Bài tập Mối quan hệ giữa động năng và thế năng lớp 11 (có lời giải)

Một con lắc đơn dao động điều hòa với biên độ góc nhỏ alpha _0 . Gọi m là khối lượng vật nặng, l là chiều dài dây treo.

20/30

Một con lắc đơn dao động điều hòa với biên độ góc nhỏ \({\alpha _0}\). Gọi \(m\) là khối lượng vật nặng, \(l\) là chiều dài dây treo.

a

Biểu thức thế năng của con lắc đơn tại li độ góc \(\alpha \) là \({W_t} = mgl(1 - \cos \alpha ) \approx \frac{1}{2}mgl{\alpha ^2}\).

ĐúngSai
b

Cơ năng của con lắc đơn tỉ lệ với bình phương biên độ góc \(\alpha _0^2\).

ĐúngSai
c

Tại vị trí dây treo nghiêng góc \(\alpha = \frac{{{\alpha _0}}}{{\sqrt 2 }}\), động năng bằng thế năng.

ĐúngSai
d

Khi vật đi qua vị trí cân bằng, lực căng dây treo có độ lớn nhỏ nhất.

ĐúngSai
Giải thích

a. Đúng. Với góc \(\alpha \) nhỏ, \(1 - \cos \alpha \approx \frac{{{\alpha ^2}}}{2} \Rightarrow {W_t} \approx \frac{1}{2}mgl{\alpha ^2}\).

b. Đúng. \(W = \frac{1}{2}mgl\alpha _0^2 \Rightarrow W \propto \alpha _0^2\).

c. Đúng. \({W_t} = \frac{1}{2}mgl{\alpha ^2} = \frac{1}{2}mgl{\left( {\frac{{{\alpha _0}}}{{\sqrt 2 }}} \right)^2} = \frac{1}{2}W \Rightarrow {W_d} = {W_t}\).

d. Sai. Tại VTCB, lực căng dây đạt giá trị cực đại \({T_{\max }} = mg(3 - 2\cos {\alpha _0})\).