Bài tập Năng lượng của con lắc lò xo, con lắc đơn lớp 11 (có lời giải)

Con lắc lò xo dao động điều hòa trên mặt phẳng nằm ngang không ma sát. Cho biết khi vật có li độ x1 = 3 cm thì động năng W_d1 = 0,091 J; khi vật có li độ

18/30

Con lắc lò xo dao động điều hòa trên mặt phẳng nằm ngang không ma sát. Cho biết khi vật có li độ \({x_1} = 3{\rm{ cm}}\) thì động năng \({W_{d1}} = 0,091{\rm{ J}}\); khi vật có li độ \({x_2} = 4{\rm{ cm}}\) thì động năng \({W_{d2}} = 0,07{\rm{ J}}\).

a

Độ cứng của lò xo bằng \(30{\rm{ N/m}}\).

ĐúngSai
b

Cơ năng của con lắc bằng \(0,118{\rm{ J}}\).

ĐúngSai
c

Biên độ dao động \(A = 5{\rm{ cm}}\).

ĐúngSai
d

Khi vật đi qua vị trí cân bằng, động năng của vật bằng \(0,118{\rm{ J}}\).

ĐúngSai
Giải thích

a. Sai. Ta có \(W = {W_d} + \frac{1}{2}k{x^2}\):

\({W_{d1}} + \frac{1}{2}kx_1^2 = {W_{d2}} + \frac{1}{2}kx_2^2 \Rightarrow {W_{d1}} - {W_{d2}} = \frac{1}{2}k(x_2^2 - x_1^2)\).

\(0,091 - 0,07 = \frac{1}{2}k(0,{04^2} - 0,{03^2}) \Rightarrow 0,021 = \frac{1}{2}k(0,0007) \Rightarrow k = 60{\rm{ N/m}}\).

b. Đúng. \(W = {W_{d1}} + \frac{1}{2}kx_1^2 = 0,091 + \frac{1}{2} \cdot 60 \cdot {(0,03)^2} = 0,091 + 0,027 = 0,118{\rm{ J}}\).

c. Sai. \(W = \frac{1}{2}k{A^2} \Rightarrow 0,118 = \frac{1}{2} \cdot 60 \cdot {A^2} \Rightarrow {A^2} \approx 0,00393 \Rightarrow A \approx 6,27{\rm{ cm}}\).

d. Đúng. \({W_{d\max }} = W = 0,118{\rm{ J}}\).