TopStudy

Vật lí · Lớp 11

Giải SGK Vật lí 11 KNTT Bài 7. Bài tập về sự chuyển hoá năng lượng trong dao động điều hoà có đáp án

6 câu · 10 phút · Ngân hàng đề TopStudy. Đáp án và lời giải do TopStudy biên soạn, mở ngay dưới từng câu.

Làm bài

Nội dung đề

Phần I. Tự luận

Câu 1

1 điểm
Ta có thể sử dụng định luật bảo toàn cơ năng để tìm li độ và vận tốc của vật dao động điều hoà được không?
Xem đáp án và lời giải

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Ta hoàn toàn có thể sử dụng định luật bảo toàn cơ năng để tìm li độ và vận tốc của vật dao động điều hoà. Vì: nếu bỏ qua mọi ma sát thì cơ năng được bảo toàn và khi đó cơ năng có biểu thức W=12mω2A2=12kx2+12mv2=12kA2W=\frac{1}{2}m{ω}^{2}{A}^{2}=\frac{1}{2}k{x}^{2}+\frac{1}{2}m{v}^{2}=\frac{1}{2}k{A}^{2}.

Câu 2

1 điểm

Hình 7.3 mô tả một máy đo địa chấn đơn giản hoạt động theo nguyên tắc sau đây: Khi xảy ra động đất thì hệ gồm lò xo và vật nặng của máy đo sẽ dao động theo tần số của địa chấn. Bút dạ gắn với vật nặng sẽ ghi lại đồ thị của địa chấn trên cuộn giấy quay đều. Biết sóng địa chấn có tần số nằm trong khoảng từ 30 Hz đến 40 Hz.

Hãy giải thích tại sao tần số riêng của hệ (vật nặng + lò xo) trong máy địa chấn phải có giá trị nhỏ hơn tần số này rất nhiều.

Hình minh hoạ

Xem đáp án và lời giải

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Tần số riêng của hệ (vật nặng + lò xo) trong máy địa chấn phải có giá trị nhỏ hơn tần số này rất nhiều vì khi xảy ra động đất, dao động của con lắc lò xo sẽ chịu tác dụng của lực cưỡng bức (do sự rung lắc bởi hiện tượng động đất gây ra), nếu tần số riêng của hệ càng gần với tần số của địa chấn thì càng có nguy cơ xảy ra hiện tượng cộng hưởng, khi đó thiết bị đo có thể bị hỏng hoặc đo không chính xác.

Câu 3

1 điểm

Đồ thị Hình 7.4 mô tả mối liên hệ giữa gia tốc và li độ của một vật dao động điều hoà.

Sử dụng số liệu trong đồ thị Hình 7.4 để tính tần số của dao động.

Hình minh hoạ

Xem đáp án và lời giải

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Gia tốc cực đại: amax⁡=Aω2=40 m/s2{a}_{\max }=A{ω}^{2}=40\ m/{s}^{2}

Biên độ dao động: A = 8 cm = 0,08 m

Tần số góc: ω=amax⁡A=400,08=105 rad/sω=\sqrt{\frac{{a}_{\max }}{A}}=\sqrt{\frac{40}{0{,}08}}=10\sqrt{5}\ rad/s

Tần số: f=ω2π=1052π≈3,5 Hzf=\frac{ω}{2π}=\frac{10\sqrt{5}}{2π}\approx 3{,}5\ Hz

Câu 4

1 điểm

Hình 7.5 là đồ thị động năng theo thời gian của một vật khối lượng 0,4 kg dao động điều hoà. Tại thời điểm ban đầu vật đang chuyển động theo chiều dương, lấy ππ2 = 10. Viết phương trình dao động của vật.

Hình minh hoạ

Xem đáp án và lời giải

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Hình minh hoạ

Câu 5

1 điểm

Một vật có khối lượng m dao động điều hoà với tần số góc ωω và biên độ A.

a) Khi vật có li độ bằng một nửa biên độ thì động năng và thế năng chiếm bao nhiêu phần trăm so với cơ năng?

b) Tại li độ nào thì thế năng bằng động năng?

Xem đáp án và lời giải

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

a) Khi li độ bằng nửa biên độ thì x=A2x=\frac{A}{2}

Khi đó thế năng Wt=12kx2=12k(A2)2=14.12kA2=14W{W}_{t}=\frac{1}{2}k{x}^{2}=\frac{1}{2}k{(\frac{A}{2})}^{2}=\frac{1}{4}.\frac{1}{2}k{A}^{2}=\frac{1}{4}W

Thế năng chiếm 25%, động năng chiếm 75% so với cơ năng.

b) Thế năng bằng động năng nên

{Wd=WtWd+Wt=W⇒Wt=W2⇒12kx2=12.12kA2⇒x=±A2\{\begin{matrix}{W}_{d}={W}_{t} \\ {W}_{d}+{W}_{t}=W\end{matrix}\Rightarrow {W}_{t}=\frac{W}{2}\Rightarrow \frac{1}{2}k{x}^{2}=\frac{1}{2}.\frac{1}{2}k{A}^{2}\Rightarrow x=\pm \frac{A}{\sqrt{2}}

Câu 6

1 điểm
Phân tích được sự chuyển hóa năng lượng trong dao động điều hòa trong một số bài tập cụ thể.
Xem đáp án và lời giải
Mở lời giải câu 6
Làm bài

Đề cùng chủ đề

Tất cả đề Bài tập về sự chuyển năng lượng trong dao động điều hòa · Các bộ sách Vật lí Lớp 11