Chuyên đề con lắc đơn ngoại lực f

Chuyên đề: CLĐ chịu tác dụng ngoại lực DẠNG 4: CON LẮC ĐẶT TRONG TRƯỜNG LỰC F Chu kì, tần số có F theo phương thẳng đứng *Khi chưa có ngoại lực F lắc đơn dao động với chu kì T  2 l g *Khi chưa có ngoại lực F (Ngoại lực F thơng thường lực quán tính ta xét hệ quy chiếu phi quán tính gắn với vật chuyển động lưc điện) gia tốc trọng trường tác dụng lên lắc lúc gọi trọng F F trường hiệu dụng gbk (hay gia tốc biểu kiến) gbk  g   gbk  g  m m Chu kì lắc lúc T  2 l  gbk l g F m a Nếu lắc đơn đặt thang máy: (Chọn quy chiếu phi quán tính gắn với thang máy) *Khi thang máy lên nhanh dần xuống chậm dần với gia tốc a lực quán tính chiều gia tốc trọng trường g nên gia tốc biểu kiến gbk  g  Fqt m  g  a  T  2 l ga *Khi thang máy lên chậm dần xuống nhanh dần với gia tốc a lực quán tính ngược chiều gia tốc trọng trường g nên gia tốc biểu kiến gbk  g  Fqt m  g  a  T  2 l g a Ví dụ 1: Một lắc đơn có chiều dài dây l treo thang máy có gia tốc a theo chiều dương hướng lên Gia tốc trọng trường nơi treo lắc g Con lắc dao động với biên độ góc nhỏ Chu kì dao động lắc cho biểu thức A T  2 l g B T  2 l ga C T  2 l ga D T  2 l ga Hướng dẫn Tuyệt phẩm chuyên đê vật lý tập Dao động Hoàng Sư Điểu l l  2  Chọn D gbk g a a  g  gbk  g  a  T  2 Ví dụ 2: Một lắc đơn treo trần thang máy Khi thang máy đứng yên, lắc dao động điều hồ với chu kì T Khi thang máy lên thẳng đứng, nhanh dần với gia tốc có độ lớn nửa gia tốc trọng trường nơi đặt thang máy lắc dao động điều hồ với chu kì T' B T A T C 2T D T 3 Hướng dẫn  l  l T  2  T  2 g g  g a    T '  T  Chọn D  l l T '  2 T '  2 g   g ga   Ví dụ 3: Một lắc đơn treo thang máy, dao động điều hòa với chu kì T thang máy đứng yên Nếu thang máy xuống nhanh dần với gia tốc g ( g gia tốc rơi tự do) chu kì dao động lắc 10 A T 11 B T 10 10 C T 10 D T 10 11 Hướng dẫn a  g  T  2 l  l 2 T  Chọn B 10 g 10 g 10 T Ví dụ (Đề thi thức ĐH – 2007): Một lắc đơn treo trần thang máy Khi thang máy đứng yên, lắc dao động điều hòa với chu kì T Khi thang máy lên thẳng đứng, chậm dần với gia tốc có độ lớn nửa gia tốc trọng trường nơi đặt thang máy lắc dao động điều hòa với chu kì T’ A 2T B T√2 C.T/2 T/√2 Hướng dẫn g  l  l  T  2 T    g g g a   '    l  T  T  Chọn B ' l T '  2 T  2 g   g g  a   Ví dụ (Đề thi thức Bộ GD ĐH 2011): Một lắc đơn treo vào trần thang máy Khi thang máy chuyển động thẳng đứng lên nhanh Chuyên đề: CLĐ chịu tác dụng ngoại lực dần với gia tốc có độ lớn a chu kì dao động điều hòa lắc 2,52 s Khi thang máy chuyển động thẳng đứng lên chậm dần với gia tốc có độ lớn a chu kì dao động điều hòa lắc 3,15 s Khi thang máy đứng n chu kì dao động điều hòa lắc A 2,78 s B 2,96 s D 2,61 s D 2,84 s Hướng dẫn  a  g  gbk1  g  a T 2 gbk  g  gbk1  gbk   2T 2  T12  T22   a  g  gbk1  g  a Thay số 2T 2  2,522  3,152  T  2,78s  Chọn A b Nếu lắc đơn đặt điện trường E Trường hợp 1: E hướng xuống (tức E  P ) Nếu q   F  E  F  P  gbk  g  Nếu q   F  E  F  P  gbk  g  qE m qE m l F q E  T  2 qE m g l F q E  T  2 g qE m Trường hợp 2: E hướng lên (tức E  P ) Nếu q   F  E  F  P  gbk  g  Nếu q   F  E  F  P  gbk  g  qE m qE m l F q E  T  2 g qE m l F q E  T  2 g qE m Ví dụ (Chuyên Vĩnh Phúc năm học 2016-2017) Một lắc đơn có chiều dài dây treo 50 cm vật nhỏ có khối lượng 0,01 kg mang điện tích q = 5.10−6 C coi điện tích điểm Con lắc dao động điều hòa điện trường mà vectơ cường độ điện trường có độ lớn E = 104 V/m hướng thẳng đứng xuống Lấy g = 10m/s2, π = 3,14 Chu kì dao động điều hòa lắc A 1,40 s B 1,99 s C 0,58 s D 1,15 s Hướng dẫn qE l q 0 E  P    F  P  gbk  g   T  2 qE m g m Tuyệt phẩm chuyên đê vật lý tập Dao động l Thay số T  2 g qE m  2.3,14 Hoàng Sư Điểu 50.102  1,15s  Chọn D 5.106.104 10  0,01 Chú ý: Câu hỏi câu nằm đề thi thức Bộ GD năm 2010 Ví dụ (Thi thử chuyên Vĩnh Phúc năm học 2016-2017) Hai lắc đơn có chiều dài dây treo , khối lượng m = 10g Con lắc thứ mang điện tích q, lắc thứ hai không mang điện Đặt hai lắc điện trường có vectơ cường độ điện trường thẳng đứng hướng xuống với cường độ điện trường E = 3,104 V/m Kích thích cho hai lắc dao động điều hòa thấy khoảng thời gian lắc thứ thực dao động lắc thứ hai thực dao động Lấy g = 10m/s2 Giá trị q A 4.10-7C B -4.10-7C C 2,5.10-6C D -2,5.10-6C Hướng dẫn T N t t1 t T=  t  N.T   N1T1  N2T2     T1 >T2 N T2 N1  qE g1  g   T1 >T2  g1  g  m  Fd  E  q < (1)  g  g  T1 g2  2 T2 g1 g 10 2  q  2,5.106 C qE q 3.10 g 10  m 10.103 Từ (1) suy ra: q = - 2,5.10- 6C Þ Chọn D Ví dụ 3: Có hai lắc đơn giống Vật nhỏ lắc thứ mang điện tích 2,45.10-6C, vật nhỏ lắc thứ hai không mang điện Treo hai lắc vào vùng điện trường có đường sức điện thẳng đứng, cường độ điện trường có độ lớn E = 4,8.104 V/m Xét hai dao động điều hòa lắc, người ta thấy khoảng thời gian, lắc thứ thực dao động lắc thứ hai thực dao động Lấy g = 9,8 m/s Khối lượng vật nhỏ lắc A 12,5 g B 4,054 g C 7,946 g D 24,5 g Hướng dẫn T N t t1 t T=  t  N.T   N1T1  N2T2     T1 Khi đặt lắc vào điện trường có véc tơ cường độ điện trường nằm ngang vị trí cân dây treo hợp với phương thẳng đứng góc  với tan = 3/4, lúc lắc dao động nhỏ với chu kỳ T1 Nếu đổi chiều điện trường cho véctơ cường độ diện trường có phương thẳng đứng hướng lên cường độ khơng đổi chu kỳ dao động nhỏ lắc lúc  W1  A T1 B T1 C T1 D T1 Hướng dẫn  F F 3g 5g l  a   g tan    gbk1  g  a   T1  2  tan   g mg m 4     q   F  E  E  P  g  g  a  g  T  l  T  T1 bk 2  g   Chọn D Chú ý: Gia tốc biểu kiến lúc đầu tính sau tan   g  gbk1   cos  g  l g  T1  2  gbk1 l 5g 3  cos  arctan  4  Ví dụ 10: Trong thang máy đứng yên treo lắc đơn lắc lò xo có m=250g , k =10N/m Chu kì dao động hai lắc biên độ lắc đơn la 80 Khi thang máy dược kéo lên nhanh dần với gia tốc a=g/10 thi chu kỳ T biên độ α lắc đơn bao nhiêu? Lấy π2 = g = 10m/s2 A T = 0,953s; α=7,6280 B T =1s ; α=7,6280 C.T =0,863s; α=7,224 D T=0,953s; α=7,2240 Hướng dẫn Chu kì lắc lò xo chu kì lắc đơn thang đứng yên m 0,25  10  1s k 10 Tại VTCB mà thang máy lên nhanh dần thì: T  2 20 Chuyên đề: CLĐ chịu tác dụng ngoại lực g g 10 T 1  0,953s g 10 g bk g 10  10 10 *Năng lượng lắc đơn bảo toàn trước sau thang máy lên VTCB T'  T 1 g 10 W  mgl02  mg bk l0'2  '0  0 8  7,6280  Chọn A 2 g bk 11 ĐÓN ĐỌC: 1.TUYỆT PHẨM CÁC CHUYÊN ĐỀ VẬT LÍ TẬP Điện Xoay Chiều (đã phát hành toàn quốc) Tác giả: Hoàng Sư Điểu ( Chủ biên) Đoàn Văn lượng – Th.S Nguyễn Thị Tường Vi (Sách Gv Hs yêu thích thuộc sách bán chạy nhà sách Khang Việt) https://khangvietbook.com.vn/tuyet-pham-cac-chuyen-de-vat-li-tap-1dien-xoay-chieu-p-25639.html 3.TUYỆT PHẨM CÁC CHUYÊN ĐỀ VẬT LÍ TẬP Dao Động Cơ (sẽ phát hành năm 2017) Tác giả: Hoàng Sư Điểu Nhà sách Khang Việt phát hành Website: WWW.nhasachkhangviet.vn Nguyên tắc thành cơng: Suy nghĩ tích cực; Cảm nhận đam mê; Hành động kiên trì ! Chúc em học sinh THÀNH CƠNG học tập! GV: HỒNG SƯ ĐIỂU, TT LUYỆN THI 91A NGUYỄN CHÍ THANH TP HUẾ  Email: dieusply1024@gmail.com  ĐT: 0909.928.109 – 0976.735.109 Thường xuyên khai giảng lớp luyện thi với mục tiêu điểm số khác kì thi Quốc gia đặc biệt lớp 8-9-10 TT 91A NGUYỄN CHÍ THANH TP HUẾ 21 Tuyệt phẩm chuyên đê vật lý tập Dao động Hoàng Sư Điểu Phụ huynh em học sinh liên hệ qua SĐT để đăng kí sớm nhất.Lưu ý: Có làm test trước xếp lớp GV dạy offline muốn đăng kí nhận tài liệu luyện thi Quốc Gia từ thầy Hoàng Sư Điểu suốt năm xin vui lòng liên hệ 0909.928.109 Lưu ý: Chỉ nhận gọi lúc 7h-8h30 sáng (không nhắn tin) Link sách: https://khangvietbook.com.vn/thu-thuat-casio-giai-nhanh-tracnghiem-vat-ly-12-p-30932.html 22 ... có F theo theo phương ngang T' T g bk  F  tan   P   F P  g   Pbk   P  F  T '  2 m cos   g F2  gbk   g2  cos  m  l g2  F2 m2 Chú ý:  góc lệch lắc cân có ngoại lực F Ví... động lắc đơn 1,99 s B 360 chu kì dao động lắc đơn 1,41 s C 300 chu kì dao động lắc đơn 1,41 s D 600 chu kì dao động lắc đơn 1,99 s Hướng dẫn   1800  1200  600 2   gbk  g   F   g F cos...   F  E  F  P  gbk  g  Nếu q   F  E  F  P  gbk  g  qE m qE m l F q E  T  2 g qE m l F q E  T  2 g qE m Ví dụ (Chuyên Vĩnh Phúc năm học 2016-2017) Một lắc đơn