Bài 7
BÀI TẬP VỀ SỰ CHUYỂN HÓA NĂNG LƯỢNG
TRONG
DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA

Em đã biết
Con lắc lò xo

Tần số góc

Vận tốc

Con lắc đơn

Vận tốc và gia
tốc

Gia tốc

Con lắc lò xo

Chu kì

Động năng

Em đã học

Con lắc lò xo

Con lắc đơn

Thế năng

Con lắc đơn

Con lắc lò xo

Tần số

Con lắc đơn

Con lắc lò xo

Cơ năng
Phương trình dao
động

Con lắc đơn

Ta có thể sử dụng định luật bảo toàn cơ năng để tìm li độ và vận tốc của vật
dao động điều hòa được không?

Các ví dụ

I
 

Q

Hướng
dẫn
a) Chọn mốc để tính thế năng của
vật giải
tại vị

trí■cân
Thếbằng
năngO.và động năng của vật tại vị trí  
 
biên
A và B là:
 

■ Thế năng và động năng của vật tại vị trí  
cân bằng
O là:
 

 

α

A

B
hA=
hB

C
O

h

I

Các ví dụ

 

Q

Hướng
dẫn
a) Chọn mốc để tính thế năng của
vật giải
tại vị

trí■cân
Thếbằng
năngO.và động năng của vật tại vị trí
C bất kỳ là:

 

α

 

 

A

B
hA=
hB

C
O

h

I

Các ví dụ

 

Q

Hướng
dẫn
b) Ở vị trí nào thì động năng bằng
thế giải
năng?
 

 

 

Vì cơ năng bảo toàn
nên:  

α

A

B
hA=
hB

C
O

h

I

Các ví dụ
 

Hướng
dẫn giải

 

Thế năng của vật được tính:
 
 

I

Các ví dụ

 

Hướng
dẫn giải

 
 

Em nên biết
 

 

■ Sơ đồ biểu diễn mối quan hệ giữa động năng và
thế năng theo ly độ x
 

 

 
 

 

 

 

 

 

 
 
 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 
 

 
 

x

 

 

 

 
 

 

II

Bài tập luyện tập

Bài 1: Hình 7.3 mô tả một máy đo địa
chấn đơn giản hoạt động theo nguyên tắc
sau đây: Khi xảy ra động đất thì hệ gồm lò
xo và vật nặng của máy đo sẽ dao động
theo tần số của địa chấn. Bút dạ gắn với
vật nặng sẽ ghi lại đồ thị của địa chấn trên
cuộn giấy quay đều. Biết sóng địa chấn có
tần số nằm trong khoảng từ 30 Hz đến 40
Hz.
Hãy giải thích tại sao tần số riêng của hệ
Hướng
(vật nặng + lò xo) trong máy
địa chấn
dẫn
phải có giá trị nhỏ hơn tần
sốgiải
này rất
nhiều.Nếu tần số dao động của hệ vật nặng + lò xo có giá trị gần bằng
tần số dao động của sóng địa chấn thì hệ sẽ xảy ra cộng hưởng,
khi đó kết quả đo sẽ thiếu chính xác.

II

Bài tập luyện tập

Bài 2: Đồ thị Hình 7.4 mô tả mối liên hệ giữa gia
tốc và li độ của một vật dao động điều hoà.
Sử dụng số liệu trong đồ thị Hình 7.4 để tính tần số
của dao động.
 
 
 

Hướng
dẫn giải

II

Bài tập luyện tập

 

 
 
 
 

 

Hướng
dẫn giải

II

Bài tập luyện tập

 

Pha ban đầu của dao động:

Hướng
dẫn giải

 

Vậy phương trình dao động của vật là:
 

II

Bài tập luyện tập
 

Hướng
a) Phần trăm thế năng chiếm dẫn giải
 

 

b) Ly độ có động năng bằng
 
thế năng
 

 

TRẮC NGHIỆM KIẾN
THỨC
ĐÃ
HỌC
Hãy chọn một phương án trả lời
đúng nhất

 

A. 0,32mJ

B. 3200J

C. 3,2J

D. 0,32J

NEXT

 

A. 0,4 m

B. 0,04 m

C. 4mm

D. 2 cm

NEXT

Câu 3: Một vật dao động điều hòa với biên độ A.
Tại li độ nào thì động năng bằng thế năng?
 

 

 

 

NEXT

Câu 4: Một vật dao động điều hòa với biên độ A.
Tại li độ nào thì thế năng bằng 3 lần động năng?
 

 

 

 

NEXT

Câu 5: Một vật dao động điều hòa với biên độ A.
Tại li độ nào thì động năng bằng 8 lần thế năng?
 

 

 

 

NEXT

Câu 6: Một vật dao động điều hòa với tần số góc ω
và biên độ A. Khi động năng bằng 3 lần thế năng thì
tốc độ v của vật có biểu thức
 

 

 

 

NEXT

Câu 7: Một vật dao động điều hòa với tần số góc ω
và biên độ A. Khi thế năng bằng 3 lần động năng thì
tốc độ v của vật có biểu thức
 

 

 

 

NEXT

Em nên biết
■ Khi quả lắc được cung cấp năng lượng ban
đầu, nó sẽ dao động. Thông qua hệ thống bánh
răng đặc biệt sẽ làm kim đồng hồ dịch chuyển.
Trong quá trình quả lắc dao động thì có sự
chuyển hóa giữa thế năng và động năng.
Nhưng do ma sát ở các trục và bánh răng cũng
như ma sát với không khí nên năng lượng của
quả lắc giảm dần. Để duy trì dao động mà
không làm thay đổi chu kỳ của quả lắc, người ta
cung cấp thêm sau mỗi nửa chu kì mật năng
■ Bài tập về nhà: Hãy phân tích sự chuyển
lượng đúng bằng năng lượng tiêu hao do ma sát
hóa năng lượng giữa động năng và thế năng
thông qua hệ thống dây cót.
trong hệ gồm hai lò xo và vật nặng m được mắc
như hình vẽ bên. Khi quả nặng được thả cho
dao động.