Giải bài 3 vật lí 12: Con lắc đơn
Bám sát chương trình của SGK Vật lí lớp 12, KhoaHoc giới thiệu với bạn đọc bài thứ 3 trong chương 1: Dao động là Bài Con lắc đơn. Trong bài này, chúng ta sẽ cùng khảo sát quá trình dao động của con lắc đơn. Trong điều kiện nào thì con lắc đơn có thể dao động điều hòa?
A. Lý thuyết
I. Thế nào là con lắc đơn?
1. Khái niệm:
Con lắc đơn là một hệ gồm một vật nhỏ khối lượng m, treo ở đầu một sợi dây không dãn, khối lượng không đáng kể, chiều dài l.
2. Vị trí cân bằng:
Là vị trí mà dây treo của con lắc có phương thẳng đứng, trong hình vẽ trên là vị trí O.
II. Khảo sát dao động vủa con lắc đơn về mặt động lực học
1. Chọn hệ quy chiếu:
Chọn chiều dương từ trái qua phải.
Gốc tọa độ cong tại vị trí cân bằng O.
Gốc thời gian là thời điểm con lắc bắt đầu dao động.
Tại thời điểm t, vị trí của con lắc được xác định bởi li độ góc
2. Các lực tác dụng vào con lắc:
Trọng lực
Phân tích trọng lực
: Thành phần theo phương vuông góc với quỹ đạo. : Thành phần theo phương tiếp tuyến với quỹ đạo.
Lực căng dây
Lực kéo về:
Từ (*) ta thấy, dao động của con lắc đơn nhìn chung không phải là dao động điều hòa.
Khi góc
với chu kì:
III. Khảo sát dao động của con lắc đơn về mặt năng lượng
1. Động năng của con lắc đơn:
Là động năng của vật (coi là chất điểm)
2. Thế năng của con lắc đơn:
Là thế năng trọng trường của vật.
Chọn mốc thế năng là vị trí cân bằng, thế năng của con lắc đơn ở vị trí li độ góc
3. Cơ năng của con lắc đơn:
Cơ năng của con lắc đơn là tổng động năng và thế năng của nó. Nếu bỏ qua mọi ma sát, cơ năng của vật được bảo toàn.
IV. Ứng dụng: Xác định gia tốc rơi tự do
Trong thực tế, các nhà khoa học ứng dụng con lắc đơn vào việc xác định gia tốc trọng trường của một địa điểm nào đó. Khi các yếu tố của con lắc như chiều dài l (m) của con lắc, chu kì dao động T (s) của con lắc bằng các phép đo thực nghiệm; ta có thể xác định gia tốc rơi tự do theo công thức:
B. BÀI TẬP VÀ HƯỚNG DẪN GIẢI
Kiến thức thú vị
Câu 1: SGK Vật lí 12, trang 17:
Thế nào là con lắc đơn? Khảo sát dao động của con lắc đơn về mặt động lực học. Chứng minh rằng dao động nhỏ (
Câu 2: SGK Vật lí 12, trang 17:
Viết công thức tính chu kì của con lắc đơn khi dao động nhỏ.
Câu 3: SGK Vật lí 12, trang 17:
Viết công thức tính động năng, thế năng, cơ năng của con lắc đơn ở vị trí có góc lệch
Khi con lắc dao động thì động năng và thế năng của con lắc biến đổi như thế nào?
Câu 4: SGK Vật lí 12, trang 17:
Hãy chọn câu đúng.
A.
B.
C.
D.
Câu 5: SGK vật lí 12, trang 17:
Hãy chọn câu đúng.
Một con lắc đơn dao động với biên độ góc nhỏ. Chu kì của con lắc không thay đổi khi:
A. thay đổi chiều dài của con lắc.
B. thay đổi gia tốc trọng trường.
C. tăng biên độ góc lên 30^{\circ}.
D. thay đổi khối lượng của con lắc.
Câu 6: SGK Vật lí 12, trang 17:
Một con lắc đơn được thả không vận tốc đầu từ li độ góc
A.
B.
C.
D.
Câu 7: SGK Vật lí 12, trang 17:
Một con lắc đơn dài l = 2,00 m, dao động điều hòa tại một nơi có gia tốc rơi tự do g = 9,8 m/
=> Câu hỏi và bài tập trắc nghiệm lí 12 bài 3: Con lắc đơn (P3)
Xem thêm bài viết khác
- Hãy giải thích rõ hơn bảng 36.1-sgk vật lí 12 trang 184
- Giải vật lí 12: Bài tập 3 trang 180 sgk
- Giải câu 9 bài 30: Hiện tượng quang điện. Thuyết lượng tử ánh sáng sgk vật lí 12 trang 158
- Nêu định nghĩa chu kì và tần số của dao động điều hòa.
- Đoạn mạch chứa một cuộn cảm thuần L; đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp tức thời u = U0cos ωt (V) thì cường độ hiệu dụng trong mạch là bao nhiêu ?
- Nếu làm thí nghiệm với tấm kẽm tích điện dương thì góc lệch của kim tĩnh điện kế sẽ không bị thay đổi khi chiếu vào tấm kẽm bằng ánh sáng hồ quang. Tại sao? sgk vật lí 12 trang 154
- Chức năng của mạch chỉnh lưu là?
- Nêu công thức xác định vị trí các cực đại giao thoa
- Tia hồng ngoại có:
- Câu 5 trang 55 sgk: Cường độ âm được đo bằng gì?
- Một con lắc đơn được thả không vận tốc đầu từ li độ góc
- Giải vật lí 12: Bài tập 4 trang 180 sgk