Xem toàn thể tài liệu Lớp 12: tại đây
Giải bài Tập đồ vật Lí 12 – bài 3: bé lắc solo giúp HS giải bài bác tập, cải thiện khả năng tứ duy trừu tượng, khái quát, tương tự như định lượng trong câu hỏi hình thành những khái niệm với định dụng cụ vật lí:
C1 trang 15 SGK: chứng minh rằng đối với những góc lệch nhỏ hơn 20o thì độ chênh lệch thân sinα với α (rad) chưa tới 1%.
Bạn đang xem: Giải lý 12 bài 3
Trả lời:
Ta kiểm nghiệm với các góc lệch nhỏ bằng 20o, ta có sinα ≈ α (rad)
Do đó độ chênh lệch thân sinα và α là:
0,3491 – 0,3420 = 0,0071 = 0,7%
C2 trang 15 SGK: tất cả nhận xét gì về chu kì của con lắc đơn?
Trả lời:
Chu kì nhỏ lắc
Ta thấy chu kì T nhờ vào vào chiều dài dây l và tốc độ trọng trường g.
T tỉ lệ với căn bậc nhì của chiều nhiều năm l cùng tỉ lệ nghịch căn bậc hai của vận tốc trọng trường g.
T tăng lúc chiều lâu năm l tăng hoặc vận tốc trọng trường giảm
T bớt khi chiều nhiều năm l sút hoặc gia tốc trọng trường tăng.
C3 trang 16 SGK: Hãy diễn đạt một biện pháp định tính sự biến đổi năng lượng của bé lắc, lúc nó đi từ vị trí biên về vị trí cân đối và lúc nó đi trường đoản cú vị trí cân đối ra địa chỉ biên.
Trả lời:
Khi bé lắc đi từ địa chỉ biên về vị trí cân bằng thì : s sút (thế năng giảm), v tăng (động năng tăng).
– trên vị trí cân bằng: s = 0 (thế năng bởi 0), v cực đại (động năng rất đại).
– Khi nhỏ lắc đi từ vị trí cân bằng đến địa chỉ biên: s tăng (thế năng tăng), v bớt (động năng giảm)
– Tại địa chỉ biên: s cực lớn (thế năng rất đại), v = 0 (động năng bởi 0).
Vậy: Trong quá trình dao động đi từ địa chỉ biên cho vị trí cân đối hay đi từ vị trí cân đối đến vị trí biên, khi đụng năng tăng thì cố năng giảm và ngược lại.
Bài 1 (trang 17 SGK đồ dùng Lý 12): nạm nào là nhỏ lắc đơn ? khảo sát điều tra dao cồn của con lắc đơn về mặt hễ lực học.Chứng minh rằng khi dao động bé dại (sinα ≈ α (rad)), xê dịch của bé lắc solo là xê dịch điều hòa.
Lời giải:
Con lắc đơn gồm một vật nhỏ, trọng lượng m, treo nghỉ ngơi đầu một tua dây ko dãn, cân nặng không xứng đáng kể, dài l.
Khảo sát bé lắc về mặt cồn lực học:
Xét con lắc đơn như hình vẽ :
– tự vị trí thăng bằng kéo vơi quả cầu lệch khỏi vị trí cân bằng một góc nhỏ dại rồi thả ra. Con lắc xấp xỉ quanh vị trí cân bằng.
– chọn gốc tọa độ tại vị trí cân bằng, chiều dương hướng từ trái sang phải.
– Tai địa điểm M bất kỳ vật m được xác minh bởi li độ góc α = ∠OCM tốt về li độ cong là S = cung OM = l.α
Lưu ý: α, s có giá trị dương khi lệch ngoài vị trí cân đối theo chiều dương với ngược lại.
– Tại vị trí M, đồ vật chịu công dụng trọng lực P→ và lực căng T→.
P→ được phân tích thành 2 thành phần: Pn→ theo phương vuông góc với mặt đường đi, Pt→ theo phương tiếp con đường với quỹ đạo.
Lực căng T→ cùng thành phần Pn→ vuông góc với lối đi nên ko làm chuyển đổi tốc độ của vật.
Thành phần lực Pt→ là khả năng kéo về có mức giá trị Pt = -mgsinα (1)
Nếu li độ góc α nhỏ tuổi thì sinα ≈ α (rad) thì Pt = -mgα = -mgs/l đối chiếu với sức kéo về của bé lắc xoắn ốc F = -kx.
Ta thấy mg/l có vai trò của k → l/g = m/k
Vậy khi dao động bé dại (sinα ≈ α (rad)), nhỏ lắc đơn giao động điều hòa.
Phương trình s = s0.cos(ωt + φ)
Bài 2 (trang 17 SGK vật dụng Lý 12): Viết công thức tính chu kì của nhỏ lắc solo khi xấp xỉ nhỏ.Lời giải:
Chu kì dao động của con lắc 1-1 khi dao động nhỏ dại
Lời giải:
Động năng của con lắc tại địa chỉ góc lệch α bất kì
Thế năng của nhỏ lắc tại địa chỉ góc lệch α bất cứ Wt = mgl.(1 – cosα) (mốc tính cố năng trên vị trí cân nặng bằng)
Cơ năng: Nếu bỏ qua mọi ma giáp thì cơ năng của nhỏ lắc đơn được bảo toàn.
W = Wt + Wđ = mv2/2 + mgl.(1 – cosα) = hằng số
Khi con lắc xê dịch khi cồn năng tăng thì cầm cố năng sút và ngược lại.
Bài 4 (trang 17 SGK vật Lý 12): nên chọn lựa đáp án đúng.Chu kì của con lắc đối chọi dao động nhỏ dại (sinα ≈ α (rad)) là:
Lời giải:
Chọn đáp án D.
Bài 5 (trang 17 SGK vật Lý 12): nên lựa chọn đáp án đúng.Một bé lắc đơn xấp xỉ với biên độ góc nhỏ. Chu kì của con lắc không chuyển đổi khi :
A. Biến đổi chiều nhiều năm của nhỏ lắc.
B. Biến hóa gia tốc trọng trường
C. Tăng biên độ góc đến 30o
D. Chuyển đổi khối lượng của bé lắc.
Xem thêm: Tính Cos Giữa 2 Vecto - Góc Giữa 2 Vecto Trong Không Gian
Lời giải:
Chu kì của con lắc đơn phụ thuộc vào vào l, g với biên độ góc không phụ thuộc vào trọng lượng m. T không thay đổi khi biến đổi khối lượng m của bé lắc.
Chọn đáp án D.
Bài 6 (trang 17 SGK vật dụng Lý 12): Một nhỏ lắc đối chọi được thả không tốc độ đầu từ li độ góc αo. Khi con lắc trải qua vị trí thăng bằng thì tốc độ của trái cầu nhỏ lắc là bao nhiêu ?
Lời giải:
Chọn đáp án C.
Dùng định chế độ bảo toàn cơ năng, tại biên với tại vị trí cân nặng bằng.
Tại biên Wt = mgl(1 – cosα0)
Tại vị trí thăng bằng :
Định hình thức bảo toàn cơ năng
Lời giải: