zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Tài Liệu Phổ Thông

» Ôn thi ĐH-CĐ

Luyện thi ĐH Môn Lý: Con lắc đơn chịu tác dụng của ngoại lực khác

Chia sẻ: Khong Huu Cuong | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:6

Báo xấu

766
lượt xem 152
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tài liệu tóm lược các kiến thức đi kèm bài giảng "Con lắc đơn chịu tác dụng của ngoại lực khác" thuộc khóa LTĐH KIT-1: môn Lý (thầy Đặng Việt Hùng). Tài liệu gồm những kiến thức căn bản về con lắc đơn và các bài tập tham khảo giúp các thí sinh nắm vững kiến thức môn Lý.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luyện thi ĐH Môn Lý: Con lắc đơn chịu tác dụng của ngoại lực khác

Luyện thi đại học KIT-1: Môn Vật Lí ( Thầy Đặng Việt Hùng) CLĐ chịu tác dụng của ngoại lực khác. CON LẮC ĐƠN CHỊU TÁC DỤNG CỦA NGOẠI LỰC KHÁC (TÀI LIỆU BÀI GIẢNG) GIÁO VIÊN: ĐẶNG VIỆT HÙNG Đây là tài liệu tóm lược các kiến thức đi kèm theo bài giảng “Con lắc đơn dao chịu tác dụng của ngoại lực khác “ thuộc khóa học LTĐH KIT-1 : Môn Vật lí(Thầy Đặng Việt Hùng) tại website Hocmai.vn. Để có thể nắm vững kiến thức phần “Con lắc đơn chịu tác dụng của ngoại lực khác”. Bạn cần xem kết hợp tài liệu bài giảng cùng với bài giảng này. I. CON LẮC ĐƠN CHỊU TÁC DỤNG CỦA LỰC QUÁN TÍNH  Khi đặt con lắc vào một vật đang chuyển động với gia tốc a thì nó chịu tác dụng của Trọng lực P và lực quán tính         Fqt  ma , hợp của hai lực này ký hiệu là P  P  Fqt  g  g  a , (1) a) Trường hợp 1: Vật chuyển động thẳng đứng lên trên.   Lúc này, ta cũng chỉ biết Fqt có phuơng thẳng đứng, còn chiều của Fqt thì ta phải xác định đuợc tính chất của chuyển động là nhanh dần đều hay chậm dần đều.     g  g  a  T   2π  Nếu vật chuyển động nhanh dần đều lên trên, khi đó a    2π g ga     g  g  a  T   2π  Nếu vật chuyển động chậm dần đều lên trên, khi đó a    2π g  ga b) Trường hợp 2: Vật chuyển động thẳng đứng xuống dưới.     g  g  a   Nếu vật chuyển động nhanh dần đều xuống dưới, khi đó a    T  2π  2π g ga     g  g  a   Nếu vật chuyển động chậm dần đều lên trên, khi đó a    T  2π  2π g ga c) Trường hợp 3: Vật chuyển động đều theo phương ngang.     g2  g 2  a 2  g  g 2  a 2  Khi đó a  g   T  2π g2  a 2 a Vị trí cân bằng mới của con lắc hợp với phương thẳng đứng một góc α xác định bởi tan α    a  g.tan α g Khi đó ta có T '  T cos α Ví dụ 1. Một con lắc đơn đuợc treo vào trần một thang máy tại nơi có gia tốc g = 9,86 (m/s2). Khi thang máy đứng yên thì con lắc dao động với chu kỳ T = 2 (s). Tìm chu kỳ dao động của con lắc khi a) thang máy đi lên nhanh dần đều với gia tốc a = 1,14 (m/s2). b) thang máy đi lên đều. c) thang máy đi lên chậm dần đều với gia tốc a = 0,86 (m/s2). Lời giải:  a) Khi thang máy đi lên nhanh dần đều thì a  nên g’ = g + a = 9,86 + 1,14 = 11 (m/s2)  T g 11 Chu kỳ dao động của con lắc đơn là T '  2π     T  1,887 (s)  g T g 9,8 b) Khi thang máy đi lên đều thì a = 0 khi đó T’ = T = 2 (s)  c) Khi thang máy đi lên chậm dần đều thì a  nên g = g – a = 9,86 – 0,86 = 9 (m/s2) Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | 1 -
Luyện thi đại học KIT-1: Môn Vật Lí ( Thầy Đặng Việt Hùng) CLĐ chịu tác dụng của ngoại lực khác.  T g 9 Chu kỳ dao động của con lắc đơn là T '  2π     T  2,09 (s).  g T g 9,86 Ví dụ 2. Con lắc đơn gồm dây mảnh dài ℓ = 1 (m), có gắn quả cầu nhỏ khối lượng m = 50 (g) được treo vào trần một toa xe đang chuyển động nhanh dần đều trên đường nằm ngang với gia tốc a = 3 (m/s2). Lấy g = 10 (m/s2). a) Xác định vị trí cân bằng của con lắc. b) Tính chu kỳ dao động của con lắc. Lời giải: a) Khi con lắc cân bằng thì nó hợp với phương thẳng đứng một góc α xác định bởi tanα = a/g Thay a = 3 m/s2, g = 10 m/s2 ta được tanα = 0,3  α = 0,29 (rad).   b) Do a  g  g2  g2  a 2  g  g2  a 2  109  1 Khi đó, chu kỳ dao động của con lắc đơn đuợc đặt trên vật là T  2π  2π  1,94 (s) g 109 Ví dụ 3. Một con lắc đơn đuợc treo vào trần một thang máy tại nơi có gia tốc g = 9,8 (m/s2). Khi thang máy đứng yên thì con lắc dao động với chu kỳ T = 3 (s). Tìm chu kỳ dao động của con lắc khi a) thang máy đi lên nhanh dần đều với gia tốc a = 1,2 (m/s2). .......................................................................................................................................................................................... .... .......................................................................................................................................................................................... .... b) thang máy đi lên đều. .......................................................................................................................................................................................... .... c) thang máy đi lên chậm dần đều với gia tốc a = 0,8 (m/s 2). .......................................................................................................................................................................................... .... .......................................................................................................................................................................................... .... Ví dụ 4. Con lắc đơn gồm dây mảnh dài ℓ = 80 cm, có gắn quả cầu nhỏ khối lượng m = 50 (g) được treo vào trần một toa xe đang chuyển động nhanh dần đều trên đường nằm ngang với gia tốc a = 2 (m/s2). Lấy g = 10 (m/s2). a) Xác định vị trí cân bằng của con lắc. .......................................................................................................................................................................................... .... .......................................................................................................................................................................................... .... b) Tính chu kỳ dao động của con lắc. .......................................................................................................................................................................................... .... Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | 2 -
Luyện thi đại học KIT-1: Môn Vật Lí ( Thầy Đặng Việt Hùng) CLĐ chịu tác dụng của ngoại lực khác. .......................................................................................................................................................................................... .... Ví dụ 5. Một con lắc đơn treo ở trần thang máy. Nếu thang máy đứng yên con lắc thực hiện dao động điều hoà với chu kỳ T = 1 s. Nếu thang máy đó chuyển động chậm dần đều lên phía trên với độ lớn gia tốc a = g/2 (với g là gia tốc trọng trường nơi con lắc dao động) thì chu kỳ dao động T’ của con lắc là .......................................................................................................................................................................................... .... .......................................................................................................................................................................................... .... .......................................................................................................................................................................................... .... Ví dụ 6. Một con lắc đơn có vật nặng khối lượng 50 (g). Nếu tích điện cho vật là q sau đó đặt trong điện trường đều có phương thẳng đứng hướng xuống có cường độ 20 kV thì chu kì dao động nhỏ là T1. Nếu đặt co lắc trong thang máy và cho thang máy đi xuống nhanh dần đều với gia tốc có độ lớn 2 m/s2 thì chu kì dao động nhỏ là T2. Biết T1 và T2 bằng nhau. Tính độ lớn của điện tích q? .......................................................................................................................................................................................... .... .......................................................................................................................................................................................... .... .......................................................................................................................................................................................... .... .......................................................................................................................................................................................... .... Ví dụ 7. Một con lắc đơn được treo vào trần một toa xe. Khi toa xe đứng yên chu kì dao động điều hòa của con lắc là 2 s. Khi toa xe chuyển động thẳng nhanh dần đều theo phương nằm ngang thì chu kỳ dao động điều hòa của con lắc là 1,8 s. Lấy g = 10 m/s2, giá trị của gia tốc chuyển động của toa xe là .......................................................................................................................................................................................... .... .......................................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................................... Ví dụ 8. Một con lắc đơn đợc treo ở trần một thang máy. Khi thang máy đi xuống nhanh dần đều và sau đó chậm dần đều với cùng một gia tốc thì chu kỳ dao động điều hòa của con lắc lần lượt là T1 = 2,4 (s) và T2 = 1,8 (s). Lấy g = 9,8 m/s2. Chu kỳ dao động của con lắc lúc thang máy đứng yên và gia tốc của thang máy là .......................................................................................................................................................................................... .... .......................................................................................................................................................................................... .... II. CON LẮC ĐƠN CHỊU TÁC DỤNG CỦA LỰC ĐẨY AC-SI-MÉT Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | 3 -
Luyện thi đại học KIT-1: Môn Vật Lí ( Thầy Đặng Việt Hùng) CLĐ chịu tác dụng của ngoại lực khác. Ví dụ 1: Một con lắc đơn có chiều dài dây treo là l và vật nặng có khối lượng m, khối lượng riêng D. Đặt con lắc trong chân không thì chu kỳ dao động của nó là T. Nếu đặt nó trong không khí có khối lượng riêng D0 thì chu kỳ D T dao động của con lắc là T '  T .  D  D0 D0 1 D Chứng minh: Con lắc chịu tác dụng của lực phụ là lực đẩy Acsimet hướng lên: F D .V .g D .g  D  g' g  g 0  g  0  g 1  0  do m = D.V (với V là thể tích của vật) m DV. D  D l l T' g D Ta có: T '  2 và T  2 Lập tỉ số giữa T’ và T :  T 'T g' g T g' D  D0 Ví dụ 2: Một con lắc đơn có chu kỳ T = 2 s khi đặt trong chân không. Quả lắc làm bằng một hợp kim khối lượng riêng D = 8,67 g/cm3. Tính chu kỳ T' của con lắc khi đặt con lắc trong không khí; sức cản của không khí xem như không đáng kể, quả lắc chịu tác dụng của sức đẩy Archimède, khối lượng riêng của không khí là d = 1,3 g/lít. A. 2,00024 s. B. 2,00015 s. C. 1,99993 s. D. 1,99985 s. Lời giải: Lực đẩy Acsimet : FP  V g (  = D0 là khối lượng riêng của chất lỏng hoặc chất khí ( ở đây là không khí), V là  V g thể tích bị vật chiếm chỗ ) , lực đẩy Acsimet luôn có phương thẳng đứng , hướng lên trên => g '  g  => m g D g’ = g - = g( 1- 0 ) D D T' g T D D 8,67 Ta có:  =>  1  0 => T’ = T . =2 . = 2,000149959s Hay T= 2,00015s. T g' T' D D  D0 8,67  1,3.10 3 Ví dụ 3: Một con lắc đơn có chu kì T = 2 s khi đặt trong chân không. Quả lắc làm bằng một hợp kim có khối lượng m = 50 g và khối lượng riêng D = 0,67 kg/dm3. Khi đặt trong không khí, có khối lượng riêng là D0 = 1,3 g/lít. Chu kì T' của con lắc trong không khí là A. 1,9080 s. B. 1,9850 s. C. 2,1050 s. D. 2,0019 s Lời giải: D 0,67 Tương tự trên T '  T .  2. = 2,001943127s = 2,0019s Đáp án D D  D0 0,67  1,3.10 3 BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM Câu 1: Một con lắc đơn được treo vào trần của một chiếc xe chạy nhanh dần đều với gia tốc a  10 3 m/s 2. Lấy g = 10 m/s2. Điều nào sau đây là đúng khi nói về vị trí cân bằng của con lắc? A. Dây treo có phương thẳng đứng B. Dây treo hợp với phương thẳng đứng một góc 300 C. Dây treo hợp với phương thẳng đứng một góc 450 D. Dây treo hợp với phương thẳng đứng một góc 600 Câu 2: Chu kỳ của một con lăc đơn ở điều kiện bình thường là 1 (s), nếu treo nó trong thang máy đang đi lên cao chậm dần đều thì chu kỳ của nó sẽ A. giảm đi B. tăng lên C. không đổi D. có thể xảy ra cả 3 khả năng trên Câu 3: Một con lắc dao động với chu kỳ T = 1,6 (s) tại nơi có g = 9,8 m/s2. Người ta treo con lắc vào trần thang máy đi lên nhanh dần đều với gia tốc a = 0,6 m/s2, khi đó chu kỳ dao động của con lắc là A. T = 1,65 (s) B. T = 1,55 (s). C. T = 0,66 (s) D. T = 1,92 (s) Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | 4 -
Luyện thi đại học KIT-1: Môn Vật Lí ( Thầy Đặng Việt Hùng) CLĐ chịu tác dụng của ngoại lực khác. Câu 4: Một con lắc dao động với chu kỳ T = 1,8 (s) tại nơi có g = 9,8 m/s2. Người ta treo con lắc vào trần thang máy đi xuống nhanh dần đều với gia tốc a = 0,5 m/s2, khi đó chu kỳ dao động của con lắc là A. T = 1,85 (s) B. T = 1,76 (s) C. T = 1,75 (s) D. T = 2,05 (s) Câu 5: Một con lắc đơn dao động điều hoà trong một ô tô chuyển động thẳng trên đường ngang. A. Khi ô tô chuyển động đều, chu kỳ dao động tăng. B. Khi ô tô chuyển động đều, chu kỳ dao động giảm. C. Khi ô tô chuyển động nhanh dần đều, chu kỳ dao động giảm. D. Khi ô tô chuyển động nhanh dần đều, chu kỳ dao động tăng. Câu 6: Một con lắc đơn có chu kỳ dao động To = 2,5 (s) tại nơi có g = 9,8 m/s2. Treo con lắc vào trần một thang máy đang chuyển động đi lên nhanh dần đều với gia tốc a = 4,9 m/s2. Chu kỳ dao động của con lắc trong thang máy là A. T = 1,77 (s) B. T = 2,04 (s) C. T = 2,45 (s) D. T = 3,54 (s) Câu 7: Một con lắc đơn có chu kỳ dao động với biên độ góc nhỏ To = 1,5 (s). Treo con lắc vào trần một chiếc xe đang chuyển động trên mặt đường nằm ngang thì khi ở VTCB dây treo con lắc hợp với phương thẳng đứng một góc α = 300. Chu kỳ dao động của con lắc trong xe là A. T = 2,12 (s) B. T = 1,61 (s) C. T = 1,4 (s) D. T = 1,06 (s) Câu 8: Một con lắc đơn được treo dưới trần một thang máy đứng yên có chu kỳ dao động là To. Khi thang máy chuyển động xuống dưới với vận tốc không đổi thì chu kỳ là T1, còn khi thang máy chuyển động nhanh dần đều xuống dưới thì chu kỳ là T2. Khi đó A. To = T1 = T2 B. To = T1 < T2 C. To = T1 > T2 D. To < T1 < T2 Câu 9: Một con lắc dơn dao động với chu kì 2s ở nơi có gia tốc trọng trường g. Con lắc được treo trên xe ô tô đang g chuyển động trên đường nằm ngang với gia tốc có độ lớn . Chu kì dao động của con lắc trong ô tô đó là 3 A. 2,12 s. B. 1,86 s. C. 1,95 s. D. 2,01 s. Câu 10: Một con lắc đơn được treo ở trần một thang máy. Khi thang máy đứng yên, con lắc dao động điều hòa với chu kì T. Khi thang máy đi lên thẳng đứng, chậm dần đều với gia tốc có độ lớn bằng một nửa gia tốc trọng trường tại nơi đặt thang máy thì con lắc dao động điều hòa với chu kì T’ bằng T T A. 2T. B. . C. T 2 . D. . 2 2 Câu 11: Con lắc đơn dao động với chu kỳ 2 s khi treo vào thang máy đứng yên, lấy g = 10 m/s2. Khi thang máy đi lên nhanh dần đều với gia tốc có độ lớn 0,5 m/s2 thì con lắc dao động điều hòa chu kì dao động bằng A. 1,95 s. B. 1,98 s. C. 2,15 s. D. 2,05 s. Câu 12: Một con lắc đơn dài 1,5 m treo trên trần của thang máy đi lên nhanh dần đều vơi gia tốc 2,0 m/s2 tại nơi có g = 10 m/s2 dao động điều hòa với chu kì A. 2,7 s. B. 2,22 s. C. 2,43 s. D. 5,43 s Câu 13: Một con lắc đơn có chu kì T = 2 s khi treo vào thang máy đứng yên. Chu kì của con lắc đơn dao động điều hòa khi thang máy đi lên nhanh dần đều với gia tốc có độ lớn 0,1 m/s2 là A. 2,1 s . B. 2,02 s. C. 1,99 s. D. 1,87 s. Câu 14: Một con lắc đơn có chu kì 2 s. Treo con lắc vào trần một chiếc xe đang chuyển động trên mặt phẳng nằm ngang thì khi ở vị trí cân bằng dây treo con lắc hợp với phương thẳng đứng một góc 0 = 300. Chu kì dao động điều hòa của con lắc trong thang máy là A. 1,4 s. B. 1,54 s. C. 1,86 s. D. 2,12 s. Câu 15: Một con lắc đơn có chu kì T = 2s khi treo ở vị trí cố định trên mặt đất. Người ta treo con lắc lên trên trần một chiếc ô tô đang chuyển động ndđ lên một dốc nghiêng  = 300 với gia tốc 5 m/s2. Chu kì con lắc dao động là A. 1,68 s. B. 1,74 s. C. 1,88 s. D. 1,93 s. Câu 16: Một con lắc đơn được treo trên trần một thang máy. Khi thang máy chuyển động thẳng đứng đi lên nhanh đần đều với gia tốc có độ lớn a thì chu kì dao động điều hòa của con lắc là 2 s. Khi thanh máy chuyển động thẳng Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | 5 -
Luyện thi đại học KIT-1: Môn Vật Lí ( Thầy Đặng Việt Hùng) CLĐ chịu tác dụng của ngoại lực khác. đứng đi lên chậm dần đều với gia tốc có cùng độ lớn a thì chu kì dao động điều hòa của con lắc là 3 s. Khi thang máy đứng yên thi chu kì dao động điều hòa của con lắc là A. 2,35 s. B. 1,29 s. C. 4,60 s. D. 2,67 s Câu 17: Một con lắc đơn được treo trên trần một thang máy. Khi thang máy chuyển động thẳng đứng đi xuống nhanh đần đều với gia tốc có độ lớn a thì chu kì dao động điều hòa của con lắc là 4 s. Khi thanh máy chuyển động thẳng đứng đi xuống chậm dần đều với gia tốc có cùng độ lớn a thì chu kì dao động điều hòa của con lắc là 2 s. Khi thang máy đứng yên thi chu kì dao động điều hòa của con lắc là A. 4,32 s. B. 3,16 s. C. 2,53 s. D. 2,66 s. Câu 18: Một con lắc đơn có chu kì T = 2 s khi treo ở vị trí cố định trên mặt đất. Người ta treo con lắc lên trên trần một chiếc ô tô đang chuyển động ndđ lên một dốc nghiêng  = 300 với gia tốc 5 m/s2. Góc nghiêng của dây treo quả lắc so với phương thẳng đứng là A. 16034’. B. 15037’. C. 19006’ . D. 18052’ Câu 19: Treo con lắc đơn có chiều dài l = 0,5 m vào tần của toa xe. Toa xe đang trượt tự do xuống dốc, dốc hợp với mặt phẳng nằm ngang góc  = 150. Biết gia tốc trọng trường tại nơi treo con lắc là 10m/s2. a) Khi con lắc ở vị trí cân bằng, dây treo con lắc hợp với phương thẳng đứng một góc A. 750. B. 150. C. 300. D. 600. b) Chu kỳ dao động của con lắc là A. 1,68 s. B. 1,74 s. C. 1,50 s. D. 2,86 s. Câu 20: Một con lắc đơn có chiều dài l = 1,73 m thực hiện dao động điều hoà trên một chiếc xe đang lăn tự do xuống dốc không ma sát. Dốc nghiêng một góc  = 300 so với phương nằm ngang. Lấy g = 9,8 m/s2. a) Tại vị trí cân bằng của con lắc dây treo hợp với phương thẳng đứng một góc A. 750. B. 150. C. 300. D. 450. b) Chu kì dao động của con lắc là A. 1,68 s. B. 2,83 s. C. 2,45 s. D. 1,93 s. Câu 21: Một con lắc đơn có chu kỳ T = 2 s khi đặt trong chân không. Quả lắc làm bằng một hợp kim khối lượng riêng D = 8,67 g/cm3. Tính chu kỳ T' của con lắc khi đặt con lắc trong không khí; sức cản của không khí xem như không đáng kể, quả lắc chịu tác dụng của sức đẩy Archimède, khối lượng riêng của không khí là d = 1,3 g/lít. A. 2,00024 s. B. 2,00015 s. C. 1,99993 s. D. 1,99985 s. Câu 22: Một con lắc đơn có chu kì T = 2 s khi đặt trong chân không. Quả lắc làm bằng một hợp kim có khối lượng m = 50 g và khối lượng riêng D = 0,67 kg/dm3. Khi đặt trong không khí, có khối lượng riêng là d = 1,3 g/lít. Chu kì T' của con lắc trong không khí là A. 1,9080 s. B. 1,9850 s. C. 2,1050 s. D. 2,0019 s. Câu 23: Cho một con lắc đơn treo ở đầu một sợi dây mảnh dài bằng kim loại, vật nặng làm bằng chất có khối lượng riêng D = 8 g/cm3. Khi dao động nhỏ trong bình chân không thì chu kì dao động là 2 s. Cho con lắc đơn dao động trong một bình chứa một chất khí thì thấy chu kì tăng một lượng 250 µs. Khối lượng riêng của chất khí đó là A. 0,004 g/cm3. B. 0,002 g/cm3. C. 0,04 g/cm3. D. 0,02 g/cm3. ĐÁP ÁN TRẮC NGHIỆM 01. D 02. B 03. B 04. A 05. C 06. B 07. C 08. B 09. B 10. C 11. A 12. B 13. C 14. C 15. B 16. A 17. C 18. C 19. 20. C-B 21. B 22. D 23. B Giáo viên: Đặng Việt Hùng Nguồn : Hocmai.vn Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | 6 -

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

EXAM.06: Bộ 240 Đề Thi Thử THPT Quốc Gia 2023

240 tài liệu

1117 lượt tải

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.