Giải bài tập SBT Vật lý 12 bài 3: Con lắc đơn

Để giúp các bạn học sinh học tốt hơn môn Vật lý, VnDoc mời các bạn tham khảo Giải bài tập SBT Vật lý 12 bài 3: Con lắc đơn, nội dung tài liệu chắc chắn sẽ là nguồn thông tin hay để phục vụ công việc học tập của các bạn học sinh được tốt hơn.

VnDoc.com xin gửi tới bạn đọc bài viết Giải bài tập SBT Vật lý 12 bài 3: Con lắc đơn để bạn đọc cùng tham khảo. Bài viết được tổng hợp lời giải của 15 bài tập trong sách bài tập môn Vật lý lớp 12 bài 3 Con lắc đơn. Mời các bạn cùng tham khảo chi tiết và tải về tại đây.

Con lắc đơn

Bài 3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5, 3.6 trang 9 Sách bài tập (SBT) Vật Lí 12

3.1. Kéo lệch con lắc đơn ra khỏi vị trí cân bằng một góc α₀ rồi buông ra không vận tốc đầu. Chuyển động của con lắc đơn có thể coi như dao động điều hoà khi nào?

A. Khi α₀ = 60°.

B. Khi α₀ = 45°.

C. Khi α₀ = 30°

D. Khi α₀ nhỏ sao cho sinα₀ = α₀ (rad)

3.2. Một con lắc đơn dao động với biền độ góc nhỏ (sinα₀ = α₀ (rad). Chu kì dao động của nó được tính bằng công thức nào?

A. T=2π√g/l

B. T=2π√l/g

C.T=π/2√l/g

D.T=2π√g/l

3.3. Một con lắc đơn dao động với biên độ góc nhỏ (α₀ < 15°). Câu nào sau đây là sai đối .với chu kì của con lắc?

A. Chu kì phụ thuộc chiều dài của con lắc.

B. Chu kì phụ thuộc vào gia tốc trọng trường nơi có con lắc.

C. Chu kì phụ thuộc vào biên độ dao động.

D. Chu kì không phụ thuộc vào khối lượng của con lắc.

3.4. Tại cùng một nơi trên mặt đất, nếu chu kì dao động điều hoà của con lắc đơn chiều dài l là 2 s thì chu kì dao động điều hoà của con lắc đơn chiều dài 2l là?

A. 2√2 s.

B. 4 s.

C. 2 s.

D. √2s.

3.5. Một con lắc đom dao động điều hoà với biên độ góc (α₀. Tại li độ góc bằng bao nhiêu thì thế năng của con lắc bằng nửa động năng của con lắc?

A.α₀/√2

B. α₀/2

C. α₀/√3

D. α₀/3

3.6. Tại một nơi có gia tốc trọng trường 9,8 m/s², một con lắc đơn và một con lắc lò xo nằm ngang dao động điều hoà với cùng chu kì. Biết con lắc đơn có chiều dài 49 cm và lò xo có độ cứng 10 N/m. Vật nhỏ của con lắc lò xo có khối lượng là?

A. 0,125 kg.

B. 0,500 kg.

C. 0,750 kg.

D. 0,250 kg.

Đáp án 3.1 -D; 3.2-B; 3.3 - C; 3.4 - D; 3.5 - C; 3.6 - B

Bài 3.7, 3.8, 3.9, 3.10 trang 10 Sách bài tập (SBT) Vật Lí 12

3.7. Một con lắc đơn dao đồng với biên độ góc α₀ nhỏ (sinα₀=α₀). Chọn mốc thế năng ở vị trí cân bằng. Công thức tính thế năng của con lắc ở li độ góc a nào sau đây là sai?

A. W=1/2mv²+mgl(1−cosα)

B. W=mgl(1−cosα0)

C. W=1/2mv²m

D.W=mglcosα₀

3.8. Một con lắc đơn dao động với biên độ góc α₀ < 90°. Chọn mốc thế năng ở vị trí cân bằng. Công thức tính cơ năng nào sau đây là sai?

A. W=1/2mv²+mgl(1−cosα)

B. W=mgl(1−cosα₀)

C. W=1/2mv²m

D. W=mglcosα₀

3.9. Một con lắc đơn được thả không vận tốc đầu từ vị trí biên có biên độ góc α0α0. Khi con lắc đi qua vị trí có li độ góc a thì tốc độ của con lắc được tính bằng cồng thức nào? Bỏ qua mọi ma sát

A. v=√2gl(cosα−cosα₀)

B. v=√gl(cosα−cosα₀)

C. v=√2gl(cosα₀−cosα)

D. v=√gl(cosα₀−cosα)

3.4. Một con lắc gõ giây (coi như một con lắc đơn) có chu kì là 2 s. Tại nơi có gia tốc trọng trường là g = 9,8 m/s² thì chiều dài của con lắc đơn đó là bao nhiêu?

A.3,12m.

B. 96,6 m

C. 0,993 m.

D. 0,04 m.

Đáp án

3.7 B

3.8 D

3.9 A

3.10 C

Bài 3.11 trang 10 Sách bài tập (SBT) Vật Lí 12

3.11. Một con lắc đơn dài 1,2 m dao động tại một nơi có gia tốc rơi tự do g = 9,8 m/s². Kéo con lắc ra khỏi vị trí cân bằng theo chiều dương một góc α₀ = 10° rồi thả tay.

a) Tính chu kì dao động của con lắc.

b) Viết phương trình dao động của con lắc.

c) Tính tốc độ và gia tốc của quả cầu con lắc khi nó qua vị trí cân bằng.

Hướng dẫn giải chi tiết

a) Tính chu kì dao động của con lắc

T=2π√l/g=6,283.√1,2/9,8=2,2s

b) Viết phương trình dao động của con lắc.

ω=√g/l=√9,8/1,2=2,9rad/s

10⁰=0,1745rad;S₀=α₀l=0,1745.1,2=0,21m

Tại t = 0 ta có:

s=S₀cosφ=S₀

v=−ωS₀sinφ=0

⇒φ=0

Phương trình dao động của vật là: s=0,21cos2,9t

c) tốc độ và gia tốc của quả cầu con lắc khi nó qua vị trí cân bằng.

v_max=ωS₀=0,21.2,9=0,609=0,61m/s

a=0m/s²

Bài 3.12 trang 10 Sách bài tập (SBT) Vật Lí 12

3.12. Một con lắc đơn gồm một quả cầu nhỏ khối lượng 50 g được treo vào đầu một sợi dây dài 2 m. Lấy g = 9,8 m/s².

a) Tính chu kì dao động của con lắc đơn khi biên độ góc nhỏ.

b) Kéo con lắc ra khỏi vị trí cân bằng đến vị trí có li độ góc α= 30° rồi buông ra không vận tốc đầu. Tính tốc độ của quả cầu và lực căng F^→ của dây khi con lắc qua vị trí cân bằng.

Hướng dẫn giải chi tiết

a) Chu kì dao động của con lắc đơn khi biên độ góc nhỏ.

b) Tốc độ của quả cầu và lực căng F^→ của dây khi con lắc qua vị trí cân bằng.

1/2mv²_max=mgl(1−cosα₀)

v_max=√2gl(1−cosα₀)=√2.9,8.2.(1−cos30)=2,3m/s

F−mg=mv²_max/l ⇒ F=m(g+v²max/l)

F=0,05(9,8+(2,3)²/2)≈0,62N

Bài 3.13 trang 11 Sách bài tập (SBT) Vật Lí 12

3.13.Một con lắc đơn dài 1,0 m dao động điều hoà tại một nơi có gia tốc trọng trường do là g = 9,8 m/s². Trong khi dao động, quả cầu con lắc vạch một cung tròn có độ dài 12 cm. Bỏ qua mọi ma sát.

a) Tính biên độ và chu kì dao động của con lắc.

b) Viết phương trình dao động, biết rằng lúc đầu quả cầu con lắc đi qua vị trí cân bằng theo chiều dương.

c) Tính tốc độ cực đại của quả cầu.

Hướng dẫn giải chi tiết

a) Biên độ và chu kì dao động của con lắc.

S₀=12/2=6cm

T=2π√l/g=2π√1/9,8⇒T=2s

b) Viết phương trình dao động

x=S₀cosφ=0⇒cosφ=0

v=−S₀ωsinφ>0⇒sinφ<0

⇒φ=−π/2

ω=2π/T=2π/2=πrad/s

s=6cos(πt−π/2)cm

c) Tính tốc độ cực đại của quả cầu.

v_max=ωS₀=3,14.0,06=0,19m/s

Bài 3.14 trang 11 Sách bài tập (SBT) Vật Lí 12

3.14. Một con lắc đơn gồm một quả cầu nhỏ, khối lượng m = 50 g treo vào đầu tự do của một sợi dây mảnh dài l = 1,0 m ở một nơi có gia tốc trọng trường g = 9,8 m/s². Bỏ qua mọi ma sát.

a) Cho con lắc dao động với biên độ góc nhỏ. Tính chu kì dao động của con lắc.

b) Kéo con lắc ra khỏi vị trí cân bằng tới góc lệch 30° rồi thả không vận tốc đầu. Hãy tính

- Tốc độ cực đại của quả cầu.

- Tốc độ của quả cầu tại vị trí có li độ góc 10°

Hướng dẫn giải chi tiết

a) Chu kì dao động của con lắc.

T=2π√l/g=2π√1/9,8=2s

b) Tốc độ cực đại của quả cầu là

v_max=√2gl(1−cosα₀)

=√2.9,8.1.(1−√3/2)=0,19m/s

Tốc độ của quả cầu tại vị trí có li độ góc 10°

v=√2gl(cosα−cosα₀)

=√2.9,8.(cos10⁰−cos30⁰)=0,14m/s

Bài 3.15 trang 11 Sách bài tập (SBT) Vật Lí 12

3.15. Một con lắc đơn dài 1,0 m. Phía dưới điểm treo O trên phương thẳng đứng có một chiếc đinh đóng chắc vào điểm O' cách O một đoạn O' = 0,5 m, sao cho con lắc vấp vào đinh khi dao động (H.3.1). Kéo con lắc lệch khỏi phương thẳng đứng một góc α1 =10° rồi thả không vận tốc đầu. Bỏ qua ma sát. Hãy tính:

a) Biên độ góc của con lắc ở hai bên vị trí cân bằng.

b) Chu kì dao động của con lắc. Lấy g = 9,8 m/s². Hình 3.1

Hướng dẫn giải chi tiết

a) Biên độ góc của con lắc ở hai bên vị trí cân bằng.

Theo định luật bảo toàn năng lượng ta suy ra hai vị trí biên phải ở cùng 1 độ cao (H3.1.G)

h_A=h_Bl

(1−cosα₁)=l₂(1−cosα₂)

⇒cosα₂=2cosα₁−1=2cos10⁰−1=0,9696

⇒α₀=14₀

b) Chu kì dao động của con lắc

T=T₁−T₂/2;T₁=2π√l/g;T₂=2π√l/2g

T=2π√l/g(1+1/√2)=3,14√1/9,8(1+1/√2)=1,7s

---------------------------------

Trên đây VnDoc.com đã giới thiệu tới bạn đọc tài liệu: Giải bài tập SBT Vật lý 12 bài 3: Con lắc đơn. Để có kết quả cao hơn trong học tập, VnDoc xin giới thiệu tới các bạn học sinh tài liệu Giải bài tập Vật Lí 12, Giải bài tập Toán lớp 12, Giải bài tập Hóa học lớp 12 mà VnDoc tổng hợp và đăng tải.

Mời bạn đọc cùng tham khảo thêm các tài liệu:

• Giải bài tập SBT Vật lý 12 bài 4: Dao động tắt dần. Dao động cưỡng bức
• Giải bài tập SBT Vật lý 12 bài 5: Tổng hợp hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số. Phương pháp giản đồ Fre - nen