Hướng dẫn, lời giải, đáp án câu hỏi và bài tập môn vật Lý chương I SGK 12

Bài 1: Dao động của con lắc lò xo. DĐĐH.. Theo H.1.1. Khi x 0, vật m ở bên phải vị trí cân bằng, lực F hướng sang tráitức là hướng về vị trí cân bằng và F
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Hướng dẫn, lời giải, đáp án câu hỏi và bài tập môn vật Lý chương I SGK 12 Hướng dẫn, lời giải, đáp án Câu hỏi và bài tập trong chương I SGK.Bài 1: Dao động của con lắc lò xo. DĐĐH.C1. Theo H.1.1. Khi x > 0, vật m ở bên phải vị trí cân bằng, lực F hướng sang tráitức là hướng về vị trí cân bằng và F < 0. Ta cũng lập luận tương tự như vậy khi x< 0. F và x luôn luôn trái dấu nhau nên trong công thức 1.1 phải có dấu “ – “Câu hỏi:1. Công thức lực gây ra dao động của con lắc: F = – kx.2. Định nghĩa DĐĐH: Dao động của một vật được gọi là DĐĐH khi hợp lực tácdụng lên vật hay gia tốc của vật luôn hướng về vị trí cân bằng và tỉ lệ với li độ.3. DĐĐH có thể xem là chuyển động của hình chiếu c ủa một điểm chuy ển đ ộngtròn đều lên một trục trùng với một đường kính của đường tròn.Bài tập:4. Chọn B.F = k(x – x0). Vì khi đó (x – x0) là li độ của vật m.5. Khi hòn bi (gắn vào bánh xe) chuyển động tròn đều thì nó kéo theo sự dao đ ộngcủa thanh gắn với pittông. Vì hình chiếu của hòn bi lên phương ngang luôn ở đ ầubên trái của thanh ngang, nên thanh ngang và pittông DĐĐH.6. Lực đàn hồi Fđh = – k(x – Δl), trọng lực P = mg = k.Δl do đó lực gây ra dao độnglà F = – kx, trong đó x là li độ.Bài 2: Các đặc trưng của DĐĐH .C1. Ta thấy rằng m có đơn vị là (kg), k có đơn v ị là (N/m) suy ra m/k có đ ơn v ị là(kg.N/m). Mặt khác theo công thức F = m.a ta có 1(N) = 1(kg.m/s2) suy ra 1(kg.N/m) m có đơn vị là (s).= 1(s2). Suy ra kC2. Phương trình dao động của vật là x = A.cos(ωt + φ). Vận tốc của vật là v = x’= - ω.A.sin(ωt + φ).C3. Ta có x = A.cos(ωt + φ) → x’ = - ω.A.sin(ωt + φ) → x” = - ω2.A.cos(ωt + φ) thayx và x” vào phương trình x” + ω.x = 0 ta thấy - ω 2.A.cos(ωt + φ) + ω2.A.cos(ωt + φ)= 0 = VP. Tức là x = A.cos(ωt + φ) là nghiệm của phương trình x” + ω.x = 0. N2C4. Số hạng 0,5kx2 có đơn vị là .m ≡ N.m ≡ J. mC5. Khi con lắc chuyển động từ vị trí biên về vị trí cân bằng thì thế năng gi ảm,động năng tăng. Khi con lắc chuyển động từ vị trí cân bằng về vị trí biên thì độngnăng giảm, thế năng tăng.Câu hỏi:1. Chu kì dao động của con lắc là khoảng thời gian vật thực hiện 1 dao động toànphần.Tần số là đại lượng nghịch đảo của chu kì. 1 2π 12. T = = ω f k m3. ω = đơn vị (rad/s), T = 2π đơn vị (s) . m k4. DĐĐH là một dao động có li độ biến đổi theo hàm cosin theo PT: x = A.cos(ωt +φ).5. Phương trình DĐĐH là x = Acos(ωt + φ).x: là li độ A: là biên độ φ: Là pha ban đầu 1 16. Công thức động năng: Wd = mv Công thức thế năng: Wt = kx 2 2 2 2Khi con lắc DĐĐH nếu động năng tăng thì thế năng giảm và ngược l ại nhưngtổng chúng không đổi.Bài tập:7. Chọn C.Độ dài quỹ đạo chuyển động là khoảng cách từ x = − A đến x = A tức là hai lầnbiên độ.8. a. T = 0,5s ; b. f = 2Hz ; c. A = 18cm.9. a. Độ cứng k = 490N/m. Vì khi vật ở vị trí cân bằng ta có k.Δl = m.g. ∆l m b. Chu kì của con lắc T = 2π = 2π = 0,41 s. k g10. Chọn D. 1Thế năng tính bằng công thức Wt = kx 2 với x = - 2cm = - 0,02m. 211. Chọn B.Khi con lắc qua vị trí cân bằng thì thế năng cực tiểu còn động năng c ực đ ại nên kvận tốc đạt cực đại vmax = A.ω = A. mBài 3: Con lắc đơn.C1. Ví dụ α = 100 = 0,1745 rad có sinα = 0,1736 tức là sinα ≈ α.C2. chu kỳ của con lắc đơn chỉ phụ thuộc vào chiều dài và gia tốc tr ọng trường,không phụ thuộc vào khối lượng của con lắc.C3. Khi chuyển động từ vị trí biên về vị trí cân bằng thì độ cao của vật gi ảm →thế năng của vật giảm, khi đó vật chuyển động nhanh dần → vận tốc của vật tăng→ động năng của vật tăng. Khi chuyển động từ vị trí cân bằng lên vị trí biên thì độcao của vật tăng → thế năng giảm, vật chuyển động chậm dần → vận tốc gi ảm→ động năng giảm.Câu hỏi:1. Phần I, II trong SGK. 2 l2. T = 2π . g 123. Thế năng: Wt = mgl(1 – cosα). Động năng: Wđ = mv . 2 1Cơ năng: W = ...