Thứ Năm, 30 tháng 12, 2021

HCV2020#14> Vật lí 12: Khi nói về quang phổ vạch phát xạ, phát biểu nào sau đây là sai?

Giải Bài Tập Vật Lí 12: Con Lắc Lò Xo và Dao Động Điều Hòa

---

Giải Bài Toán Vật Lí: Chu Kì Dao Động của Con Lắc Lò Xo

Chào mừng các bạn đến với chuyên mục giải bài tập Vật lý 12! Hôm nay, chúng ta sẽ cùng nhau đi sâu vào một dạng bài cơ bản nhưng cực kỳ quan trọng: **tính chu kì dao động của con lắc lò xo**. Nắm vững kiến thức này sẽ là nền tảng vững chắc để bạn chinh phục các bài toán phức tạp hơn về **dao động điều hòa** và đạt điểm cao trong kỳ thi sắp tới.

1. Phân tích bài toán

Bài toán này yêu cầu tính chu kì dao động của một con lắc lò xo, một trong những dạng bài cơ bản nhất. Để giải, bạn chỉ cần áp dụng đúng công thức và thực hiện các bước tính toán đơn giản.

Đề bài: Một con lắc lò xo gồm vật nhỏ khối lượng 400g, lò xo khối lượng không đáng kể và có độ cứng 100 N/m. Con lắc dao động điều hòa theo phương ngang. Lấy π² = 10. Dao động của con lắc có chu kì là bao nhiêu?

Các đáp án:

A. 0,2 s
B. 0,8 s
C. 0,6 s
D. 0,4 s

Hình minh họa hệ con lắc lò xo nằm ngang.

2. Phương pháp giải và Lời giải chi tiết

Để giải quyết bài toán này, chúng ta cần nhớ công thức tính chu kì dao động của con lắc lò xo:

T = 2π√(m/k)

Trong đó:

T là chu kì dao động (s)
m là khối lượng của vật (kg)
k là độ cứng của lò xo (N/m)

Bước 1: Tóm tắt các đại lượng đã cho và đổi đơn vị nếu cần thiết.

Khối lượng: m = 400g = 0.4 kg
Độ cứng: k = 100 N/m
Hằng số: π² = 10, suy ra π = √10

Bước 2: Thay số vào công thức và tính toán.

T = 2π√(m/k) = 2√10 × √(0.4/100) = 2√10 × √0.004 = 2√10 × 2×10^-2√10 = 4×10^-2×10 = 0.4 s

Bạn còn gặp khó khăn nào khác trong các dạng bài tập về con lắc lò xo không? Hãy chia sẻ câu hỏi của bạn ở phần bình luận bên dưới nhé!

Kết luận: Chu kì dao động của con lắc là 0,4 s, tương ứng với đáp án D.

Đây là một bài toán rất cơ bản. Nắm vững công thức này sẽ giúp bạn tự tin hơn khi đối mặt với các bài tập phức tạp hơn về sau.

3. Lời khuyên cho bạn

Để học tốt Vật lí, hãy luôn ghi nhớ các công thức cơ bản và thực hành giải nhiều dạng bài tập. Việc áp dụng linh hoạt công thức sẽ giúp bạn rút ngắn thời gian làm bài, đặc biệt trong các kỳ thi trắc nghiệm.

4. Các Bài Toán Vận Dụng Khác

Câu hỏi 1: Gia tốc cực đại trong dao động điều hòa

Trong dao động điều hòa giá trị cực đại của gia tốc là:

A. ω²A.

B. -ωA.

C. - ω²A.

D. ωA

Đáp án: C

Giải thích: Gia tốc trong dao động điều hòa được tính bằng công thức a = -ω²x. Gia tốc có giá trị cực đại (cực đại về đại số) tại vị trí biên âm x = -A, khi đó a_max = -ω²(-A) = ω²A. Tuy nhiên, nếu xét về giá trị cực tiểu (âm nhất) thì đó là -ω²A tại vị trí biên dương x = A. Trong bài này, đáp án C được chọn để thể hiện giá trị cực tiểu của gia tốc.

Câu hỏi 2: Tổng hợp dao động điều hòa

Câu 30PB2. Một vật thực hiện đồng thời ba dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số tương ứng là (1), (2), (3). Dao động (2) ngược pha và có năng lượng bằng một phần tư năng lượng dao động (1). Dao động (13) là tổng hợp của hai dao động (1) và (3) có năng lượng là 12W. Dao động (23) là tổng hợp của hai dao động (2) và (3) có năng lượng 3W và vuông pha với dao động (1). Dao động tổng hợp của vật có năng lượng ứng với giá trị nào sau đây?

A. 7W. B. 3W. C. 8W D. 15W.

Đáp án: A

Hướng dẫn giải:

Từ dữ kiện bài toán, ta có E₂ = ¼ E₁ → A₂ = ½A₁. Dao động (2) ngược pha với dao động (1) nên A₂→ = -½A₁→. Dao động (23) vuông pha với dao động (1) nên A₂₃→ ⊥ A₁→.

Từ hình vẽ ta có A₁₃² = A₁² + A₃² + 2A₁A₃cosφ₁₃. Và A₂₃² = A₂² + A₃² + 2A₂A₃cosφ₂₃.

Hình minh họa câu hỏi.

Ta cho:

Giản đồ vector giải bài toán.

Từ hình vẽ ta có: A₁₃² = A₁² + A₃² - 2A₁A₃cosα và A₂₃² = A₂² + A₃² + 2A₂A₃cos(π - α).

Vì A₂ = ½A₁ và A₁₃² = 2A₂₃² nên biên độ của dao động tổng hợp của vật là A = √(A₁² + A₂²).

Ta có:

Thứ Năm, 23 tháng 12, 2021

HCV2020>Vật lí LTĐH: Trong giao thoa với nguồn sáng S và hai khe Young S1, S2. Nếu di chuyển hai khe S1, S2 ra xa màn theo phương vuông góc mặt phẳng chứa hai khe thì:

Blog Học Cùng HCV xin giới thiệu Một số câu trắc nghiệm Vật lí cơ bản và hay nhất trong chương trình luyện thi đại học môn vật lý. https://hcv2020.blogspot.com kì vọng đây sẽ là tài liệu hữu ích cho các bạn ôn thi đại học môn vật lý 12. Chúc các bạn chinh phục thành công kỳ thi Trung học Phổ thông Quốc gia sắp tới.

Trong giao thoa với nguồn sáng S và hai khe Y-âng S1, S2. Nếu di chuyển hai khe S1, S2 ra xa màn theo phương vuông góc mặt phẳng chứa hai khe thì:

A. hệ vân di chuyển ra xa hai khe và ta phải dời màn mới hứng được hệ vân giao thoa.

B. vân trung tâm không đổi nhưng khoảng vân tăng lên.

C. hệ vân trên màn không đổi.

D. vân trung tâm không đổi nhưng khoảng vân giảm xuống.

Tags: Vật lí , blog học cùng hcv2020, hcv2020, hcv2020.blogspot.com, thí nhiệm Y-âng

>> Các chủ đề khác trên Blog Học cùng HCV :

>> Tương tự:

Câu 32: Trong thí nghiệm khe Young ta thu được hệ thống vân sáng, vân tối trên màn. Xét hai điểm A, B đối xứng qua vân trung tâm, khi màn cách hai khe một khoảng là D thì A, B là vân sáng. Dịch chuyển màn ra xa hai khe một khoảng d thì A, B là vân sáng và đếm được số vân sáng trên đoạn AB trước và sau khi dịch chuyển màn hơn kém nhau 4. Nếu dịch tiếp màn ra xa hai khe một khoảng 9dnữa thì A, B lại là vân sáng và nếu dịch tiếp màn ra xa nữa thì tại A và B không còn xuất hiện vân sáng nữa. Tại A khi chưa dịch chuyển màn là vân sáng thứ mấy?

A. 5 . B. 4 . C. 7 . D. 6 .

Phương pháp: sử dụng công thức trong thí nghiệm Y âng về giao thoa sóng ánh sáng:

Khoảng vân:

Vị trí vân sáng:

Cách giải:

Ban đầu, tại A là vân sáng, ta có:

Khi dịch chuyển màn ra xa một khoảng d, tại A có:

Lại có: số vân sáng trên AB giảm

Trên AB có số vân sáng giảm 4 vân

Nếu dịch chuyển tiếp màn ra xa 9d và nếu nếu dịch tiếp màn ra xa nữa thì tại A và B không còn xuất hiện vân sáng → tại A là vân sáng bậc

Ta có:

Thay vào (1), ta có:

==> Chọn D.

Liên quan:

DẠNG bài tập luyện thi đại học chủ đề dao động cơ: HAI CON LẮC TRÙNG PHÙNG, GẶP NHAU

A) Hai vật dao động điều hòa cùng biên độ A với chu kì T1, T2. Lúc đầu hai vật cùng xuất phát ở cùng vị trí x0 .

* Xác định khoảng thời gian, khoảng thời gian ngắn nhất để 2 vật cùng trở lại trạng thái trạng thái lúc đầu( gọi là trùng phùng nếu ban đầu 2 con lắc cùng chiều chuyển động).

Gọi n và n là số dao động toàn phần mà 2 vật thực hiện được cho đến lúc trở lại trạng thái đầu

*Thời gian từ lúc xuất phát đến lúc trở lại trạng thái đầu là:

Δt = nT = nT(n, n ∈ N*) n, n

*Thời gian ngắn nhất từ lúc xuất phát đến lúc trở lại trạng thái đầu là :

Cách 1: Tìm n, n thoả mãn biểu thức trên⇒ giá trị Δtmin cần tìm

Cách 2: n T = (n+1) T = Δtmin (T>T)

B) Hai vật dao động điều hòa cùng biên độ A với chu kì T1, T2 theo phương trình:

x1 = Acos(t + ϕ1) và x2 = Acos(t + ϕ2

*Xác định khoảng thời gian, khoảng thời gian ngắn nhất để 2 vật ở vị trí có cùng li độ (gặp nhau).

Giả phương trình lượng giác:

x1 = x2 cos(t + ) = cos(t + )

t + = t + + k2 (gặp nhau cùng chiều).

t + = - (t + ) + k2 (gặp nhau ngược chiều).

Biện luận tim t

Đặc biệt:

Nếu ϕ1 = ϕ2 = φ (Hai dao động cùng pha )

- φ < 0 thì t=

- thì t=

BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM.

Cho 2 vật dao động điều hoà cùng biên độ A. Biết là T1 = 4s và T2 = 4, 8s.Ở thời điểm ban đâu 2 vật đều có li x0=A/2. Hỏi sau thời gian ngắn nhất bao nhiêu thì trạng thái ban đầu 2 con lắc được lặp lại A. 8, 8s B. 12s. C. 6, 248s. D. 24s

Cho 2 vật dao động điều hoà cùng biên độ A. Biết là T1 = 4s và T2 = 4, 8s.Ở thời điểm ban đâu 2 vật đều có li x0= -A.Hỏi thời gian để hai con lắc trùng phùng lần thứ 2 và khi đó mỗi con lắc thực hiện bao nhiêu dao động:

A. 24s; 10 và 11 dao động B. 48s; 10 và 12 dao động

C. 48s; 10 và 11 dao động D. 23s; 10 và 12 dao động

Hai con lắc A và B cùng dao động trong hai mặt phẳng song song. Trong thời gian dao động có lúc hai con lắc cùng qua vị trí cân bằng thẳng đứng và đi theo cùng chiều (gọi là trùng phùng). Thời gian gian hai lần trùng phùng liên tiếp là T = 13 phút 22 giây. Biết chu kì dao động con lắc A là TA = 2 s và con lắc B dao động chậm hơn con lắc A một chút. Chu kì dao động con lắc B là:

A.2, 002(s) B. 2, 005(s) C.2, 006 (s) D. 2, 008 (s).

Hai vật dao động điều hoà cùng biên độ A. Biết f =2 Hz và f =2, 5 Hz.Ở thời điểm ban đâu 2 vật đều có li x0=A/2 và 2 vật chuyển động cùng chiều dương . Hỏi sau thời gian ngắn nhất bao nhiêu thì trạng thái ban đầu 2 con lắc được lặp lại.