Bài 1 trang 17 SGK Vật lí 12

- Con lắc đơn gồm một vật nhỏ , khối lượng m, treo ở đầu một sợi dây không dãn, không đáng kể, dài l.

- Vị trí cân bằng của con lắc là vị trí mà dây treo có phương thằng đứng. Con lắc sẽ đứng yên mãi ở vị trí này nếu lúc đầu nó đứng yên. Kéo nhẹ quả cầu cho dây treo lệch khỏi vị trí cân bằng một góc rồi thả ra, ta thấy con lắc dao động quanh vị trí cân bằng trong mặt phẳng đứng đi qua điểm treo và vị trí ban đầu của vật.

- Khi con lắc dao động nhỏ (sinα ≈ α) (rad), dao động của con lắc đơn là dao động điều hòa.

Bài 2 trang 17 SGK Vật lí 12

Viết công thức tính chu kì của con lắc đơn khi dao động nhỏ.

Khi dao động nhỏ (sinα ≈ α (rad)), con lắc đơn dao động điều hòa với chu kì:

T = 2Π√(l/g)

Câu 3 trang 17 SGK Vật lí 12

Động năng của con lắc đơn: W_đ = 1/2mv²

Thế năng của con lắc đơn ở li độ góc α  :

W_t = mgl(1 - cosα ) (mốc thế năng ở vị trí cân bằng)

Cơ năng của con lắc đơn được bảo toàn nếu bỏ qua mọi ma sát:

W = 1/2mv² + mgl(1 - cosα ) = hằng số

Vì cơ năng của con lắc đơn được bảo toàn nếu bỏ qua mọi ma sát, nên khi con lắc dao động, thì : khi động năng tăng một lượng bao nhiêu thì thế năng giảm một lượng bấy nhiêu và ngược lại.

Bài 4 trang 17 sgk vật lí 12

4. Hãy chọn đáp án đúng.

Chu kì của con lắc đơn dao động nhỏ (sinα ≈ α (rad)) là: 

A. T = \(\frac{1}{2\pi }\)\(\sqrt{\frac{l}{g }}\).                                      B. T = \(\frac{1}{2\pi }\)\(\sqrt{\frac{g}{l }}\).

C. T = \(\sqrt{2\pi \frac{l}{g }}\).                                      D. T = \(2\pi\sqrt{ \frac{l}{g }}\).

Hướng dẫn.

Đáp án: D

Bài 5 trang 17 sgk vật lí 12

5. Hãy chọn câu đúng.

Một con lắc đơn dao động với biên độ góc nhỏ. Chu kì của con lắc không thay đổi khi:

A. Thay đổi chiều dai của con lắc.

B. Thay đổi gia tốc trọng trường.

C. Tăng biên độ góc đến 30⁰.

D. thay đổi khối lượng của con lắc.

Hướng dẫn.

Đáp án: D.

Bài 6 trang 17 sgk vật lí 12

6. Một con lắc đơn khi được thả không vận tốc đầu từ li độ góc α₀. Khi con lắc đi qua vị trí cân bằng thì tốc độ của quả cầu con lắc là bao nhiêu?

A. \(\sqrt{gl(1-cos\alpha _{0})}\)                                                    B. \(\sqrt{2glcos\alpha _{0}}\)

C. \(\sqrt{2gl(1-cos\alpha _{0})}\)                                                  D. \(\sqrt{glcos\alpha _{0}}\)

Hướng dẫn.

C. 

khi con lắc qua vị trí cân bằng thì thế năng bằng 0, động năng cựa đại (bằng cơ năng): 

\(\frac{1}{2}mv_{max}^{2}\) = mgl(1 - cosα₀) => v_max= \(\sqrt{2gl(1-cos\alpha _{0})}\).

Bài 7 trang 17 sgk vật lí 12

7. Một con lắc đơn dài l = 2,00 m, dao động điều hòa tại một nơi có gia tốc rơi tự do g = 9,80 m/s². Hỏi con lắc thực hiện được bao nhiêu dao động toàn phần trong 5,00 phút?

Hướng dẫn.

Chu kì dao động của con lắc đơn: T = 2π\(\sqrt{\frac{l}{g}}\) = 2,84 s.

Số dao động toàn phần mà con lắc thực hiện được trong thời gian t = 5 phút:

                                         \(n=\frac{5.60(s))}{2,84(s))}\) ≈ 106 (dao động)

Giaibaitap.me