Một vật dao động điều hòa theo một trục cố định ( mốc thế năng ở vị trí cân bằng) thìA. thế năng của vật cực đại khi vật ở vị trí biên. B. khi vật ở vị trí cân bằng, thế năng của vật bằng cơ năng.C. khi vật đi từ vị trí cân bằng ra biên, vận tốc và gia tốc của vật luôn cùng dấu.
D. động năng của vật cực đại khi gia tốc của vật có độ lớn cực đại.
Bạn đang xem: Thế năng ở vị trí cân bằng
Con lắc lò xo – Câu 3 trang 13 SGK Vật lí 12. Viết công thức của động năng, thế năng và cơ năng của con lắc lò xo.
Động năng của con lắc lò xo:
Wđ = 1/2 mv2 ( m là khối lượng của vật)
Thế năng của con lắc lò xo (mốc thế năng ở vị trí cân bằng):
Wt = 1/2kx2 (x là li độ của vật m)
Cơ năng của con lắc lò xo:
Quảng cáo
W = 1/2 mv2 + 1/2kx2 hay W = 1/2kA2 = 1/2mω2A2
= hằng số
Khi con lắc dao động điều hòa thì cơ năng của con lắc được bảo toàn. Nó chỉ biến đổi từ dạng thế năng sang động năng và ngược lại.
Vậy con lắc đơn là gì? chu kỳ và tần số của con lắc đơn được tính như thế nào? thế năng của con lắc đơn có gì khác so với con lắc lò xo? chúng ta cùng tìm hiểu qua bài viết này, đồng thời qua đó giải các bài tập vận dụng về con lắc đơn.
I. Con lắc đơn là gì?
1. Định nghĩa con lắc đơn
° Con lắc đơn là một hệ gồm một vật nhỏ khối lượng m, treo ở đầu một sợi dây không dãn, khối lượng không đáng kể, chiều dài l, đầu trên sợi dây được treo vào điểm cố định.
2. Vị trí cân bằng của con lắc đơn
– Là vị trí mà dây treo có phương thẳng đứng.
– Kéo nhẹ quả cầu cho dây treo lệch khỏi vị trí cân bằng một góc rồi thả ra, ta thấy con lắc dao động quanh vị trí cân bằng trong mặt phẳng thẳng đứng đi qua điểm treo và vị trí ban đầu của vật. Ta hãy xét xem dao động của con lắc đơn có phải là dao động điều hòa hay không?
II. Con lắc đơn: khảo sát về mặt động lực học
1. Khảo sát con lắc đơn về mặt động lực học
là lực kéo về và có giá trị sau: Pt=-mgsinα.
⇒ Vậy dao động của con lắc đơn không phải là dao động điều hòa.
– Nếu li độ góc α nhỏ thì sinα≈α (rad) nên lực kéo về có độ lớn tỉ lệ với li độ:
– So sánh với lực kéo về của con lắc lò xo F = -kx. Ta thấy mg/l có vai trò của k⇒ l/g = m/k
⇒ Vậy, khi dao động nhỏ thi sinα≈α (rad), con lắc đơn dao động điều hòa theo phương trình:
• Li độ cong: s = s0cos(ωt+φ).(cm,m);
• Li độ góc:α = α0cos(ωt+φ).(độ,rad);
* Lưu ý:
° Con lắc đơn dao động điều hòa khi góc lệch nhỏ và bỏ qua mọi ma sát.
° s = l.α và s0 = l.α0 (vớiα vàα0 có đơn vị rad).
2. Chu kì, tần số và tần số góc của con lắc đơn
– Công thức tính tần số góc của con lắc đơn:
– Như vậy: khi con lắc đơn dao động điều hòa thì chu kì của nó không phụ thuộc vào khối lượng vật nặng và biên độ.
III. Con lắc đơn: khảo sát về mặt năng lượng
1. Động năng của con lắc đơn
– Công thức tính động năng của con lắc đơn:
(với mốc tính thế năng ở vị trí cân bằng).
3. Cơ năng của con lắc đơn
– Cơ năng của con lắc đơn được bảo toàn nếu bỏ qua mọi ma sát, công thức tính cơ năng:
IV. Bài tập về con lắc đơn và lời giải
° Bài 1 trang 17 SGK Vật lý 12:Thế nào là con lắc đơn? Khảo sát dao động của con lắc đơn về mặt động lực học. Chứng minh rằng khi dao động nhỏ (sinα ≈ α (rad)), dao động của con lắc đơn là dao động điều hòa.
* Lời giải bài 1trang 17 SGK Vật lý 12:
+ Lời giải bài này là phần nội dung khảo sát về động lực học ở trên của bài viết.
– Xét con lắc như hình sau:
– Từ vị trí cân bằng kéo nhẹ quả cầu lệch khỏi vị trí cân bằng một góc nhỏ rồi thả ra. Con lắc dao động quanh vị trí cân bằng.
– Chọn gốc tọa độ tại vị trí cân bằng, chiều dương hướng từ trái sang phải.
– Tai vị trí M bất kì vật m được xác định bởi li độ góc
α hay về li độ cong là S = cung OM = l.α
◊ Lưu ý: α, s có giá trị dương khi lệch khỏi vị trí cân bằng theo chiều dương và ngược lại.
– Tại vị trí M, vật chịu tác dụng trọng lực
so sánh với lực kéo về của con lắc lò xo F = -kx. Ta thấy mg/l có vai trò của k⇒ l/g = m/k
⇒ Vậy khi dao động nhỏ
°Bài 2 trang 17 SGK Vật lý 12:Viết công thức tính chu kì của con lắc đơn khi dao động nhỏ.
* Lời giảiBài 2 trang 17 SGK Vật lý 12:
-Chu kì dao động của con lắc đơn khi dao động nhỏ được tính theo công thức:
°Bài 3 trang 17 SGK Vật lý 12: Viết biểu thức của động năng, thế năng và cơ năng của con lắc đơn ở vị trí có góc lệch α bất kì.
* Lời giảiBài 3 trang 17 SGK Vật lý 12:
– Động năng của con lắc tại vị trí góc lệch α bất kì:
– Thế năng của con lắc tại vị trí góc lệch α bất kì Wt= mgl.(1 – cosα) (mốc tính thế năng tại vị trí cân bằng).
– Cơ năng: Nếu bỏ qua mọi ma sát thì cơ năng của con lắc đơn được bảo toàn.
W = Wt+ Wđ=
= hằng số
– Khi con lắc dao động: động năng tăng thì thế năng giảm và ngược lại.
°Bài 4 trang 17 SGK Vật lý 121:Hãy chọn đáp án đúng. Chu kì của con lắc đơn dao động nhỏ (sinα ≈ α (rad)) là:
A.
°Bài 5 trang 17 SGK Vật lý 12:Hãy chọn đáp án đúng: Một con lắc đơn dao động với biên độ góc nhỏ. Chu kì của con lắc không thay đổi khi :
A. Thay đổi chiều dài của con lắc.
B. Thay đổi gia tốc trọng trường
C. Tăng biên độ góc đến 30o
D. Thay đổi khối lượng của con lắc.
* Lời giải bài 5 trang 17 SGK Vật lý 12:
– Đáp án đúng: D. Thay đổi khối lượng của con lắc.
– Chu kì của con lắc đơn phụ thuộc vào l, g và biên độ góc không phụ thuộc vào khối lượng m. T không đổi khi thay đổi khối lượng m của con lắc.
°Bài 6 trang 17 SGK Vật lý 12:Một con lắc đơn khi được thả không vận tốc đầu từ li độ gócα0. Khi con lắc đi qua vị trí cân bằng thì tốc độ của quả cầu con lắc là bao nhiêu?
A.
B.
C.
D.
* Lời giải bài 6 trang 17 SGK Vật lý 12:
– Đáp án đúng: C.
-Dùng định luật bảo toàn cơ năng, tại biên và tại vị trí cân bằng.Khi con lắc qua vị trí cân bằng thì thế năng bằng 0, động năng cựa đại (bằng cơ năng):
– Tại biên Wt= mgl(1 – cosα0)
– Tại vị trí cân bằng:
– Định luật bảo toàn cơ năng:
° Bài 7 trang 17 SGK Vật lý 12:Một con lắc đơn dài l = 2m, dao động điều hòa tại một nơi có gia tốc rơi tự do g = 9,8 m/s2. Hỏi con lắc thực hiện được bao nhiêu dao động toàn phần trong 5 phút?
* Lời giải bài 7 trang 17 SGK Vật lý 12:
– Ta có: t = 5 phút = 300s
– Chu kì dao động:
– Số dao động toàn phần trong 5 phút:
⇒n ≈ 106 dao động toàn phần.
Hy vọng với bài viết vềCon lắc đơn, chu kỳ,tần số, thế năng của con lắc đơn và bài tập có lời giải ở trên giúp ích cho các em. Mọi góp ý và thắc mắc các em hãy để lại bình luận dưới bài viết để Hay Học Hỏi ghi nhận và hỗ trợ, chúc các em học tập tốt.
Tải thêm tài liệu liên quan đến bài viết Công thức mốc thế năng ở vị trí cân bằng
Reply
1
Chia sẻ
Có đậu trên ngọn tre giở sách ra đọc
Trường Tiểu học Nguyễn KhuyếnHọ và tên: …………………………….Lớp:……………………….Điểm đọcĐiểm viếtĐiểm chungBÀI KIỂM TRA CUỐI HỌC KÌ …
Học TốtSách
Top 15 sơn gel as đỏ đô tốt nhất 2022
Sét sơn gel verygoodnail 44 màu. hàng chính hãng ☄️FREESHIP☄️ Đã bán: 125/1,286 …
ToplistSản phẩm tốtReviewsơn gel as đỏ đô
Dựa vào sự hình thành liên kết hóa học trong phân tử CO2 hay chỉ ra nội dung sai
(1)
Tiết thứ…: CHƯƠNG 3: LIÊN KẾT HÓA HỌC BÀI 13: LIÊN KẾT CỘNG HOÁ TRỊ …
Học TốtHọc
Đánh giá ký hiệu chất độc sinh học
Khi phải làm trong môi trường có sự xuất hiện của hóa chất thì những biểu tượng cảnh báo luôn xuất hiện ở mọi chỗ mọi nơi. Tuy nhiên để hiểu hết ý …
Học TốtHọcCrytoGiá ReviewĐánh giáGhs là gìNhãn hóa chấtNFPA 704Msds la gì
Phương pháp chứng minh thành phần định tính và định lượng của nước
Lớp 9 Hóa học Hóa học – Lớp 9 Hóa học, một nhánh của khoa học tự nhiên, là ngành nghiên cứu về thành phần, cấu trúc, tính chất, và sự thay đổi …
Học TốtPhương pháp
Việc làm cho học sinh từ 16 tuổi tại Hưng Yên
Trong nhiều năm qua, tình hình kinh tế, văn hóa – xã hội tại Hưng Yên đã có những bước chuyển biến tích cực. Chính điều này đã giúp thay đổi toàn diện …
Học TốtHọc
Theo em thanh niên nói chung và thanh niên học sinh nói riêng cần phải làm gì để bảo vệ hòa bình
Được đứng trong hàng ngũ của Đoàn thanh niên là một vinh dự lớn của bất kỳ người thiếu niên nào mà không phải ai cũng có được vinh dự đó. Để trở …
Học TốtHọc
Tổ trưởng phân xưởng hướng dẫn công nhân quy trình vận hành máy móc đầy là phương pháp đào tạo nào
Máy móc thiết bị là gì? Phương pháp xác định giá máy móc thiết bị – Thẩm định giá Thành Đô(TDVC Xác định giá trị máy móc thiết bị) – Việt Nam đang …
Mẹo HayHướng dẫnHọc TốtPhương phápCông NghệMáy
Đánh giá ảnh anime nam học sinh
Duới đây là các thông tin và kiến thức về chủ đề hình ảnh học tập anime hay nhất do chính tay đội ngũ chúng tôi biên soạn và tổng hợp: 1. Học tập | …
Học TốtHọcCrytoGiá ReviewĐánh giá
Giải hệ phương trình 1/x + 1/y = 1 12
Học TốtPhương trình
Cách tính điểm xét học bạ Đại học Bách Khoa tphcm 2022
Mẹo HayCáchHọc TốtHọcĐại học
Cho sơ đồ chuyển hóa mỗi mũi tên là một phương trình phản ứng
Cho sơ đồ chuyển hoá (mỗi mũi tên là một phương trình phản ứng): (NaOH{text{ }}xrightarrow{{ + ddX}}Fe{left( {OH} right)_2}xrightarrow{{ + ddY}}F{e_2}{left( {S{O_4}} …
Học TốtPhương trình
Một vật dao đông điều hòa với phương trình x=6cos(2pit-pi)
Cường độ dòng quang điện bão hòaDòng quang điện đạt đến giá trị bão hòa khi:Khi đã có dòng quang điện thì nhận định nào sau đây là sai?Cường độ chùm …
Học TốtPhương trình
De an tuyển sinh Đại học Y Hải Phòng
Trường Đại học Y dược Hải Phòng thông báo tuyển sinh với 10 mã ngành với chỉ tiêu và tổ hợp xét củ thể như sau Trường Đại học Y Dược Hải Phòng …
Học TốtHọcĐại học
Top 14 giày búp bê mũi tròn tốt nhất 2022
Giày Cao Gót Nữ MŨI trơn Giày búp bê mũi nhọn nữ tính cao 5p và 7p – size 35 – size 40 mã Cotron Đã bán: 565/40,176 …
ToplistSản phẩm tốtReviewgiày búp bê mũi tròn
Giáo trình kỹ năng giao tiếp Đại học
Học TốtHọcĐại học
Học viện Kỹ thuật Quân sự học máy năm
Thời gian đào tạo: 5 năm Khối lượng kiến thức ngành: 157 tín chỉ Đối tượng tuyển sinh: Tuyển sinh trong cả nước theo Quy chế của Bộ Giáo dục vào Đào …
Học TốtHọcCông NghệMáy
Một vật dao động điều hòa theo phương trình x 4 cos 4 pt p trên 6 cm
So sánh các số sau(Vật lý – Lớp 6) 3 trả lời Xác định vectơ cường độ điện trường tại(Vật lý – Lớp 11) 1 trả lời Tính quãng đường vật đi được …
Học TốtPhương trình
Sinh vật dưới nước tiếng anh là gì
Đại dương của chúng ta bao la ẩn chứa vô vàn điều huyền bí mà con người chưa khám phá hết được. Số lượng các loài sinh vật ở đại dương lên tới …
Hỏi ĐápLà gìHọc TốtTiếng anhEnglish online animal
Các thể loại của văn học dân gian
Văn học dân gian là một phần không thể tách rời trong văn học nghệ thuật. Tuy nhiên, vẫn có rất nhiều bạn chưa hiểu rõ về loại hình văn học này. Trong …
Xem thêm: Bảng Lương Giáo Viên Mới Của Giáo Viên Năm 2021 (Áp Dụng Từ 20/03/2021)
Học TốtHọc
Quảng Cáo
Có thể bạn quan tâm
Laptop Sony Vaio i3 3217U8 tháng trước. bởivoDang_2022
Đề bài – giải bài 13.3 trang 24 sách bài tập khtn 6 – kết nối tri thức với cuộc sống8 tháng trước. bởimrluyen1
Đề bài – tại sao nhà lý lại giao các chức vụ quan trọng cho những người thân cận nắm giữ?8 tháng trước. bởivo_trong5
Is laptop good for gaming8 tháng trước. bởiKinh_anhbmt
Đề bài – bài 31 trang 66 sgk hình học 10 nâng cao8 tháng trước. bởiDrtan1
Toplist được quan tâm
#1
Top 29 truyện tranh tổng tài khốc suất cuồng bá duệ 20224 ngày trước
#2
Top 29 xuyên thành vợ cũ của vai ác 20226 ngày trước
#3
Top 29 ung thư tuyến giáp ăn rong biển có tốt không 20226 ngày trước
#4
Top 10 bài tập causative form viết lại câu violet 20222 ngày trước
#5
Top 9 thông số kỹ thuật xe air blade 2022 20224 ngày trước
#6
Top 30 từ các chữ số 5, 0, 1, 3, viết các số tự nhiên có 3 chữ số khác nhau thỏa mãn 20225 ngày trước
#7
Top 0 trắc nghiệm pháp luật đại cương luật dân sự 20221 tuần trước
#8
Top 29 tìm việc làm cơ khí tại tân uyên, bình dương 20226 ngày trước
#9
Top 29 thuyết minh về trường trung học phổ thông nguyễn hữu cảnh 20226 ngày trước
Quảng cáo
Xem Nhiều
The security system has detected a downgrade attempt when contacting the 3-part spn6 ngày trước. bởivoDang_4
Hướng dẫn cách làm tình qua điện thoại6 ngày trước. bởiKi_dunglover
Top 20 các cửa hàng cellphones Huyện Phú Tân An Giang 20225 ngày trước. bởitranluyen_2020
Trung tâm lái xe thành đạt tây ninh6 ngày trước. bởiMissngan2
Top 20 cửa hàng thùy dương Huyện Giao Thủy Nam Định 20226 ngày trước. bởibuiphathit
gamebox là gì – Nghĩa của từ gamebox5 ngày trước. bởimr_dung1
Filetype pdf khung Chương trình phổ thông Tin học6 ngày trước. bởinguyenanh_cute
When your friend is using a Web site that offers a variety of Internet services from a single convenient location what type of Web site is she using?5 ngày trước. bởibuiducbmt
Quản trị dự an công nghệ thông tin là gì1 ngày trước. bởiMissnhokute
Đánh giá dạy học stem là gì4 ngày trước. bởimrngankute
Quảng cáo
Chủ đề
Bài TậpHỏi ĐápLà gìMẹo HayHọc TốtToplistĐịa Điểm HayNghĩa của từCông NghệTop ListKhỏe ĐẹpBao nhiêuTiếng anhSản phẩm tốtXây ĐựngNgôn ngữỞ đâuĐại họcTại saoHướng dẫnDịch So SánhMáy tínhBài tậpLớp 9Bao lâuLớp 10Món NgonThế nàoKhoa HọcTiếng trungSo sánhLớp 12Lớp 11Tiếng AnhVì saoThí điểmLớp 8
Token Data
Quảng Cáo
Chúng tôi
Điều khoản
Trợ giúp
Mạng xã hội
Bản quyền © 2021 Học Tốt Inc.
