- Từ vị trí cân bằng kéo nhẹ quả cầu lệch khỏi vị trí cân bằng một góc nhỏ rồi thả ra.. Con lắc dao động quanh vị trí cân bằng.[r]
(1)Giải tập SGK Vật lý 12 3: Con lắc đơn
Bài (trang 17 SGK Vật Lý 12): Thế lắc đơn? Khảo sát dao động lắc đơn mặt động lực học
Chứng minh dao động nhỏ (sinα ≈ α (rad)), dao động lắc đơn dao động điều hòa
Lời giải:
Con lắc đơn gồm vật nhỏ, khối lượng m, treo đầu sợi dây không dãn, khối lượng không đáng kể, dài l
Khảo sát lắc mặt động lực học:
- Từ vị trí cân kéo nhẹ cầu lệch khỏi vị trí cân góc nhỏ thả Con lắc dao động quanh vị trí cân
- Chọn gốc tọa độ vị trí cân bằng, chiều dương hướng từ trái sang phải
Lưu ý : α, s có giá trị dương lệch khỏi vị trí cân theo chiều dương ngược lại
(2)Nếu li độ góc α nhỏ sinα ≈ α (rad) Pt = -mgα = -mg s/l so sánh với lực kéo lắc lò xo
F = -kx
Vậy dao động nhỏ (sinα ≈ α (rad)), lắc đơn dao động điều hịa
Phương trình s = s0cos(ωt + φ)
Bài (trang 17 SGK Vật Lý 12): Viết cơng thức tính chu kì lắc đơn dao động nhỏ
Lời giải:
Chu kì dao động lắc đơn dao động nhỏ
Bài (trang 17 SGK Vật Lý 12): Viết biểu thức động năng, và lắc đơn vị trí có góc lệch α
Lời giải:
Động lắc vị trí góc lệch α
Thế lắc vị trí góc lệch α Wt = mgl(1 – cosα) (mốc tính vị trí cân bằng)
Cơ năng: Nếu bỏ qua ma sát lắc đơn bảo toàn
(3)Bài (trang 17 SGK Vật Lý 12): Hãy chọn đáp án đúng.
Chu kì lắc đơn dao động nhỏ (sinα ≈ α (rad)) là:
Lời giải:
Chọn đáp án D
Bài (trang 17 SGK Vật Lý 12): Hãy chọn đáp án đúng.
Một lắc đơn dao động với biên độ góc nhỏ Chu kì lắc khơng thay đổi :
A thay đổi chiều dài lắc
B thay đổi gia tốc trọng trường
C tăng biên độ góc đến 30o
D thay đổi khối lượng lắc
Lời giải:
Chu kì lắc đơn phụ thuộc vào l, g biên độ góc khơng phụ thuộc vào khối lượng m T không đổi thay đổi khối lượng m lắc
Chọn đáp án D
Bài (trang 17 SGK Vật Lý 12): Một lắc đơn thả không vận tốc đầu từ li độ góc αo Khi lắc qua vị trí cân tốc độ cầu lắc bao nhiêu?
(4)Dùng định luật bảo tồn năng, biên vị trí cân
Tại biên Wt = mgl(1 – cosα0)
Tại vị trí cân bằng:
Định luật bảo toàn
Bài (trang 17 SGK Vật Lý 12): Một lắc đơn dài l = 2m, dao động điều hịa nơi có gia tốc rơi tự g = 9,8 m/s2 Hỏi lắc thực hiện
được dao động toàn phần phút?
Lời giải:
t = phút = 300s
Chu kì dao động:
Số dao động toàn phần phút
=> n = 105 dao động toàn phần