Giải Câu hỏi trang 23 SGK Vật lí Kết nối tri thức - KNTT

Phương pháp giải

1. Dựa vào các công thức tính chu kỳ, vận tốc, động năng và thế năng để trả lời

2. Dựa vào các công thức của con lắc lò xo để trả lời

 

Lời giải chi tiết

1. 

Từ đồ thị ta có T = 1,2s → \(\omega  = \frac{{2\pi }}{T} = \frac{5}{3}\pi \) (rad/s)

a) Vận tốc cực đại của vật v_max = 0,3 cm/s= 0,003 m/s = ωA → A = 0.0006 (m)

b) Động năng cực đại của vật là W_đmax =  = 2.10−6 (J)

c) Theo định luật bảo toàn cơ năng ta có W_tmax = W_đmax = 2.10−6 (J)

d) Độ cứng k của lò xo tính theo công thức: \(T = 2\pi \sqrt {\frac{m}{k}} \) → k≈11N/m

2.

Ta có:

Độ cứng k = 100 N/m

Khối lượng m = 200 g = 0,2 kg

Biên độ A = 5 cm = 0,05 m

a) W_đ = 3 W_t

Theo định luật bảo toàn cơ năng W = W_đ + W_t = 4W_t

\( \to \frac{1}{2}m{\omega ^2}{A^2} = 4\frac{1}{2}m{\omega ^2}{x^2} \to x =  \pm 2,5(cm)\)

b) Tần số góc \(\omega  = \sqrt {\frac{k}{m}}  = 10\sqrt 5 (rad/s)\)

Khi vật đi qua vị trí cân bằng vật có tốc độ lớn nhất

\(v = \omega A = 0,05.10\sqrt 5  = \frac{{\sqrt 5 }}{2}(m/s)\)

c) \({{\rm{W}}_{t1}} = \frac{1}{2}m{\omega ^2}{x^2} = 1562,5(s)\).

-- Mod Vật Lý 11 HỌC247