Lớp 12Vật Lý

Biên độ góc là gì kiến thức cần nắm vững

Câu hỏi: Biên độ góc là gì?

Lời giải:

      – Biên độ góc là điều kiện để vật dao động điều hòa

Bạn đang xem: Biên độ góc là gì kiến thức cần nắm vững

      – Biên độ góc α0 (α0 ≤100)

[CHUẨN NHẤT] Biên độ góc là gì kiến thức cần nắm vững

Cùng THPT Ninh Châu tìm hiểu chi tiết về con lắc đơn nhé!

1. Cấu tạo của con lắc đơn

      – Con lắc đơn gồm 1 vật nhỏ có khối lượng m, treo ở đầu một sợi dây không dãn khối lượng không đáng kể có chiều dài l, đầu trên của sợi dây sẽ được treo vào một điểm cố định.

2. Phương trình dao động điều hòa của con lắc đơn

Phương trình dao động điều hòa của con lắc đơn

      – Li độ cong: s =s0cos(ωt +φ)  (đơn vị: cm, m)

      –  Li độ góc: =α0cos(ωt +φ)     (đơn vị: độ, rad)

Chú ý: Khi con lắc đơn dao động điều hòa với góc lệch nhỏ và bot qua mọi ma sát thì s=l.α và s0=l.α0( và 0 có đơn vị là rad).

3. Chu kỳ, tần số dao động và tần số góc của một con lắc đơn

Khi con lắc đơn dao động điều hòa thì có:

[CHUẨN NHẤT] Biên độ góc là gì kiến thức cần nắm vững(ảnh 2)

Chú ý: Con lắc đơn dao động điều hòa thì chu kỳ không phụ thuộc vào khối lượng của vật nặng và biên độ dao động của vật.

4. Năng lượng của con lắc đơn khi dao động điều hòa

Con lắc đơn dao động điều hòa thì năng lượng của đơn là:

[CHUẨN NHẤT] Biên độ góc là gì kiến thức cần nắm vững(ảnh 3)

Chú ý: 

      + Nếu bỏ qua ma sát thì cơ năng con lắc đơn bảo toàn

      + Công thức trên đứng với mọi li độ α ≤900

Bài tập và cách giải về Năng lượng dao động của con lắc đơn

Chú ý khi làm bài tập:

      – Tính toán năng lượng dao động khi góc lệch lớn (Dao động của con lắc khi này là dao động tuần hoàn chứ không phải dao động điều hòa): 

[CHUẨN NHẤT] Biên độ góc là gì kiến thức cần nắm vững(ảnh 4)

      – Tính toán năng lượng dao động khi góc lệch nhỏ (lúc này dao động của con lắc là dao động điều hòa, thường thì trong kỳ thi Đại học sẽ là trường hợp này):

[CHUẨN NHẤT] Biên độ góc là gì kiến thức cần nắm vững(ảnh 5)

      – Khi đề bài cho mối quan hệ giữa động năng và thế năng (chẳng hạn cho Wd = k.Wt, với k là một hệ số tỉ lệ nào đó) thì:

[CHUẨN NHẤT] Biên độ góc là gì kiến thức cần nắm vững(ảnh 6)

Nhận xét:

      – Nhìn biểu thức thì có vẻ phức tạp nhưng thực ra trong bài toán cụ thể chúng ta thực hiện phép giản ước sẽ được biểu thức hay kết quả đẹp hơn nhiều.

      – Trong các đề thi để cho việc tính toán đơn giản thì ở (1) thường cho các giá trị của k là k = 1 hoặc k = 3.

[CHUẨN NHẤT] Biên độ góc là gì kiến thức cần nắm vững(ảnh7)

Hướng dẫn giải:

[CHUẨN NHẤT] Biên độ góc là gì kiến thức cần nắm vững(ảnh 8)

Ví dụ 2: Một con lắc đơn gồm một quả cầu có khối lượng 500g treo vào một sợi dây mảnh, dài 60cm. Khi con lắc đang ở vị trí cân bằng thì cung cấp cho nó một năng lượng 0,015J, khi đó con lắc dao động điều hòa. Tính biên độ dao động của con lắc. Lấy g = 10m/s2.

Hướng dẫn giải:

Biên độ góc dao động của con lắc được tính từ phương trình của năng lượng:

[CHUẨN NHẤT] Biên độ góc là gì kiến thức cần nắm vững(ảnh 9)
[CHUẨN NHẤT] Biên độ góc là gì kiến thức cần nắm vững(ảnh 10)

Hướng dẫn giải:

[CHUẨN NHẤT] Biên độ góc là gì kiến thức cần nắm vững(ảnh 11)

b. Từ giả thiết ta có phương trình theo li độ dài của con lắc:

[CHUẨN NHẤT] Biên độ góc là gì kiến thức cần nắm vững(ảnh 12)
[CHUẨN NHẤT] Biên độ góc là gì kiến thức cần nắm vững(ảnh 13)

Thay giá trị m = 0,2kg và W tính được ở câu a ta tìm được v.

d. Áp dụng công thức ở (1) ta có : Khi động năng cực đại vật ở Vị trí cân bằng (α = 0).

Khi động năng bằng 3 lần thế năng ta có :

[CHUẨN NHẤT] Biên độ góc là gì kiến thức cần nắm vững(ảnh 14)

Đăng bởi: Đại Học Đông Đô

Chuyên mục: Lớp 12, Vật Lý 12

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai.

Back to top button