Chuyên đề có lời giải: Con lắc đơn

Chia sẻ: Hoàng Tử Nguyen | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:3

Thêm vào BST

Báo xấu

206
lượt xem 22
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nhằm giúp các bạn củng cố lại kiến thức đã học và làm quen với dạng bài tập về con lắc đơn, mời các bạn cùng tham khảo chuyên đề có lời giải "Con lắc đơn" dưới đây. Hy vọng tài liệu giúp các bạn đạt kết quả cao trong kỳ thi sắp tới.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Chuyên đề có lời giải: Con lắc đơn

Câu 6: Một con lắc đơn gồm hòn bi nhỏ bằng kim loại được tích điện q > 0. Khi đặt con lắc vào trong điện trường đều có véc tơ cường độ điện trường nằm ngang thì tại vị trí cân bằng dây treo hợp với phương thẳng đứng một góc α, có tanα = 3/4; lúc này con lắc dao động nhỏ với chu kỳ T1. Nếu đổi chiều điện trường này sao cho véctơ cường độ diện trường có phương thẳng đứng hướng lên và cường độ không đổi thì chu kỳ dao động nhỏ của con lắc lúc này là: T 7 5 A. 1 . B. T1 C. T1 . D. T1 5 . 5 5 7 F Eq Giải: Ta có Gia tốc do lực điện trường gây ra cho vật a = = ( E là độ lớn cường độ điện m m trường) Khi điện trường nằm ngang: l F a 3 3 T1 = 2π Với g1 = g 2 a 2 . tanα = = = > a = g g1 P g 4 4 5 g1 = g 4 Khi điện trường hướng thẳng đứng lên trên l 3 1 T2 = 2π Với g2 = g –a = g g = g g2 4 4 5 T2 g1 g = = 4 = 5 > T2 = T1 5 . Chọn đáp án D T1 g2 1 g A 4 Câu 7: Một con lắc đơn dao động điều hòa trong trường trọng lực. Biết trong quá trình dao động, độ lớn lực căng dây lớn nhất gấp 1,1 lần độ lớn lực căng dây nhỏ nhất. Con lắc dao động với biên đ ộ O’ F góc là: O 3 4 3 2 A. rad B. rad C. rad D. 35 33 31 31 P Giải: Công thức tính lực căng dây treo T = mg(3cosα – 2cosα0) T = Tmax = mg( 3 2cosα0) khi α = 0 vật qua VTCB T = Tmin = mgcosα0 khi α = α0 vật ở biên Tmax = 1,1 Tmin > 3 2cosα0 = 1,1cosα0 3 3 2 3 0,1 1 cosα0 = 1 – 2sin2 0 = > 2sin2 0 2 0 = 1 = = 3,1 2 3,1 2 4 3,1 3,1 31 2 2 α02 = α0 = . Đáp án D 31 31 Câu 8. Quả cầu kim loại của con lắc đơn có khối lượng m = 0,1 kg tích điện q = 107C được treo bằng một sợi dây không giãn, mảnh, cách điện có chiều dài l tại nơi có gia tốc trọng trường g = 9,8m/s2 và được đặt trong một điện trường đều, nằm ngang có cường độ E = 2.106V/m. Ban đầu người ta giữ quả cầu để sợi dây có phương thẳng đứng, vuông góc với phương của điện trường rồi buông nhẹ với vận tốc ban đầu bằng 0. Lực căng của dây khi quả cầu qua vị trí cân bằng mới là: A. 1,02N. B. 1,04N. C. 1,36N. D. 1,39N A 0 Giải: Khi con lắc ở VTCB mới O’ dây treo hợp với phương F Eq 0,2 thẳng đứng góc α0: tanα0 = = = = 0,2040 O’ F P mg 0,98 α0 = 0,2012 (rad) O 0 P
Lực căng của dây khi quả cầu qua vị trí cân bằng mới được xác định theo công thức T = mg’(3 – 2cosα0 ) Eq vơi gia tốc hiệu dụng g’ = g 2 a 2 ( a = = 2 m/s2) m g’ = 9,8 2 = 10,002 m/s . 2 2 2 0 0 2 3 – 2cosα0 = 3 – 2(1 – 2sin2 ) = 1 + 4sin2 ) = 1 + 0 2 2 > T = mg’(3 – 2cosα 0 ) = 0,1.10,002(1 + 0,20122) = 1,0406 N = 1,04N. Đáp án B Câu 9: Một con lắc đơn có chiều dài dây treo là l = 40cm, vật nặng có khối lượng m = 600g được treo tại nơi có gia tốc rơi tự do lấy bằng g = 10m/s2. Bỏ qua sức cản của không khí. Đưa con lắc lệch khỏi phương thẳng đứng một góc α0 = 0,15 rad rồi thả nhẹ cho con lắc dao động điều hòa. Tính quãng đường cực đại mà vật nặng đi được trong khoảng thời gian 2T/3 và tốc độ của vật tại thời điểm cuối của quãng đường cực đại nói trên? A. 18 cm; 20 cm/s B. 14 cm; 18 3 cm/s C 18 cm; 15 3 cm/s D. 24 cm; 18 cm/s Giải: Quãng đường cực đại vật nặng đi được trong 2T/3 bằng 3A khi vật đi từ điểm M có li độ A/2 về VTCB đến biên âm và đến điểm có li độ A/2 Smax = 3S0 = 3lα0 = 18cm sM 1 Tốc độ của vật tại M; với = = 0 S0 2 v = 2 lg(cos cos 0 ) = 2 lg(cos 1 1 cos 0 ) 2 Áp dung 1 – cosα = 2sin2 2 2 2 2 2 3 v = 2 lg 0 = lg 0 = 0,15 3 m/s = 15 3 cm/s 0 2 4 Đáp số : Smax = 18cm v = 15 3 cm/s. Đáp án C A Câu 10. Một đồng hồ quả lắc được điều khiển bởi con lắc đơn chạy đúng giờ khi đặt ở địa cực Bắc có gia tốc trọng trường 9,832 (m/s2). Đưa đồng hồ về xích đạo có gia tốc trọng trường 9,78 (m/s2). Hỏi khi đồng hồ đó chỉ 24h thì so với đồng hồ chuẩn nó chạy nhanh hay chậm bao nhiêu? Bi O M ết nhiệt độ không thay đổi. A. chậm 2,8 phút B. Nhanh 2,8 phút C. Chậm 3,8 phút D. Nhanh 3,8 phút Giải: Chu kì dao động của con lắc đơn ở cực bắc và ở xích đạo là T1 và T2 l l T1 = 2π và T2 = 2π g1 g2 T2 g1 = . Do g1> g2 > T2 > T1: ∆T = T2 – T1 > 0 nên đồng chạy châm hơn T1 g2 T T2 g1 > = 1 = 1 T1 T1 g2 Thời gian chạy sai sau 24h ( = 86400s): T g1 ∆t = .86400 (s) = ( 1).86400 (s) = 229,3887 (s) = 3,823 phút. T1 g2 Chọn đáp án C