và hướng dẫn giải

MỞ ĐẦU

Câu hỏi: Ở lớp 10, khi học về chuyển động của vật, ta đã biết có sự chuyển hoá giữa động năng và thế năng của vật. Vậy trong dao động điều hoà có sự chuyển hoá tương tự không?

Trả lời: Phương pháp giải:1. Sử dụng nguyên lý bảo toàn năng lượng: Trong dao động điều hoà, vật có sự chuyển... Xem hướng dẫn giải chi tiết

I. ĐỘNG NĂNG

II.THẾ NĂNG

III. CƠ NĂNG

Hoạt động 1: Hình 5.3 là đồ thị động năng và thế năng của một vật dao động điều hòa li độ. Hãy phân tích sự chuyển hóa giữa động năng và thế năng bằng đồ thị.

Hình 5.3 là đồ thị động năng và thế năng của một vật dao động điều hòa li độ

Trả lời: Phương pháp giải:Bước 1: Xác định vị trí cố định và điểm cân bằng của vật dao động.Bước 2: Áp dụng... Xem hướng dẫn giải chi tiết

Hoạt động 2: Hình 5.4 là đồ thị động năng và thế năng của một vật dao động điều hòa theo thời gian.

a) Động năng và thế năng của vật thay đổi như thế nào trong các khoảng thời gian: từ 0 đến $\frac{T}{4}$, từ $\frac{T}{4}$ đến $\frac{T}{2}$, từ $\frac{T}{2}$ đến $\frac{3T}{4}$, từ $\frac{3T}{4}$ đến T

b) Tại các thời điểm: t = 0; t = $\frac{T}{8}$; t=$\frac{T}{4}$; t = $\frac{3T}{8}$, động năng và thế năng của vật có giá trị như thế nào (tính theo W). Nghiệm lại để thấy ở mỗi thời điểm đó Wđ + Wt = W.

Hình 5.4 là đồ thị động năng và thế năng của một vật dao động điều hòa theo thời gian

Trả lời: Phương pháp giải:Để giải câu hỏi trên, chúng ta cần xem xét biểu đồ động năng và thế năng của vật... Xem hướng dẫn giải chi tiết

IV. CƠ NĂNG CỦA CON LẮC ĐƠN VÀ CON LẮC LÒ XO

Hoạt động 1:  Làm thí nghiệm để xác nhận rằng khi góc lệch $\alpha _{0} \leq 10^{\circ}$ thì chu kì của con lắc đơn gần như không phụ thuộc vào biên độ dao động.

Trả lời: Phương pháp giải:1. Sử dụng công thức thế năng để tính thế năng của con lắc đơn ở các vị trí khác... Xem hướng dẫn giải chi tiết

Hoạt động 2: Một con lắc lò xo có độ cứng k và vật nặng có khối lượng m.

1. Tính chu kì

2. Đo chu kì T bằng đồng hồ. So sánh kết quả tính ở câu 1

Trả lời: Phương pháp giải:1. Tính chu kì:Chu kì của con lắc lò xo là: $T=2\pi\sqrt{\frac{m}{k}}$2. Đo chu kì... Xem hướng dẫn giải chi tiết

Câu hỏi 1: Một con lắc lò xo có vật nặng khối lượng 0,4 kg, dao động điều hòa. Đồ thị vận tốc v theo thời gian t như hình 5.7. Tính:

a) Vận tốc cực đại của vật.

b) Động năng cực đại của vật.

c) Thế năng cực đại của con lắc.

d) Độ cứng k của lò xo

Một con lắc lò xo có vật nặng khối lượng 0,4 kg, dao động điều hòa. Đồ thị vận tốc v theo thời gian t

Trả lời: Phương pháp giải:a) Vận tốc cực đại của vật là với vận tốc cực đại được xác định bằng giá trị tối đa... Xem hướng dẫn giải chi tiết

Câu hỏi 2: 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.

Trả lời: Phương pháp giải:a) Ta sử dụng định luật bảo toàn năng lượng để xác định li độ của vật khi động năng... Xem hướng dẫn giải chi tiết

Câu hỏi: Hãy chứng minh rằng, khi góc lệch $\alpha$ nhỏ ($sin \alpha \approx \alpha$ rad) thì công thức(5.6) trở thành (5.7).

Trả lời: Phương pháp giải:Ta biết rằng khi góc lệch $\alpha$ nhỏ, ta có $sin \alpha \approx \alpha$ rad và... Xem hướng dẫn giải chi tiết
FREE học Tiếng Anh
0.38473 sec| 2233.773 kb