Giải SGK Vật lí 11 (Cánh diều) Bài 3: Năng lượng trong dao động điều hoà

1900.edu.vn xin giới thiệu giải bài tập Vật lí lớp 11 Bài 3: Năng lượng trong dao động điều hoà Cánh diều hay nhất, chi tiết giúp học sinh dễ dàng làm bài tập Vật lí 11 Bài 3. Mời các bạn đón xem:

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

Mở đầu trang 24 Vật Lí 11: Một con lắc đơn lớn được treo ở sảnh của toà nhà Liên Hợp Quốc tại thành phố New York, Mỹ. Quả cầu có khối lượng 91 kg và sợi dây treo dài 22,9 m. Con lắc liên tục dao động với chu kì 9,6 s.

Khi con lắc đơn dao động, nó có những dạng năng lượng nào?

Một con lắc đơn lớn được treo ở sảnh của toà nhà Liên Hợp Quốc tại thành phố New York, Mỹ

Hình 3.1. Con lắc đơn treo tại sảnh của toà nhà Liên Hợp Quốc.

Lời giải:

- Con lắc chuyển động nên nó có động năng.

- Khi con lắc chuyển động, nó có sự thay đổi độ cao so với mốc tính thế năng (giả sử chọn ở VTCB) nên nó có thế năng.

I. Sự chuyển hoá năng lượng trong dao động điều hoà

Giải Vật Lí 11 trang 25

Câu hỏi 1 trang 25 Vật Lí 11: Mô tả sự biến đổi động năng và thế năng của con lắc đơn khi quả cầu đi từ vị trí biên A, qua vị trí cân bằng O rồi sang vị trí biên B.

Mô tả sự biến đổi động năng và thế năng của con lắc đơn khi quả cầu đi từ vị trí biên A

Lời giải:

Chọn mốc tính thế năng ở vị trí cân bằng (VTCB).

Tại vị trí biên A và B vật có độ cao cực đại so với mốc tính thế năng, nên tại biên vật có thế năng cực đại. Tại VTCB vật có thế năng cực tiểu (bằng 0).

Khi vật đi từ biên A về VTCB thì thế năng giảm dần, động năng tăng dần.

Khi vật đi từ VTCB lên biên B thì thế năng tăng dần, động năng giảm dần.

Câu hỏi 2 trang 25 Vật Lí 11: Chứng minh rằng cơ năng dao động của con lắc đơn tỉ lệ thuận với bình phương của biên độ dao động.

Lời giải:

Cơ năng = động năng cực đại nên: W=12mvmax2=12mωA2=12mω2A2

Suy ra cơ năng của con lắc đơn tỉ lệ thuận với bình phương của biên độ dao động.

II. Đồ thị năng lượng trong dao động điều hoà

Giải Vật Lí 11 trang 26

Câu hỏi 3 trang 26 Vật Lí 11: Dựa vào đồ thị Hình 3.3, mô tả sự thay đổi của động năng và thế năng của con lắc đơn khi vật đi từ vị trí biên về vị trí cân bằng và từ vị trí cân bằng đến vị trí biên.

Dựa vào đồ thị Hình 3.3, mô tả sự thay đổi của động năng và thế năng của con lắc đơn

Lời giải:

Tại vị trí biên thế năng cực đại, động năng bằng 0, tại vị trí cân bằng thì thế năng bằng 0, động năng cực đại.

Khi đi từ biên về VTCB thì thế năng giảm dần về 0, động năng tăng dần đến giá trị cực đại.

Khi đi từ VTCB ra biên thì thế năng tăng dần đến giá trị cực đại, động năng giảm dần về 0.

Luyện tập 1 trang 26 Vật Lí 11: Dựa vào đồ thị Hình 3.4, tìm số lần vật có động năng bằng thế năng trong mỗi chu kì dao động của vật.

Dựa vào đồ thị Hình 3.4, tìm số lần vật có động năng bằng thế năng trong mỗi chu kì dao động của vật

Lời giải:

Trong một chu kì, động năng và thế năng bằng nhau 4 lần, khoảng thời gian bằng nhau là T4.

Luyện tập 2 trang 26 Vật Lí 11: So sánh chu kì biến đổi của động năng và thế năng với chu kì dao động của vật.

Lời giải:

Dựa vào đồ thị Hình 3.4 ta có thể nhận thấy chu kì biến đổi của động năng và thế năng là T2, tức là bằng một nửa chu kì dao động của vật.

Giải Vật Lí 11 trang 27

 
Bình luận (0)

Đăng nhập để có thể bình luận

Chưa có bình luận nào. Bạn hãy là người đầu tiên cho tôi biết ý kiến!