TopStudy

Đáp án và lời giải

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

Về trang đề

Câu 1

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

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

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

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

Hình minh hoạ

Câu 5

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

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

Sự chuyển hóa năng lượng trong dao động điều hòa một số bài tập phổ biến ta thường thấy: động năng tăng thì thế năng giảm và ngược lại nhưng cơ năng của hệ luôn được bảo toàn.

Ta có: 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}