Vật lí 11 Kết nối tri thức bài 7
Vật lý 11 Kết nối tri thức bài 7: Bài tập về sự chuyển hóa năng lượng trong dao động điều hòa
Vật lí 11 Kết nối tri thức bài 7: Bài tập về sự chuyển hóa năng lượng trong dao động điều hòa được VnDoc.com tổng hợp và xin gửi tới bạn đọc cùng tham khảo. Mời các bạn cùng theo dõi để có thêm tài liệu giải bài tập Vật lý 11 Kết nối tri thức nhé. Mời các bạn cùng theo dõi bài viết.
Bài 1 trang 29 SGK Vật lí 11 Kết nối
Hình 7.3 mô tả một máy đo địa chấn đơn giản hoạt động theo nguyên tắc sau đây: Khi xảy ra động đất thì hệ gồm lò xo và vật nặng của máy đo sẽ dao động theo tần số của địa chấn. Bút dạ gắn với vật nặng sẽ ghi lại đồ thị của địa chấn trên cuộn giấy quay đều. Biết sóng địa chấn có tần số nằm trong khoảng từ 30 Hz đến 40 Hz.
Hãy giải thích tại sao tần số riêng của hệ (vật nặng + lò xo) trong máy địa chấn phải có giá trị nhỏ hơn tần số nay rất nhiều.
Lời giải
Tần số riêng của hệ (vật nặng + lò xo) trong máy địa chấn phải có giá trị nhỏ hơn tần số sóng địa chấn vì để tránh xảy ra hiện tượng cộng hưởng dao động gây hỏng máy không đo được tần số của sóng địa chấn.
Bài 2 trang 29 SGK Vật lí 11 Kết nối
Đồ thị Hình 7.4 mô tả mối liên hệ giữa gia tốc và li độ của một vật dao động điều hoà.
Sử dụng số liệu trong đồ thị Hình 7.4 để tính tần số của dao động.
Lời giải
Ta có: x = -0,04 (m) thì a = 20 ( m/s2 )
\(\Rightarrow a=-\omega ^{2}x \Leftrightarrow a=-(2\pi f)^{2}x \Leftrightarrow 20=(2\pi f)^{2}.0,04 \Leftrightarrow f=\frac{5\sqrt{5}}{2\pi}\) (Hz)
Bài 3 trang 30 SGK Vật lí 11 Kết nối
Hình 7.5 là đồ thị động năng theo thời gian của một vật khối lượng 0,4 kg dao động điều hoà. Tại thời điểm ban đầu vật đang chuyển động theo chiều dương, lấy \(\pi ^{2}\) = 10. Viết phương trình dao động của vật.
Lời giải
Từ đồ thị ta có:
Tại thời điểm ban đầu t = 0: \(Wđ = 0,015 J \Rightarrow W_{t}=0,02 - 0,015=0,005 (J)\Leftrightarrow W_{t}=\frac{W}{4}\Rightarrow x_{0}=\pm \frac{A}{2}\)
Tại thời điểm \(t1 = \frac{1}{6} : Wđ = 0 \Rightarrow x_{1}=\pm A\)
Dựa vào đồ thị ta suy ra: \(x_{0}=\frac{A}{2}; x_{1}= A\)
Khoảng thời gian từ x0 đến x1 là: \(\Delta t =\frac{T}{6}\Leftrightarrow T=1 (s)\Leftrightarrow \omega = \frac{2\pi}{T}=2\pi (rad/s)\)
\(Wđmax= \frac{1}{2}m\omega ^{2}A^{2}=0,02\Leftrightarrow A=\sqrt{\frac{2W_{dmax}}{m\omega ^{2}}}=\sqrt{\frac{2.0,02}{0,4.(2\pi) ^{2}}}=0,05 m = 5 (cm)\)
Tại \(t=0: \left\{\begin{matrix} x_{0}=Acos\varphi=\frac{A}{2} & \\ v=-Asin \varphi >0 \end{matrix}\right.\Rightarrow \left\{\begin{matrix} cos\varphi =\frac{1}{2} & \\ sin \varphi < 0 \end{matrix}\right. \Rightarrow \varphi =-\frac{\pi}{3}\)
Phương trình dao động của vật: \(x=5cos(2\pi t-\frac{\pi}{3}) (cm)\)
Bài 4 trang 30 SGK Vật lí 11 Kết nối
Một vật có khối lượng m dao động điều hoà với tần số góc ở và biên độ A.
a) Khi vật có li độ bằng một nửa biên độ thì động năng và thế năng chiếm bao nhiêu phần trăm so với cơ năng?
b) Tại li độ nào thì thế năng bằng động năng?
Lời giải
a) Ta có:
\(x=\frac{A}{2} \Rightarrow \frac{W_{t}}{W}=\frac{\frac{1}{2}m\omega ^{2}x^{2}}{\frac{1}{2}m\omega ^{2}A^{2}}=\frac{1}{4}\Rightarrow Wt = 25%W; Wđ = 75%W\)
b) Ta có: \(Wt=Wđ \Rightarrow \frac{W_{t}}{W}=\frac{\frac{1}{2}m\omega ^{2}x^{2}}{\frac{1}{2}m\omega ^{2}A^{2}}=\frac{1}{2}\Rightarrow x=\frac{A}{\sqrt{2}}\)
-----------------------------------
Bài tiếp theo: Vật lí 11 Kết nối tri thức bài 8
VnDoc.com vừa gửi tới bạn đọc bài viết Vật lí 11 Kết nối tri thức bài 7: Bài tập về sự chuyển hóa năng lượng trong dao động điều hòa. Hi vọng qua bài viết này bạn đọc có thêm tài liệu để học tập tốt hơn môn Vật lí 11 Kết nối tri thức. Mời các bạn cùng tham khảo thêm tại mục Toán 11 Kết nối tri thức, Hóa học 11 Kết nối tri thức.
