Slide bài giảng Vật lí 11 kết nối bài 7: Bài tập về sự chuyển hoá năng lượng trong dao động điều hoà

Tóm lược nội dung

BÀI 7. BÀI TẬP VỀ SỰ CHUYỂN HÓA NĂNG LƯỢNG TRONG GIAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA

II. BÀI TẬP LUYỆN TẬP

Bài 1 trang 29 sgk vật lí 11 kntt

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 vận 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 dao động riêng của hệ (vật nặng + lò xo) trong máy địa chấn phải có giá trị nhỏ hơn tần số này rất nhiều.

Đáp án:

Tần số riêng của hệ (vật nặng + lò xo) trong máy địa chấn phải có giá trị nhỏ  hơn tần số của sóng địa chấn rất nhiều để tránh xảy ra cộng hưởng dao động

Bài 2 trang 30 sgk vật lí 11 kntt

Đồ thị Hình 7.4 mô tả mối liên hệ giữa gia tốc và li độ của một vật dao động điều hòa.

Sử dụng số liệu trong đồ thị Hình 7.4 để tính tần số của dao động.

Đáp án:

Gia tốc cực đại: m/s²

Biên độ dao động: A = 8 cm = 0,08 m

Tần số góc: rad/s

Tần số: Hz.

Bài 3 trang 30 sgk vật lí 11 kntt

Hình 7.5 là đồ thị của động năng theo thời gian của một vật khối lượng 0,4 kg dao động điều hòa. Tại thời điểm ban đầu vật đang chuyển động theo chiều dương, lấy π² = 10. Viết phương trình dao động của vật.

Đáp án:

Khi t = 0 thì .

Mặt khác, từ t = 0 đến , W_đ giảm đến 0, do vậy (rad).

Vậy s => ω = 2π (rad/s).

Từ công thức => A = 0,05 m = 5 cm.

Vậy (cm).

Bài 4 trang 30 sgk vật lí 11 kntt

Một vật có khối lượng m dao động điều hòa với tần số góc ω 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?

Đáp án:

a) Khi => .

Suy ra 25% năng lượng là thế năng và 75% năng lượng là động năng.

b) Tại li độ thì thế năng bằng động năng.