Thế nào là con lắc đơn?

Câu hỏi: Con lắc đơn là gì?

Câu trả lời:

– Con lắc đơn là hệ gồm một vật nhỏ khối lượng m, được treo vào đầu một sợi dây không dãn, khối lượng không đáng kể, chiều dài l, đầu dây treo vào một điểm cố định.

Cùng trường THCS Ngô Thì Nhậm mở rộng kiến ​​thức về con lắc đơn nhé!

I. Con lắc đơn là gì?

1. Định nghĩa con lắc đơn

– Con lắc đơn là hệ gồm vật nhỏ khối lượng m, được treo vào đầu một sợi dây không dãn, khối lượng không đáng kể, chiều dài l, đầu dây treo vào một điểm cố định.

2. Vị trí cân bằng của con lắc đơn

– Vị trí mà sợi dây thẳng đứng.

– Kéo nhẹ quả cầu để dây treo lệch khỏi vị trí cân bằng một góc rồi thả nhẹ, 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. Hãy xét xem dao động của con lắc đơn có phải là dao động điều hòa hay không?

II. Khảo sát động học dao động của con lắc đơn

– Khảo sát dao động của con lắc đơn như hình vẽ

– Trong khi dao động điều hòa, vật chịu tác dụng của trọng lực P⃗ và lực căng T⃗ .

Trọng lực phân tích P → thành 2 thành phần:

+ Pn →: Thành phần theo phương vuông góc với quỹ đạo.

Xem thêm bài viết hay:  Giải Bài 6 trang 259 sgk Hóa 12 nâng cao

+ Pt →: Thành phần theo phương tiếp tuyến với quỹ đạo.

– Lực căng dây T → và thành phần Pn → vuông góc với quỹ đạo nên không làm thay đổi vận tốc của vật.

– Lực kéo về: Pt→=−mgsinα

– Từ

[CHUẨN NHẤT]    Như ta thấy, dao động của con lắc đơn nói chung không phải là dao động điều hòa.

– Khi góc α rất nhỏ, lực kéo về tỉ lệ với độ dời, lúc này con lắc đơn dao động điều hòa theo phương trình:

Con lắc đơn giản là gì? (ảnh 2)

[CHUẨN NHẤT]    III.  Khảo sát dao động của con lắc đơn về mặt năng lượng

1. Động năng của con lắc đơn:

Con lắc đơn giản là gì? (ảnh 3)

2. Thế năng của con lắc đơn ở li độ góc α:

Wt = mgl(1 − cosα) (điểm thế năng ở trạng thái cân bằng)

[CHUẨN NHẤT]    3. Cơ năng của con lắc đơn:

Cơ năng của con lắc đơn được bảo toàn nếu bỏ qua mọi ma sát:

Con lắc đơn giản là gì? (ảnh 4) IV. bài tập con lắc đơn và lời giải

Bài 1 trang 17 SGK Vật Lý 12:

Con lắc đơn giản là gì? Khảo sát động học dao động của con lắc đơn. Chứng minh rằng đối với dao động nhỏ (sinα ≈ α(rad)) thì dao động của con lắc đơn là dao động điều hòa.

* Lời giải bài 1 trang 17 SGK Vật lý 12:

[CHUẨN NHẤT]    + Giải pháp cho vấn đề này chính là nội dung khảo sát động trên của bài viết.

Xét con lắc như hình vẽ sau:

Con lắc đơn giản là gì? (ảnh 5)

[CHUẨN NHẤT]    – Từ vị trí cân bằng kéo quả cầu ra xa vị trí cân bằng một góc nhỏ rồi thả.  Con lắc dao động quanh vị trí cân bằng.

– Chọn gốc tọa độ tại vị trí cân bằng, chiều dương là từ trái sang phải. Con lắc đơn giản là gì? (ảnh 6)

Bài 2 trang 17 SGK Vật Lý 12:

Xem thêm bài viết hay:  Lập dàn ý chi tiết bài thơ Lưu biệt khi xuất dương

Viết công thức tính chu kì của con lắc đơn trong dao động nhỏ.

[CHUẨN NHẤT]    * Lời giải bài 2 trang 17 SGK Vật Lý 12:

– Chu kỳ dao động của con lắc đơn trong dao động nhỏ được tính theo công thức: Con lắc đơn giản là gì? (ảnh 7)

Bài 3 trang 17 SGK Vật Lý 12:

Viết biểu thức tính động năng, thế năng và cơ năng của con lắc đơn tại vị trí góc lệch α bất kỳ.

[CHUẨN NHẤT]    * Lời giải bài 3 trang 17 SGK Vật Lý 12:

– Động năng của con lắc tại vị trí có biên độ góc α bất kỳ:

Con lắc đơn giản là gì? (ảnh 8)

[CHUẨN NHẤT]    – Thế năng của con lắc tại vị trí lệch góc bất kỳ α Wt = mgl.(1 – cosα) (mốc của thế năng tại vị trí cân bằng).

– Cơ năng: Nếu bỏ qua mọi ma sát thì cơ năng của con lắc đơn được bảo toàn.

Con lắc đơn giản là gì? (ảnh 9)

– Khi con lắc dao động điều hòa: động năng tăng, thế năng giảm và ngược lại.

[CHUẨN NHẤT]    Bài 4 trang 17 SGK Vật Lý 121:

Hãy chọn câu trả lời đúng. Chu kì dao động của con lắc đơn nhỏ (sinα ≈ α(rad)) là:

Con lắc đơn giản là gì? (Hình 10)

[CHUẨN NHẤT]    * Lời giải bài 4 trang 17 SGK Vật Lý 121:

Câu trả lời chính xác: Con lắc đơn giản là gì? (Hình 11)

Bài 5 trang 17 SGK Vật Lý 12:

Chọn câu trả lời đúng: Một con lắc đơn dao động điều hòa với biên độ góc nhỏ. Chu kì của con lắc không đổi khi:

A. Thay đổi chiều dài của con lắc.

B. Thay đổi gia tốc do trọng trường

C. Tăng biên độ góc lên 30o

D. Thay đổi khối lượng của con lắc. * Lời giải bài 5 trang 17 SGK Vật Lý 12:

Xem thêm bài viết hay:  Tóm tắt nhân vật Bê-li-cốp

– Câu trả lời chính xác:

D. Thay đổi khối lượng của con lắc.

– Chu kì của con lắc đơn phụ thuộc vào l và g, biên độ góc không phụ thuộc vào khối lượng m. T không thay đổi cùng với sự thay đổi khối lượng m của con lắc.

Người đăng: THCS Ngô Thì NhậmThể loại: Lớp 12 , Vật Lý 12

Bạn thấy bài viết Thế nào là con lắc đơn?
có khắc phục đươc vấn đề bạn tìm hiểu ko?, nếu ko hãy comment góp ý thêm về Thế nào là con lắc đơn?
bên dưới để duhoc-o-canada.com có thể thay đổi & cải thiện nội dung tốt hơn cho các bạn nhé! Cám ơn bạn đã ghé thăm Website: duhoc-o-canada.com của duhoc-o-canada.com

Chuyên mục: Giáo dục

Nhớ để nguồn bài viết này: Thế nào là con lắc đơn?
của website duhoc-o-canada.com

Viết một bình luận