Tìm vận tốc và lực căng của dây treo khi con lắc có li độ góc 300.. Lực căng của dây treo khi vật qua vị trí cao nhất là : 3 5 N Câu 3 Một con lắc đơn gồm một vật nhỏ được treo vào đầu d
Trang 1ĐỀ SỐ 19: VẬN TỐC, LỰC CĂNG DÂY VÀ NĂNG LƯỢNG CỦA CON LẮC ĐƠN
I Phần tự luận:
Bài 1: Một con lắc đơn có chiều dài L dao động tại nơi có gia tốc g Vật nặng có khối lượng m và biên độ góc
của vật là 0 Bỏ qua mọi ma sát
a Lập biểu thức tính vận tốc của vật ứng với toạ độ góc 0 Suy ra biểu thức của vận tốc cực đại (Xét trường hợp 0 lớn và 0
0 10
b Lập biểu thức tính lực căng của dây treo ứng với toạ độ góc 0 Suy ra biểu thức của lực căng cực đại (Xét trường hợp 0 lớn và 0
0 10
c Lập biểu thức tính cơ năng của con lắc nếu chọn mốc thế năng là mặt phẳng ngang qua VTCB (Xét trường hợp 0 lớn và 0
0 10
Áp dụng cho L =98cm, g = 9,8m/s2; 0 = 0,1rad,; m = 800g
Bài 2: Một con lắc đơn có chiều dài l, khối lượng vật nặng là m dao động với biên độ góc 0 = 600
a Tìm tỉ số lực căng lớn nhất và nhỏ nhất của dây treo?
b Tại vị trí li độ góc 300 thì lực căng dây bằng bao nhiêu? Khi đó vận tốc của quả nặng là bao nhiêu?
c Khi quả nặng đang đi lên đến vị trí li độ góc 300 thì dây treo bị đứt Lập phương trình quỹ đạo của vật sau đó?
Bài 3: Con lắc đơn có l = 40cm; m = 400g dao động tại nơi có g = 10m/s2 Biết
góc lệch cực đại của dây treo so với VTCB là 450.Bỏ qua mọi ma sát
a Tính cơ năng của con lắc
b Tìm vận tốc và lực căng của dây treo khi con lắc có li độ góc 300
c Tìm li độ góc của con lắc khi thế năng bằng 4 lần động năng
d Giả sử VTCB cách mặt đất 4m và khi chuyển động qua vị trí đó dây treo con
lắc bị đứt Tính vận tốc của vật khi chạm đất
Bài 4: Con lắc đơn có chiều dài 1m, vật nặng có khối lượng m Vật được đưa tới vị trí M ứng với góc lệch của dây treo 0
1 5
và buông không vận tốc đầu Khi vật qua VTCB dây treo vướng vào một đinh ở A trên đường thẳng đứng cách O 40cm và chuyển động tới vị trí
N ứng với góc lệch 2.Bỏ qua mọi ma sát
a Tính 2
b Tính tỉ số lực căng dây treo ở hai vị trí M và N
c Tính tỉ số lực căng dây treo ngay trước và sau khi dây treo vướng vào đinh ở A
d Nếu A dịch chuyển xuống dưới một đoạn x thì các tỉ số ở câu b, c sẽ thay đổi như thế nào?
II Phần trắc nghiệm
Câu 1 Khi vật qua VTCB, con lắc đơn có vận tốc 100cm/s Lấy g = 10m/s2 thì độ cao cực đại là :
Câu 2 Một con lắc đơn gồm vật có khối lượng 100g, chiều dài dây l = 40cm Kéo vật lệch khỏi VTCB để dây
treo hợp với phương thẳng đứng một góc 300 rồi buông tay Lấy g = 10m/s2 Lực căng của dây treo khi vật qua
vị trí cao nhất là :
3
5 N
Câu 3 Một con lắc đơn gồm một vật nhỏ được treo vào đầu dưới của một sợi dây không dãn, đầu trên của sợi
dây được buộc cố định Bỏ qua ma sát và lực cản của không khí Kéo con lắc lệch khỏi phương thẳng đứng một góc 0,1rad rồi thả nhẹ Tỉ số giữa độ lớn gia tốc của vật tại VTCB và độ lớn gia tốc tại vị trí biên bằng :
Câu 4 Con lắc đơn gồm quả cầu có khối lượng 100g, dây treo có chiều dài 100cm, dao động tại nơi có gia tốc
trọng trường g = 10m/s2 Khi qua VTCB lực căng dây gấp 1,5 lần trọng lượng quả cầu Lực căng dây treo khi quả cầu ở vị trí cao nhất có giá trị là :
Câu 5 Con lắc đơn gồm quả cầu có khối lượng 100g, dây treo có chiều dài 100cm, dao động tại nơi có gia tốc
trọng trường g = 10m/s2 Khi qua VTCB lực căng dây gấp 1,5 lần trọng lượng quả cầu Chọn mốc thế năng tại VTCB Cơ năng của quả cầu là :
Câu 6 Con lắc đơn gồm quả cầu có khối lượng 100g, dao động tại nơi có gia tốc trọng trường g = 10m/s2 Khi qua VTCB lực căng dây gấp 1,5 lần trọng lượng quả cầu và tốc độ của vật khi đó là 2m/s Chiều dài của dây treo là :
O
A
M N
Trang 2Câu 7 Con lắc đơn gồm quả cầu có khối lượng 1kg, dây treo có chiều dài 100cm, dao động tại nơi có gia tốc
trọng trường g = 10m/s2 với biên độ góc 0,1rad Chọn mốc thế năng tại VTCB Cơ năng của quả cầu là :
Câu 8 Chọn phát biểu sai khi nói về dao động của con lắc đơn (bỏ qua lực cản của môi trường).
A Khi vật nặng đi qua VTCB thì trọng lực tác dụng lên nó cân bằng với lực căng của dây treo.
B Khi vật nặng ở vị trí biên, cơ năng của con lắc bằng thế năng của nó.
C Với dao động nhỏ và bỏ qua lực cản thì dao động của con lắc là dao động điều hòa.
D Chuyển động của con lắc từ vị trí biên về VTCB là chuyển động nhanh dần.
Câu 9 Con lắc đơn gồm vật nặng treo vào dây có chiều dài 1m dao động với biên độ góc 0,1rad Chọn mốc thế
năng tại VTCB Lấy g = 10m/s2 Vận tốc của vật nặng tại vị trí động năng bằng thế năng có độ lớn là :
Câu 10 Khi qua VTCB, vật nặng của con lắc đơn có vận tốc 1m/s Biết chiều dài dây treo là 50cm Lấy g =
10m/s2 Biên độ dài của con lắc đơn là :
Câu 11 Một con lắc đơn có dây treo dài 100 cm Kéo con lắc lệch khỏi vị trí cân bằng một góc 10 rồi thả nhẹ.0
Bỏ qua ma sát, lấy g= π m/s2 2 Biên độ cung và tần số góc dao động của con lắc là
A 0,17 (cm) và 0,1
π (rad/s) B 0,17 (cm) và 0,1π (rad/s) C 17 (cm) và π (rad/s) D 10 (cm) và 10π(rad/s).
Câu 12Một con lắc đơn gồm một hòn bi có khối lượng m,treo vào một sợi dây không dãn , khối lượng của sợi
dây không đáng kể Khi con lắc này dao động điều hòa với chu kì 3s thì hòn bi chuyển động trên một cung tròn 4cm Thời gian để hòn bi đi được 2cm kể từ vị trí cân bằng là:
A 0,75s B 0,25s C 0,5s D 1,5s
Câu 13Một con lắc đơn có chu kì dao động T=3s ,thời gian để con lắc đi từ VTCB đến vị trí có li độ
2
o s
s là
A t=0,25s B t=0,75s C t=0,375s D 1,5s
Câu 14 Con lắc đơn có chiều dài dây treo l = 1 m, dao động điều hoà với biên độ góc 0 = 0,1 (rad) Cho g =
10 m/s2 Vận tốc con lắc khi qua vị trí cận bằng có giá trị gần bằng
Câu 15 Một con lắc đơn có dây treo dài 20cm dao động điều hoà với biên độ góc 0,1rad Cho g=9,8m/s2 Khi
góc lệch dây treo là 0,05rad thì vận tốc của con lắc là:
Câu 16 Một con lắc đơn dao động điều hòa với biên độ góc 6° Khi động năng của con lắc gấp hai lần thế năng
thì góc lệch của dây treo so với phương thẳng đứng là:
Câu 17 Một con lắc đơn có dây treo dài 50cm và vật nặng có khối lượng 1kg, dao động với biên độ góc 0=
0
10 tại nơi có gia tốc trọng trường g = 10m/s2 Năng lượng dao động toàn phần của con lắc là:
A 0,1J B 0,5J C 0,076J D 0,025J
Câu 18 Một con lắc đơn có dây treo dài 2 m và vật có khối lượng 100 g dao động với biên độ góc 0,1 rad Chọn
gốc thế năng tại vị trí cân bằng của vật, lấy g= 10 m/s2 Cơ năng của con lắc là
Câu 19 Một con lắc đơn có chiều dài l = 1m Kéo vật khỏi vị trí cân bằng sao cho dây treo hợp với phương
thẳng đứng một góc 100 rồi thả không vận tốc ban đầu Lấy g = 10m/s2 Vận tốc của con lắc khi qua vị trí cân bằng là:
Câu 20 Một con lắc đơn gồm quả cầu khối lượng 500 g treo vào một sợi dây mảnh 60 cm Khi con lắc đang ở
vị trí cân bằng thì cung cấp cho nó một năng lượng 0,015 J, khi đó con lắc sẽ thực hiện dao động điều hòa.Lấy g
= 10m/s2 Biên độ dao động của con lắc là
Câu 21 Hai con lắc đơn có cùng khối lượng vật nặng, chiều dài dây treo lần lượt là l1 = 64 cm và l1 = 81 cm dao động với biên độ góc nhỏ tại cùng một nơi và có cùng một năng lượng dao động Biên độ góc của con lắc thứ hai là 0
2 5
, biên độ góc 1 của con lắc thứ nhất là
Câu 22 Một con lắc đơn có chiều dài l dao động điều hòa tại một nơi có gia tốc rơi tự do g với biên độ góc 0
.Lúc vật đi qua vị trí có li độ góc , nó có vận tốc là v Biểu thức nào sau đây đúng ?
2
g
v
0
2 glv
2 2 2
l g
2 2 0