Giải Vật Lí 11 trang 23 Kết nối tri thức

Trang trước Trang sau

Với Giải Vật Lí 11 trang 23 trong Bài 5: Động năng. Thế năng. Sự chuyển hoá năng lượng trong dao động điều hoà Vật Lí 11 Kết nối tri thức hay nhất, chi tiết sẽ giúp học sinh dễ dàng trả lời các câu hỏi & làm bài tập Vật Lí 11 trang 23.

Câu hỏi 1 trang 23 Vật Lí 11: Một con lắc lò xo có vật nặng khối lượng 0,4 kg, dao động điều hoà. Đồ thị vận tốc v theo thời gian t như Hình 5.7.

Một con lắc lò xo có vật nặng khối lượng 0,4 kg dao động điều hoà

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.

Lời giải:

Từ đồ thị xác định được chu kì T = 1,2 s

a) Vận tốc cực đại của vật: v_max = 0,3 cm/s

b) Động năng cực đại Wđmax = $\frac{1}{2} m v_{\max}^{2} = \frac{1}{2} .0,4. {({0,3.10}^{- 2})}^{2} = {1,8.10}^{- 6} J$

c) Thế năng cực đại = động năng cực đại = 1,8.10-6 J

d) Độ cứng: $k = m ω^{2} = m . {(\frac{2 π}{T})}^{2} = 0,4. {(\frac{2 π}{1,2})}^{2} \approx 11 N / m$

Câu hỏi 2 trang 23 Vật Lí 11: Một con lắc lò xo gồm lò xo có độ cứng k = 100 N/m, vật nặng có khối lượng m = 200 g, dao động điều hoà 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 vật qua vị trí cân bằng.

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

Lời giải:

a) Tại thời điểm động năng của vật bằng 3 lần thế năng của con lắc:

$\{\begin{cases} W_{d} = 3 W_{t} \\ W_{d} + W_{t} = W \end{cases} \Rightarrow W_{t} = \frac{1}{4} W \Rightarrow \frac{1}{2} k x^{2} = \frac{1}{4} . \frac{1}{2} k A^{2} \Rightarrow x = \pm \frac{A}{2} = \pm 2,5 c m$

b) Khi qua VTCB: $v_{\max} = A ω = A . \sqrt{\frac{k}{m}} = 0,05. \sqrt{\frac{100}{0,2}} = \frac{\sqrt{5}}{2} m / s$

c) Thế năng của con lắc khi vật có li độ x = -2,5 cm:

$W_{t} = \frac{1}{2} k x^{2} = \frac{1}{2} .100. {(- {2,5.10}^{- 2})}^{2} = 0,03 J$

Em có thể trang 23 Vật Lí 11: Phân tích sự chuyển hoá giữa động năng và thế năng trong dao động điều hoà ở một số ví dụ trong đời sống.

Lời giải:

Ví dụ về dao động điều hoà trong đời sống: Con lắc của đồng hồ hồ quả lắc

Một con lắc lò xo gồm lò xo có độ cứng k = 100 N/m vật nặng có khối lượng m = 200 g

Khi con lắc ở vị trí biên thì thế năng cực đại, động năng bằng không, khi con lắc tiến về VTCB thì thế năng giảm dần về 0 và động năng tăng dần đến giá trị cực đại. Trong quá trình dao động, thế năng và động năng chuyển hoá qua lại lẫn nhau, nếu bỏ qua mọi ma sát thì tổng động năng và thế năng không đổi.

Lời giải bài tập Vật lí 11 Bài 5: Động năng. Thế năng. Sự chuyển hoá năng lượng trong dao động điều hoà hay khác:

Xem thêm lời giải bài tập Vật Lí lớp 11 Kết nối tri thức hay, chi tiết khác:

Trang trước Trang sau

Giải bài tập lớp 11 Kết nối tri thức khác