Hướng dẫn tìm hiểu Công thức cơ năng của con lắc đơn đầy đủ, chi tiết nhất cùng kiến thức mở rộng về con lắc đơn hay nhất, mời bạn cùng tham khảo.

Bạn đang xem: Cơ năng của con lắc đơn dao động điều hòa

Câu hỏi: Công thức cơ năng của con lắc đơn:

Trả lời:

Công thức tính cơ năng của con lắc đơn được tính như sau:

*
Công thức cơ năng của con lắc đơn" width="426">

Kiến thức vận dụng để trả lời câu hỏi


1. Con lắc đơn là gì?

a. Khái niệm con lắc đơn

– Con lắc đơn là một hệ thống gồm một vật nhỏ, khối lượng m, treo ở đầu một sợi dây không dãn, khối lượng không đáng kể, dài l

*
Công thức cơ năng của con lắc đơn (ảnh 2)" width="294">

b. Vị trí cân bằng

– Là vị trí mà dây treo có phương thẳng đứng.

– Kéo nhẹ quả cầu cho dây treo lệch khỏi vị trí cân bằng một góc rồi thả ra, ta thấy con lắc dao động quanh vị trí cân bằng trong mặt phẳng thẳng đứng đi qua điểm treo và vị trí ban đầu của vật.

c. Phương trình dao động

Ta có phương trình dao động của con lắc đơn có dạng:

*
Công thức cơ năng của con lắc đơn (ảnh 3)" width="345">

– Trong đó:

+ s: cung dao động (cm, m..)

+ S: biên độ cung (cm, m..)

+ α: li độ góc (rad)

+ α0: biên độ góc (rad)

2. Các công thức con lắc đơn

- Tần số góc và chu kì:

*
Công thức cơ năng của con lắc đơn (ảnh 4)" width="372">

(N là số dao động vật thực hiện trong thời gian Dt)

*
Công thức cơ năng của con lắc đơn (ảnh 5)" width="316">

Điều kiện dao động điều hòa: bỏ qua ma sát: Sa, So nhỏ

- Lực phục hồi:

*
Công thức cơ năng của con lắc đơn (ảnh 6)" width="395">

+ Trong đó con lắc đơn lực phục hồi tỉ lệ thuận với khối lượng

+ Trong đó con lắc lò xo lực phục hồi không phụ thuộc vào khối lượng.

- Vận tốc và lực căng

*
Công thức cơ năng của con lắc đơn (ảnh 7)" width="765">

Khi vật dao động điều hòa với biên độ góc nhỏ thì:

*
Công thức cơ năng của con lắc đơn (ảnh 8)" width="455">

- Sự thay đổi chu kỳ theo nhiệt độ:(g =const)

*
Công thức cơ năng của con lắc đơn (ảnh 9)" width="681">

- Sự thay đổ của chu kỳ theo độ cao(l = const)

*
Công thức cơ năng của con lắc đơn (ảnh 10)" width="721">

3. Dao động của con lắc đơn về mặt năng lượng

- Công thức tính động năng

Động năng: là năng lượng của vật có được do chuyển động.

Biểu thức: 

*
Công thức cơ năng của con lắc đơn (ảnh 11)" width="87">

Định lý động năng (Công sinh ra): 

*
Công thức cơ năng của con lắc đơn (ảnh 12)" width="219">

- Công thức tính thế năng

+Thế năng trọng trường: 

Wt = m.g.h

Trong đó:

+ m: khối lượng của vật (kg)

+ h: độ cao của vật so với gốc thế năng (m)


+ g = 9.8 hay 10(m/s2)

Định lý thế năng (Công A sinh ra): 

*
Công thức cơ năng của con lắc đơn (ảnh 13)" width="239">

+ Thế năng đàn hồi: 

*
Công thức cơ năng của con lắc đơn (ảnh 14)" width="140">

Định lý thế năng (Công A sinh ra): 

*
Công thức cơ năng của con lắc đơn (ảnh 15)" width="298">

4. Bài tập lý thuyết về con lắc lò xo và con lắc đơn

Câu 1: Chọn phát biểu đúng khi nói về con lắc lò xo ngang

A. Chuyển động của vật là chuyển động thẳng.

B. Chuyển động của vật là chuyển động biến đổi đều.

C. Chuyển động của vật là chuyển động tuần hoàn.

D. Chuyển động của vật là một dao động điều hoà.

Câu 2: Con lắc đơn đang đứng yên ở vị trí cân bằng. Lúc t = 0 truyền cho con lắc vận tốc v0 = 20cm/s nằm ngang theo chiều dương thì nó dao động điều hoà với chu kì T = 2π/5s. Phương trình dao động của con lắc dạng li độ góc là:

A. α = 0,1cos(5t-π/2) (rad).

B. α = 0,1sin(5t + π) (rad).

C. α = 0,1sin(t/5)(rad).

D. α = 0,1sin(t/5 + π )(rad).

Câu 3: Đối với con lắc lò xo dao động điều hòa, vận tốc của vật bằng không khi vật chuyển động qua vị trí nào trong các vị trí dưới đây:

A. vị trí cân bằng.

B. vị trí vật có li độ cực đại.

C. vị trí mà lò xo không bị biến dạng.

D. vị trí mà lực đàn hồi của lò xo bằng không.

Câu 4: Một con lắc đơn có chiều dài l = 2,45m dao động ở nơi có g = 9,8m/s2. Kéo con lắc lệch cung độ dài 5cm rồi thả nhẹ cho dao động. Chọn gốc thời gian vật bắt đầu dao động. Chiều dương hướng từ vị trí cân bằng đến vị trí có góc lệch ban đầu. Phương trình dao động của con lắc là:

*
Công thức cơ năng của con lắc đơn (ảnh 16)" width="263">

Câu 5: Đối với con lắc lò xo dao động điều hòa, chọn phát biểu không đúng trong các phát biểu dưới đây:

A. Lực kéo về phụ thuộc vào độ cứng của lò xo.

B. Lực kéo về phụ thuộc vào khối lượng của vật nặng.

C. Gia tốc của vật phụ thuộc vào khối lượng của vật.

D. Tần số góc của vật phụ thuộc vào khối lượng của vật.

Câu 6. Dao động với biên độ nhỏ của con lắc đơn phụ thuộc vào yếu tố nào trong các yếu tố sau:

A. khối lượng của con lắc.

B. trọng lượng của con lắc.

C. tỉ số giữa khối lượng và trọng lượng của con lắc.

Xem thêm: Code23Zdo - Phim Sex Nguoi Cao Tuoi

D. khối lượng riêng của con lắc.

Câu 7: Một con lắc đơn dao động điều hoà với phương trình α = 0,14cos(2πt - π/2)(rad). Thời gian ngắn nhất để con lắc đi từ vị trí có li độ góc 0,07(rad) đến vị trí biên gần nhất là:

A. 1/6s.

B. 1/12s.

C. 5/12s.

D. 1/8s

Câu 8: Một con lắc đơn dao động điều hoà với phương trình s = 6cos(0,5πt - π/2)(cm). Khoảng thời gian ngắn nhất để con lắc đi từ vị trí có li độ s = 3cm đến li độ cực đại S0 = 6cm là: