Ví dụ 1: Hãy so sánh chu kỳ của con lắc đơn trong không khí với chu kỳ của nó trong chân không biết vật nặng có khối lượng riêng D, không khí có khối lượng riêng là d... Khi dao động n[r]
(1)Tuyensinh247.com Lực lạ lực đẩy Acsimet
Ví dụ 1: Hãy so sánh chu kỳ lắc đơn khơng khí với chu kỳ chân khơng biết vật nặng có khối lượng riêng D, khơng khí có khối lượng riêng d
* Phương pháp:
Trong chân không:
g l T0 2
Trong khơng khí: Phd =P+ Fa ; Phd = P - Fa
g D d g DV dVg g
ghd ; T =
D d g
l
2
D d T
T
1
0
A.BÀI TẬP:
Bài 1: Một lắc đơn có chiều dài dây treo l vật nặng có khối lượng m, khối lượng riêng D Đặt lắc chân khơng chu kỳ dao động T Nếu đặt khơng khí có khối lượng riêng Do chu kỳ dao động lắc là: T’ =
0
D D
D T
=
0
1 T
D D Chứng minh: Con lắc chịu tác dụng lực phụ lực đẩy Acsimet hướng lên:
' F
g g
m
= D V g g
D V
= g D g0 g(1 D0)
D D
m = D.V (V thể tích vật)
Ta có: ' ' l T
g
T l g
Lập tỉ số T’ T:
' '
g g T
T
0
' D
T T
D D
Bài 2: Một lắc đơn có chu kỳ T = 2s đặt chân không Quả lắc làm hợp kim khối lượng riêng D = 8,67g/cm3 Tính chu kỳ T' lắc đặt lắc khơng khí; sức cản khơng khí xem khơng đáng kể, lắc chịu tác dụng sức đẩy Archimède, khối lượng riêng khơng khí d = 1,3g/lít
A 2,00024s B 2,00015s C 1,99993s D 1,99985s
(2)Tuyensinh247.com
Giải: Lực đẩy Acsimet: FP Vg (= D0 khối lượng riêng chất lỏng chất khí (ở
đây khơng khí), V thể tích bị vật chiếm chỗ ), lực đẩy Acsimet ln có phương thẳng đứng, hướng lên
m g V g
g' g’ = g - D
g
= g(1-D D0 )
Ta có:
' '
g g T
T
D D T
T
1
' T’ = D D0 D T
=2
10 , 67 ,
67 ,
= 2,000149959s Hay T= 2,00015s
Bài 3: Một lắc đơn có chu kì T = 2s đặt chân khơng Quả lắc làm hợp kim có khối lượng m = 50g khối lượng riêng D = 0,67kg/dm3 Khi đặt khơng khí, có khối lượng riêng D0 = 1,3g/lít Chu kì T' lắc khơng khí
A 1,9080s B 1,9850s C 2,1050s D 2,0019s Giải: Tương tự trên: T’ =
0
D D
D T
=2
0, 67
0, 67 1,3.10 = 2,001943127s = 2,0019s Đáp án D
B.TRẮC NGHIỆM:
Câu 1: Cho lắc đơn treo đầu sợi dây mảnh dài kim loại, vật nặng làm chất có khối lượng riêng D = g/cm3 Khi dao động nhỏ bình chân khơng chu
kì dao động 2s Cho lắc đơn dao động bình chứa chất khí thấy chu kì tăng lượng 250µs Khối lượng riêng chất khí
A 0,004 g/cm3 B 0,002 g/cm3 C 0,04 g/cm3 D 0,02 g/cm3
=> Đáp án B
Câu 2: Một lắc đơn gồm vật có khối lượng m, dây treo có chiều dài l = 2m, lấy g = π2 Con lắc dao động điều hòa tác dụng ngoại lực có biểu thức F = F0cos(ωt + π/2)(N)
Nếu chu kỳ T ngoại lực tăng từ 2s lên 4s biên độ dao động vật sẽ: A tăng giảm B giảm tăng C giảm D tăng Giải: Chu kỳ dao động riêng lắc đơn: T0 = 2π = 2π = (giây)
Khi chu kỳ T ngoại lực tăng từ 2s lên 4s biên độ dao động vật giảm
Vì T = 2s = T0 f = f0 biên độ đạt cực đại có cộng hưởng; biên độ đạt cực đại
=> Đáp án C
g l
2