Giải Vật lí 11 trang 23 Kết nối tri thức

Giải 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 hòa. Đồ thị vận tốc v theo thời gian t như hình 5.7. 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 ta có T = 1,2s → $\omega =\frac{2\pi }{T}=\frac{5}{3}$ (rad/s)

a) Vận tốc cực đại của vật vmax = 0,3 cm/s = 0,003m/s=ωA→A=0,0018m

b) Động năng cực đại của vật là Wđmax = $\frac{1}{2}m{\omega }^2{A}^2$ = 4,5.10-6 (J)

c) Theo định luật bảo toàn cơ năng ta có Wtmax = Wđmax = 4,5.10-6 (J)

d) Độ cứng k của lò xo tính theo công thức: T = $2\pi \sqrt{\frac{m}{k}}$ → k≈11N/m

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

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

Lời giải:

Ta có:

Độ cứng k = 100 N/m

Khối lượng m = 200 g = 0,2 kg

Biên độ A = 5 cm = 0,05 m

a) Wđ = 3 Wt

Theo định luật bảo toàn cơ năng W = Wđ + Wt = 4Wt

$\to \frac{1}{2}m{\omega }^2{A}^2=4\frac{1}{2}m{\omega }^2{x}^2\to x=\pm 2,5(cm)$

b) Tần số góc ω = $\sqrt{\frac{k}{m}}=10\sqrt{5}$ (rad/s)

Khi vật đi qua vị trí cân bằng vật có tốc độ lớn nhất

V = ωA = 0,05. $10\sqrt{5}$ = $\frac{\sqrt{5}}{2}$ (m/s)

c) Wt1 = $\frac{1}{2}m{\omega }^2{x}^2$ = 1562,5 (s).

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

Giải Vật lí 11 trang 20

Giải Vật lí 11 trang 21

Giải Vật lí 11 trang 22

Giải Vật lí 11 trang 23