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

Con lắc lò xo nằm ngang có k = 40 N/m , dao động điều hòa. Biết tại thời điểm động năng bằng 3 lần thế năng thì tốc độ của vật là 30 căn 3 cm/s

20/30

Con lắc lò xo nằm ngang có \(k = 40{\rm{ N/m}}\), dao động điều hòa. Biết tại thời điểm động năng bằng \(3\) lần thế năng thì tốc độ của vật là \(30\sqrt 3 {\rm{ cm/s}}\).

a

Tốc độ cực đại của vật khi qua VCB là \(60{\rm{ cm/s}}\).

ĐúngSai
b

Cơ năng của con lắc lò xo phụ thuộc vào khối lượng vật nặng \(m\).

ĐúngSai
c

Biên độ dao động của con lắc nếu \(m = 100{\rm{ g}}\) là \(3{\rm{ cm}}\).

ĐúngSai
d

Giá trị thế năng tại thời điểm nói trên bằng \(1/3\) động năng.

ĐúngSai
Giải thích

a. Đúng. \({W_d} = 3{W_t} \Rightarrow v = \frac{{\sqrt 3 }}{2}{v_{\max }} = 30\sqrt 3 {\rm{ cm/s}} \Rightarrow {v_{\max }} = 60{\rm{ cm/s}} = 0,6{\rm{ m/s}}\).

b. Sai. \(W = \frac{1}{2}k{A^2}\), đối với con lắc lò xo cơ năng chỉ phụ thuộc \(k\) và \(A\), không phụ thuộc \(m\).

c. Đúng. Với \(m = 0,1{\rm{ kg}} \Rightarrow \omega = \sqrt {\frac{{40}}{{0,1}}} = 20{\rm{ rad/s}} \Rightarrow A = \frac{{{v_{\max }}}}{\omega } = \frac{{60}}{{20}} = 3{\rm{ cm}}\).

d. Đúng. \({W_d} = 3{W_t} \Rightarrow {W_t} = \frac{1}{3}{W_d}\).