Một con lắc lò xo đang dao động điều hòa. hình bên là đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của động năng wđ của con lắc theo thời gian t. hiệu t2 – t1 có giá trị gần nhất với giá trị nào sau đây?
VnHocTap.com giới thiệu đến các em học sinh lớp 12 bài viết Đồ thị động năng, thế năng trong dao động điều hòa, nhằm giúp các em học tốt chương trình Vật lí 12. Nội dung bài viết Đồ thị động năng, thế năng trong dao động điều hòa: Đồ thị động năng, thể năng trong dao động điều hòa. Đồ thị năng lượng trong dao động điều hòa. Sự bảo toàn cơ năng: Dao động của con lắc đơn và con lắc lò xo dưới tác dụng của lực thế (trọng lực và lực đàn hồi…) và không có ma sát nên cơ năng của nó được bảo toàn. Vậy cơ năng của vật dao động được bảo toàn. Ví dụ 1: Cho một vật dao động điều hòa với biên độ A dọc theo trục Ox và quanh gốc tọa độ O. Một đại lượng Y nào đó của vật phụ thuộc vào li độ x của vật theo đồ thị có dạng một phần của đường pa-ra-bol như hình vẽ bên. Y là đại lượng nào trong số các đại lượng sau? A. Vận tốc của vật. B. Động năng của vật. C. Thế năng của vật. D. Gia tốc của vật. Hướng dẫn. Từ đồ thị ta thấy đại lượng Y phụ thuộc vào li độ x theo một đường parabol, do đó Y chỉ có thể là thế năng và động năng. Tuy nhiên khi li độ x = 0 động năng của vật đạt cực đại và bằng cơ năng nên Y = W = my. Ví dụ 2: Hình vẽ bên là đồ thị biểu diễn, sự phụ thuộc của thế năng đàn hồi Wah của một con lắc lò xo nằm ngang 0 5 10 15 20 (mm) vào thời gian t. Tần số dao động của con lắc bằng. Ví dụ 3: Một vật có khối lượng 400g WAT dao động điều hoà có đồ thị động 0.02L. Như hình vẽ. Tại thời điểm t = 0 vật đang chuyển động theo 0,015 chiều dương, lấy s10. Phương trình dao động của vật là. Ví dụ 4: Một vật có khối lượng m = 100g đang dao động điều hòa trên trục Ox. Đồ thị động năng phụ thuộc theo thời gian của vật được biểu diễn như hình bên. Tại thời điểm t = 8,5s thế năng của vật là 93,75 mg. Tốc độ của vật lúc t = 0 gần giá trị nào nhất sau đây? Lấy T =10. Ví dụ 5: Một vật có khối lượng 100g dao động. Điều hoà có đồ thị động năng được biểu diễn theo thời gian như hình vẽ. thời điểm t = 0 vật có 0.09 gia tốc âm, lấy TC = 10. Phương trình vận tốc của vật là. 【C23】Lưu lạiMột con lắc lò xo đang dao động điều hòa. Hình bên là đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của động năng Wđ của con lắc theo thời gian t.Hiệu t2 – t1 có giá trị gần nhất với giá trị nào sau đâyA. 0,27 s. B. 0,25 s. C. 0,22 s. D. 0,20 s. Page 2【C8】Lưu lạiMột con lắc lò xo thẳng đứng đầu trên cố định, đầu dưới treo vật có khối lượng 100 g. Chọn trục $Ox$ có gốc O tại vị trí cân bằng, chiều dương hướng xuống dưới. Cho con lắc đó dao động điều hòa theo phương thẳng đứng thì thu được đồ thị theo thời gian của thế năng đàn hồi như hình vẽ. Lấy $g = 10 \approx {\pi ^2}$m/s2. Vật dao động điều hòa với phương trìnhA. $x = 6,25\cos \left( {2\pi t - \frac{\pi }{3}} \right)$cm B. $x = 12,5\cos \left( {4\pi t - \frac{\pi }{3}} \right)$cm. C. $x = 12,5\cos \left( {2\pi t + \frac{\pi }{3}} \right)$cm. D. $x = 6,25\cos \left( {4\pi t + \frac{\pi }{3}} \right)$cm. Page 3【C9】Lưu lạiMột con lắc lò xo gồm lò xo nhẹ và vật có khối lượng 300 g đang dao động điều hòa theo phương ngang. Đồ thị biểu diễn sự thay đổi của động năng và thế năng của con lắc được cho như hình vẽ. Biên độ dao động của con lắc có giá trị gần nhất với giá trị nào sau đây?A. 6 cm. B. 12 cm. C. 3 cm. D. 4 cm. Page 4【C19】Lưu lạiMột con lắc lò xo treo thẳng đứng gồm lò xo nhẹ có độ cứng k gắn với vật nhỏ có khối lượng m đang dao động điều hòa dọc theo trục Ox thẳng đứng mà gốc O ở ngang với vị trí cân bằng của vật. Lực đàn hồi mà là xo tác dụng lên vật trong quá trình dao động có đồ thị như hình dưới dây.Lấy π2=10, phương trình dao động của vật làA. Page 5【C11】Lưu lạiĐồ thị biểu diễn thế năng của một vật $m = 200g$ dao động điều hòa ở hình vẽ bên ứng với phương trình dao động nào sau đây? Biết tại t = 0 vật đang chuyển động theo chiều âm.A. $x = 5\cos \left( {4\pi t - \frac{{3\pi }}{4}} \right)cm.$ B. $x = 5\cos \left( {4\pi t - \frac{\pi }{4}} \right)cm.$ C. $x = 5\cos \left( {4\pi t + \frac{{3\pi }}{4}} \right)cm.$ D. $x = 5\cos \left( {4\pi t + \frac{\pi }{4}} \right)cm.$ Page 6【C12】Lưu lạiCon lắc lò xo dao động điều hoà. Đồ thị biểu diễn sự biến đổi động năng và thế năng theo thời gian cho ở hình vẽ. Khoảng thời gian giữa hai thời điểm liên tiếp động năng bằng thế năng là 0,2s. Chu kì dao động của con lắc là:A. 0,2s B. 0,6s C. 0,8s D. 0,4s Page 7【C13】Lưu lạiMột con lắc lò xo treo thẳng đứng tại nơi có g =10m/s2 đang dao động điều hòa trên trục Ox thẳng đứng hướng lên. Cho đồ thị biểu diễn độ lớn của lực đàn hồi lò xo vào thời gian như hình vẽ. Độ cứng lò xo và khối lượng vật nặng lần lượt bằngA. 100N/m; 1kg B. 100N/m; 100g C. 10N/m; 1kg D. 10N/m; 100g Page 8【C14】Lưu lạiMột vật có khối lượng 250 g dao động điều hòa, chọn gốc tính thế năng ở vị trí cân bằng, đồ thị động năng theo thời gian như hình vẽ. Thời điểm đầu tiên vật có vận tốc thỏa mãn v = -10x (x là li độ) làA. Page 9【C15】Lưu lạiHình vẽ bên là đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của thế năng đàn hồi Wđh của một con lắc lò |