Bài 3.7, 3.8 trang 10 SBT Vật Lí 12


Giải 3.7, 3.8 trang 10 sách bài tập vật lí 12. Một con lắc gõ giây (coi như một con lắc đơn) có chu kì là 2 s. Tại nơi có gia tốc trọng trường là g = 9,8 m/s2 thì chiều dài của con lắc đơn đó là bao nhiêu ?

Lựa chọn câu để xem lời giải nhanh hơn

3.7

Một con lắc đơn dao đồng với biên độ góc \({\alpha _0}\) nhỏ \(\sin {\alpha _0} \approx {\alpha _0}(rad)\). Chọn mốc thế năng ở vị trí cân bằng. Công thức tính thế năng của con lắc ở li độ góc \(\alpha \) nào sau đây là sai?

A.\({{\rm{W}}_t} = mgl(1 - \cos \alpha )\)

B.\({{\rm{W}}_t} = mgl\cos \alpha \)

C.\({{\rm{W}}_t} = 2mgl{\sin ^2}\dfrac{\alpha }{2}\)                 

D.\({{\rm{W}}_t} = \dfrac{1}{2}mgl{\alpha ^2}\)

Phương pháp giải:

Sử dụng công thức tính thế năng con lắc đơn: \({{\rm{W}}_t} = mgl(1 - \cos \alpha )\)

Sử dụng công thức lượng giác: \(1 - \cos \alpha  = 2{\sin ^2}\dfrac{\alpha }{2}\)

Sử dụng công thức gần đúng: Khi \(\alpha \) nhỏ \(\sin \alpha  \approx \alpha \)

Lời giải chi tiết:

Ta có thế năng của con lắc đơn \({{\rm{W}}_t} = mgl(1 - \cos \alpha )\)

Vì \(1 - \cos \alpha  = 2{\sin ^2}\dfrac{\alpha }{2}\)

\( \Rightarrow {{\rm{W}}_t} = 2mgl{\sin ^2}\dfrac{\alpha }{2}\)

Khi \(\alpha \) nhỏ \(\sin \dfrac{\alpha }{2} \approx \dfrac{\alpha }{2}\)

\( \Rightarrow {\sin ^2}\dfrac{\alpha }{2} \approx \dfrac{{{\alpha ^2}}}{4}\)

\( \Rightarrow {{\rm{W}}_t} = 2mgl{\sin ^2}\dfrac{\alpha }{2}\)

\( \approx 2mgl.\dfrac{{{\alpha ^2}}}{4} = \dfrac{1}{2}mgl{\alpha ^2}\)

Chọn B

3.8

Một con lắc đơn dao động với biên độ góc \({\alpha _0} < {90^0}\). Chọn mốc thế năng ở vị trí cân bằng. Công thức tính cơ năng nào sau đây là sai ?

A. \({\rm{W}} = \dfrac{{\rm{1}}}{{\rm{2}}}m{v^2} + mgl(1 - c{\rm{os}}\alpha )\)

B. \({\rm{W}} = mgl(1 - c{\rm{os}}{\alpha _0})\)

C. \({\rm{W}}{\mkern 1mu} {\rm{ = }}\dfrac{{\rm{1}}}{{\rm{2}}}mv_{\max }^2\)                                 

D. \({\rm{W}} = mglc{\rm{os}}{\alpha _0}\)

Phương pháp giải:

Sử dụng công thức tính động năng: \({{\rm{W}}_d} = \dfrac{1}{2}m{v^2}\)

Sử dụng công thức tính thế năng: \({{\rm{W}}_t} = mgl(1 - \cos \alpha )\)

Cơ năng: \({\rm{W}} = {W_t} + {{\rm{W}}_d}\)

Lời giải chi tiết:

Ta có:

Động năng của con lắc: \({{\rm{W}}_d} = \dfrac{1}{2}m{v^2}\)

Thế năng của con lắc: \({{\rm{W}}_t} = mgl(1 - \cos \alpha )\)

+ Cơ năng con lắc: \({\rm{W}} = {W_t} + {{\rm{W}}_d}\)

\( = \dfrac{{\rm{1}}}{{\rm{2}}}m{v^2} + mgl(1 - c{\rm{os}}\alpha )\)\( \Rightarrow A\) đúng

+ \({\rm{W}} = {{\rm{W}}_{{t_{\max }}}} = mgl(1 - c{\rm{os}}{\alpha _0})\)\( \Rightarrow B\) đúng

+ \({\rm{W}}{\mkern 1mu} {\rm{ = }}{{\rm{W}}_{{d_{\max }}}}{\mkern 1mu}  = \dfrac{{\rm{1}}}{{\rm{2}}}mv_{\max }^2\)\( \Rightarrow C\) đúng

Chọn D

Loigiaihay.com


Bình chọn:
4 trên 10 phiếu
  • Bài 3.9, 3.10 trang 10 SBT Vật Lí 12

    Giải 3.9, 3.10 trang 10 sách bài tập vật lí 12. Một con lắc đơn được thả không vận tốc đầu từ vị trí biên có biên độ góc anpha0 . Khi con lắc đi qua vị trí có li độ góc anpha thì tốc độ của con lắc được tính bằng cồng thức nào? Bỏ qua mọi ma sát

  • Bài 3.11 trang 10 SBT Vật Lí 12

    Giải 3.11 trang 10 sách bài tập vật lí 12. Một con lắc đơn dài 1,2 m dao động tại một nơi có gia tốc rơi tự do g = 9,8 m/s2.

  • Bài 3.12 trang 10 SBT Vật Lí 12

    Giải 3.12 trang 10 sách bài tập vật lí 12. Một con lắc đơn gồm một quả cầu nhỏ khối lượng 50 g được treo vào đầu một sợi dây dài 2 m. Lấy g = 9,8 m/s2.

  • Bài 3.13 trang 11 SBT Vật Lí 12

    Giải 3.13 trang 11 sách bài tập vật lí 12. Một con lắc đơn dài 1,0 m dao động điều hoà tại một nơi có gia tốc trọng trường do là g = 9,8 m/s2. Trong khi dao động, quả cầu con lắc vạch một cung tròn có độ dài 12 cm. Bỏ qua mọi ma sát.

  • Bài 3.14 trang 11 SBT Vật Lí 12

    Giải 3.14 trang 11 sách bài tập vật lí 12. Một con lắc đơn gồm một quả cầu nhỏ, khối lượng m = 50 g treo vào đầu tự do của một sợi dây mảnh dài l = 1,0 m ở một nơi có gia tốc trọng trường g = 9,8 m/s2. Bỏ qua mọi ma sát.

>> Xem thêm

Luyện Bài Tập Trắc nghiệm Lí lớp 12 - Xem ngay

>> Luyện thi TN THPT & ĐH năm 2024 trên trang trực tuyến Tuyensinh247.com. Học mọi lúc, mọi nơi với Thầy Cô giáo giỏi, đầy đủ các khoá: Nền tảng lớp 12; Luyện thi chuyên sâu; Luyện đề đủ dạng; Tổng ôn chọn lọc.