Nội dung chính Vật lí 11 Kết nối tri thức bài 7: Bài tập về sự chuyển hóa. Năng lượng trong dao động điều hòa

BÀI 7: BÀI TẬP VỀ SỰ CHUYỂN HÓA. NĂNG LƯỢNG TRONG DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA (1 TIẾT)

Ví dụ 1 

a) Chọn mốc để tính thế năng của vật là vị trí cân bằng O thì:

- Thế năng và động năng của vật tại các vị trí A và B là:

Wt=Wtmax=mgl(1-cos0)=mgl(sin202)≈mgl022

Wđ = 0.

- Thế năng và động năng của vật tại vị trí O là:

Wt = 0.

Wđ=Wtmax=mgl(1-cos0)≈mgl022

- Thế năng và động năng của vật tại vị trí bất kì là:

Wt=mgl(1-cosα)≈mgl22

Wđ=Wtmax-Wt≈mgl022-22

b) Khi Wđ = Wt, áp dụng định luật bảo toàn cơ năng:

W=Wtmax=Wđ+Wt=2Wt

• mgl022=2mgl22
• α=±02

Vậy, ở các vị trí có li độ góc α=±02 thì động năng bằng thế năng.

Ví dụ 2 

Ta đã biết trong dao động điều hòa cơ năng được bảo toàn W=Wđ+Wt.

Suy ra thế năng:

Wt=W-Wđ=m2A22-mv22

=m22A2-v2

=0,22.(22.2.0,12-0,12)≈0,038 J.

Ví dụ 3 

Từ đồ thị, ta xác định được:

Khi x=±8 (cm) =±0,08m thì Wđ = Wt.

Mặt khác, vì W0=Wđ+Wt nên khi Wđ = Wt ta có:

W0=2Wt=2.12kx2=0,64 J.