Mục lục bài viết
Cập Nhật: 2021-11-30 04:11:05,Bạn Cần tương hỗ về Cách tính góc anpha vật lý 12. Quý quý khách trọn vẹn có thể lại Comments ở cuối bài để Tác giả đc tương hỗ.
Trung tâm gia sư – dạy kèm tận nhà NTIC Tp Thành Phố Đà Nẵng xin trình làng phần LÍ THUYẾT VỀ CON LẮC ĐƠN VÀ BÀI TẬP VẬN DỤNG. Nhằm tương hỗ cho những bạn có thêm tư liệu học tập. Chúc những bạn học tốt môn học này.
Tóm lược đại ý quan trọng trong bài
Ngày đăng: 18-05-2018
9,366 lượt xem
1. Cấu tạo
– Gồm một sợi dây không giãn có độ dài, khối lượng không đáng kể, một đầu cố định và thắt chặt, đầu còn sót lại được gắng vào một trong những vật có khối lượng m. Con lắc giao động với biên độ góc nhỏ (α < 100).
– Điều kiện giao động điều hoà: Bỏ qua ma sát, lực cản và α0<< 100rad hay S0<<
2. Phương trình giao động
Trong quy trình giao động con lắc đơn chịu tác dụng của những lực: trọng tải P, lực căng dây T. Các lực được phân tích như hình vẽ.
Áp dụng định luật II Newton ta có:
Chiếu phương trình lên phương hoạt động giải trí và sinh hoạt ta được:
với a = s”
Do góc α nhỏ nên ta sử dụng công thức gần đúng
Đặt:
Vậy con lắc đơn giao động vơi góc lệch nhỏ là một giao động điều hòa với tần số góc(rad/s).
3. Chu kỳ và tần số của con lắc đơn
Ta có:
*Chú ý: Cũng tương tự như con lắc lò xo, với con lắc đơn ta cũng luôn có thể có hệ thức liên hệ giữa li độ, biên độ, vận tốc và tần số góc như sau:
Trong số đó:là hệ thức liên hệ giữa độ dài cung và nửa đường kính cung.
4. Tốc độ và lực căng dây của con lắc đơn
Khi xét đến vận tốc và lực căng dây của con lắc đơn thì toàn bộ chúng ta xét trong trường hợp góc lệch của con lắc trọn vẹn có thể rất rộng mà không phải là nhỏ hơn 100. Lúc này con lắc đơn giao động là giao động tuần hoàn chứ không phải là giao động điều hòa nữa.
a. Tốc độ của con lắc đơn
Xét tại một vị trí bất kỳ (góc lệch α), vận dụng định luật bảo toàn tích điện ta được:
b. Lực căng dây (TL)
Từ phương trình:, chiếu vào phương của T ta được quỹ đạo là hình tròn trụ, và vận tốc a đóng vai trò là vận tốc hướng tâm. Ta được:
Vậy ta có công thức tính vận tốc và lực căng dây của con lắc đơn như sau:
*Nhận xét:
Khi con lắc trải qua vị trí cân đối (α = 0) thì khi đó cả vận tốc và lực căng dây đều đạt giá trị lớn số 1:
Khi con lắc trải qua vị trí biên (α = α0) thì khi đó cả vận tốc và lực căng dây đều đạt giá trị nhỏ nhất:
5. Năng lượng của con lắc đơn
5.1 Động năng của con lắc đơn
Wđ=
5.2 Thế năng của con lắc (Chọn gốc thế năng tại VTCB và con lắc có li độ góc α)
5.3 Cơ năng của con lắc
W =+= const
*Chú ý: Các công thức tính động năng, thế năng và cơ năng trên là những công thức tính đúng chuẩn với mọi giá trị của góc lệch α. Khi α nhỏ (α < 100) thì toàn bộ chúng ta có những công thức tính gần giá chuẩn trị của thế năng và cơ năng của con lắc như sau:
Vì:
Khi đó:
Động năng của con lắc đơn : Wđ=
Thế năng của con lắc đơn :
Donên ta có
Cơ năng của con lắc đơn :
– Đơn vị tính : W, Wd, Wt(J); α, α0(rad); m (kg);.
BÀI TẬP VẬN DỤNG
+ Dạng 1: Chu kỳ và tần số giao động của con lắc đơn
Ví dụ1: Một con lắc đơn có chu kỳ luân hồi T = 2s. Nếu tăng chiều dàicủa con lắc thêm 20,5cm thì chu kỳ luân hồi giao động mới của con lắc là 2,2s. Tìm chiều dàivà vận tốc trọng trường g.
Hướng dẫn giải:
Gọi T và T là chu kỳ luân hồi giao động của con lắc trước và sau khoản thời hạn tăng chiều dài.
Ta có:
0,976 m
Thayvào công thức tính T ta có9,632m/s2.
Ví dụ 2: Hai con lắc đơn có hiệu chiều dài là 14cm. Trong cùng một khoảng chừng thời hạn con lắc thứ nhất tiến hành được 15 giao động thì con lắc thứ hai tiến hành được 20 giao động. Tính chiều dàivà chu kỳ luân hồi T của mỗi con lắc. Lấy vận tốc trọng trường g = 10m/s2.
Hướng dẫn giải:
Ta có số giao động N và khoảng chừng thời hạn Δt mà những con lắc tiến hành được liên hệ với nhau theo phương trình: Δt = N.T
Theo bài ta có :
Mà:
Từ đó ta có:
Với:1,13s
Với0,85s
+ Dạng 2: Tính vận tốc và lực căng dây của con lắc đơn
Ví dụ 1: Một con lắc đơn có chiều dài dây treo là 100cm, kéo con lắc lệch khỏi VTCB một góc α0với cosα0= 0,892 rồi truyền cho nó vận tốc v = 30cm/s. Lấy g = 10m/s2.
a. Tính vmax
b. Vật có khối lượng m = 100g. Hãy tính lực căng dây khi dây treo thích phù hợp với phương thẳng đứng góc α với cosα = 0,9
Hướng dẫn giải:
a. Áp dụng công thức tính vận tốc của con lắc đơn ta có:
b. Theo công thức tính lực căng dây treo ta có:
Ví dụ 2: Một con lắc đơn có m = 100g, giao động điều hòa với biên độ góc α0= 300. Lấy g = 10m/s2. Tính lực căng dây cực tiểu của con lắc trong quy trình giao động.
Hướng dẫn giải:
Ta có công thức tính lực căng dây:
Lực căng dây đạt giá trị cực tiểu khi:
Khi đó:
Ví dụ 3: Một con lắc đơn có khối lượng m = 100g, chiều dàidao động với biên độ góc. Tính động năng và vận tốc của con lắc khi nó trải qua vị trí có góc lệch, lấy g = 10m/s2.
Hướng dẫn giải:
Vận tốc của con lắc đơn được xem theo công thức:
Động năng của con lắc là:
+ Dạng 3: Lập phương trình giao động của con lắc đơn.
*Chú ý: Khi lập phương trình giao động của con lắc đơn có hai dạng phương trình:
– Phương trình giao động theo li độ dài:
– Phương trình giao động theo li độ gócvới
Ví dụ 1: Một con lắc đơn giao động điều hòa có chu kỳ luân hồi giao động T = 2s. Lấy g = 10m/s2, π2= 10. Viết phương trình giao động của con lắc biết rằng tại thời gian ban sơ vật có li độ góc α = 0,05 (rad) và vận tốc v = -15,7 (cm/s).
Hướng dẫn giải:
Gọi phương trình giao động theo li độ dài của con lắc là:
Trong số đó:
Áp dụng hệ thức liên hệ ta tính được biên độ dài của con lắc đơn:
Khi đó tại t = 0 ta có:
Vậy phương trình giao động của con lắc là:.
Ví dụ 2: Một con lắc đơn giao động điều hòa có chiều dài. Tại t = 0, từ vị trí cân đối truyền cho con lắc một vận tốc ban sơ 14cm/s theo chiều dương của trục tọa độ. Lấy g = 9,8m/s2, viết phương trình giao động của con lắc.
Hướng dẫn giải:
Gọi phương trình giao động theo li độ dài của con lắc là:
Tần số góc giao động:
Vận tốc tại vị trí cân đối là vận tốc cực lớn nên ta có:
Khi đó tại t = 0 ta có:
Vậy phương trình giao động của con lắc là.
+ Dạng 4 : Năng lượng giao động của con lắc đơn
Chú ý khi làm bài tập :
– Tính toán tích điện giao động khi góc lệch lớn (Dao động của con lắc khi này là giao động tuần hoàn chứ không phải giao động điều hòa) :
– Tính toán tích điện giao động khi góc lệch nhỏ (thời gian lúc bấy giờ giao động của con lắc là giao động điều hòa, thường thì trong kỳ thi Đại học sẽ là trường hợp này):
– Khi đề bài cho quan hệ giữa động năng và thế năng (ví dụ nổi bật nổi bật cho Wd= k.Wt, với k là một thông số tỉ lệ nào đó) thì:
+ Tính li độ dài (s) hay li độ góc (α) toàn bộ chúng ta quy hết về theo Thế năng (Wt). Cụ thể như sau:
(1)
+ Tương tự để tính vận tốc v thì toàn bộ chúng ta quy hết theo động năng (Wd) :
Nhận xét:
– Nhìn biểu thức thì có vẻ như phức tạp nhưng thực ra trong bài toán rõ ràng toàn bộ chúng ta tiến hành phép giản ước sẽ tiến hành biểu thức hay kết quả đẹp hơn nhiều.
– Trong những đề thi làm cho việc tính toán đơn thuần và giản dị thì ở (1) thường cho những giá trị của k là k = 1 hoặc k = 3.
Ví dụ 1: Một con lắc đơn có, giao động điều hòa tại nơi có g = 10m/s2và góc lệch cực lớn là 90. Chọn gốc thế tại vị trí cân đối. Giá trị của vận tốc con lắc tại vị trí động năng bằng thế năng là bao nhiêu ?
Hướng dẫn giải :
Năng lượng giao động của con lắc đơn là:
Khi động năng bằng thế năng (tính vận tốc nên nhớ quy về Động năng nhé) ta có:
Ví dụ 2: Một con lắc đơn gồm một quả cầu có khối lượng 500g treo vào một trong những sợi dây mảnh, dài 60cm. Khi con lắc đang ở vị trí cân đối thì phục vụ nhu yếu cho nó một tích điện 0,015J, khi đó con lắc giao động điều hòa. Tính biên độ giao động của con lắc. Lấy g = 10m/s2.
Hướng dẫn giải:
Biên độ góc giao động của con lắc được xem từ phương trình của tích điện:
Ví dụ 3: Một con lắc đơn có m = 200g, g = 9,86 m/s2. Nó giao động với phương trình:
a. Tìm chiều dàivà tích điện giao động của con lắc.
b. Tại t = 0 vật có li độ và vận tốc bằng bao nhiêu?
c. Tính vận tốc của con lắc khi nó ở vị trí
d. Tìm thời hạn nhỏ nhất (tmin) để con lắc đi từ vị trí có Động năng cực lớn đến vị trí mà Wđ= 3Wt
Hướng dẫn giải:
a. Ta có:
Biên độ dài của con lắc là A =
Năng lượng giao động của con lắc là:
b. Từ giả thiết ta có phương trình theo li độ dài của con lắc:
Từ đó phương trình vận tốc :
Tại t = 0 thì
c. Khi
Từ đó ta được:.
Thay giá trị m = 0,2kg và W tính được ở câu a ta tìm kiếm được v.
d. Áp dụng công thức ở (1) ta có : Khi động năng cực lớn vật ở Vị trí cân đối (α = 0).
Khi động năng bằng 3 lần thế năng ta có :
Vậy bài toán trở thành tìm tminkhi vật đi từ vị trí có α = 0 đến vị trí có
Ta thuận tiện và đơn thuần và giản dị tìm kiếm được
Trung tâm luyện thi, gia sư – dạy kèm tận nhà NTIC Tp Thành Phố Đà Nẵng
LIÊN HỆ NGAY VỚI CHÚNG TÔI ĐỂ BIẾT THÊM THÔNG TIN CHI TIẾT
ĐÀO TẠO NTIC
Địa chỉ:Đường nguyễn lương bằng, P.Hoà Khánh Bắc, Q..Liêu Chiểu, Tp.Tp Thành Phố Đà Nẵng
Hotline: 0905540067 –0778494857
E-Mail:
– Một số Keyword tìm kiếm nhiều : ” đoạn Clip hướng dẫn Cách tính góc anpha vật lý 12 tiên tiến và phát triển nhất , Share Link Tải Cách tính góc anpha vật lý 12 “.
Quý quý khách trọn vẹn có thể để lại Comments nếu gặp yếu tố chưa hiểu nha.
#Cách #tính #góc #anpha #vật #lý