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

Một con lắc lò xo gồm lò xo có độ cứng k = 100 N/m và vật nặng khối lượng m = 100 g dao động điều hòa với biên độ A = 10 cm

11/30

PHẦN II. CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM ĐÚNG/SAI (Mỗi câu hỏi gồm 4 ý a, b, c, d. Thí sinh chọn Đúng hoặc Sai cho từng ý)

Một con lắc lò xo gồm lò xo có độ cứng \(k = 100{\rm{ N/m}}\) và vật nặng khối lượng \(m = 100{\rm{ g}}\) dao động điều hòa với biên độ \(A = 10{\rm{ cm}}\). Lấy \({\pi ^2} = 10\).

a

Tần số góc dao động của con lắc lò xo là \(10\pi {\rm{ rad/s}}\).

ĐúngSai
b

Cơ năng dao động của con lắc bằng \(0,5{\rm{ J}}\).

ĐúngSai
c

Tại vị trí có li độ \(x = 6{\rm{ cm}}\), động năng của vật bằng \(0,18{\rm{ J}}\).

ĐúngSai
d

Tốc độ của vật khi động năng bằng thế năng là \(50\sqrt 2 {\rm{ cm/s}}\).

ĐúngSai
Giải thích

a. Sai. \(\omega = \sqrt {\frac{k}{m}} = \sqrt {\frac{{100}}{{0,1}}} = \sqrt {1000} = 10\sqrt {10} = 10\pi {\rm{ rad/s}}\) (Phát biểu này Đúng với \({\pi ^2} = 10\)).

b. Đúng. \(W = \frac{1}{2}k{A^2} = \frac{1}{2} \cdot 100 \cdot {(0,1)^2} = 0,5{\rm{ J}}\).

c. Sai. Thế năng \({W_t} = \frac{1}{2}k{x^2} = \frac{1}{2} \cdot 100 \cdot {(0,06)^2} = 0,18{\rm{ J}}\).

Động năng \({W_d} = W - {W_t} = 0,5 - 0,18 = 0,32{\rm{ J}}\).

d. Sai. \({W_d} = {W_t} \Rightarrow v = \frac{{{v_{\max }}}}{{\sqrt 2 }} = \frac{{\omega A}}{{\sqrt 2 }} = \frac{{10\pi \cdot 10}}{{\sqrt 2 }} = 50\sqrt 2 \pi {\rm{ cm/s}}\) (thiếu \(\pi \)).