Công thức động năng cực đại

Hướng dẫn tìm hiểu Công thức động năng cực đại đầy đủ, chính xác nhất, bám sát nội dung SGK Vật lý lớp 10, giúp các em ôn tập tốt hơn.

Câu hỏi: Công thức động năng cực đại

Trả lời:

Công thức động năng cực đại được tính bằng công thức:

Kiến thức vận dụng để trả lời câu hỏi

1. Phương trình dao động của con lắc

2. Động năng của con lắc

Biểu thức cơ bản ở lớp 10 thì công thức đơn giản là:

Giải thích

+ W_d là động năng của vật (đơn vị là J)

+ khối lượng của vật là m (có đơn vị là kg)

+ khi vật chuyển động có vận tốc là v (đơn vị là m/s)

Khi vật dao động điều hòa với li độ Phương trình dao động x = Acos(ωt + φ) thì công thức vận tốc là v = -ωAsin(ωt + φ). Lúc này công thức động năng dao động điều hòa sẽ có biểu thức: 

Trong đó:

+ x lúc này là li độ dao động (m)

+ ω là tần số góc (rad/s)

+ φ là pha ban đầu (rad)

+ A là biên độ dao động (m)

Xem thêm:

>>> Động năng của con lắc lò xo

3. Thế năng con lắc lò xo

- Thế năng trọng trường: 

W_t = m.g.h

Trong đó:

+ m: khối lượng của vật (kg)

+ h: độ cao của vật so với gốc thế năng (m)

+ g = 9.8 hay 10(m/s²)

Định lý thế năng (Công A sinh ra): 

- Thế năng đàn hồi: 

Định lý thế năng (Công A sinh ra): 

- Biểu thức thế năng cực đại: 

4. Cơ năng con lắc lò xo

- Cơ năng của vật chuyển động trong trọng trường:

- Cơ năng của vật chịu tác dụng của lực đàn hồi:

=> Trong một hệ cô lập cơ năng tại mọi điểm được bảo toàn.

5. Bài tập vận dụng

Bài tập 1.  Giả sử 1 chất điểm có KL là 100g đang dao động được mô tả bằng x = 8cos(10t – π/2)( với x có đơn vị là cm; t tính bằng s). Khi đó động năng cực đại của vật

A. 32 mJ

B. 65 mJ

C. 75 mJ

D. 100 mJ

Đáp án A

Bài tập 2:  Một con lắc lò xo gồm vật nhỏ, đang dao động điều hoà trên mặt phẳng nằm ngang. Động năng của con lắc đạt giá trị cực tiểu khi:

A. lò xo không biến dạng .                                               

B. vật có vận tốc cực đại .

C. vật đi qua vị trí cân bằng.  

D. lò xo có chiều dài cực đại.

Đáp  án C

Bài tập 3. Con lắc lò xo gồm vật khối lượng 1 kg, lò xo độ cứng 100 N/m đặt trên mặt phẳng nghiêng góc 30°. Kéo vật đến vị trí lò xo dãn 8 cm rồi buông tay nhẹ để vật dao động điều hoà. Tính động năng cực đại của vật. Lấy g = 10 m/s²

A. 0,45 J     

B. 0,32 J     

C. 0,05 J     

D. 0,045 J

Đáp án D

Bài tập 4.  Khảo sát 1 con lắc lò xo với vật nhỏ khối lượng m, độ cứng là 100 N/m, dao động điều hòa với li độ cực đại 0,1 m. Chọn mốc thể năng của vật ở VTCB. Khi viên bi cách vị trí cân bằng 6 cm thì động năng của con lắc lò xo bằng

A. 0,64 J.

B. 152 J.

C. 2361 J.

D. 4256 J.

Đáp án A

Bài tập 5: Con lắc lò xo gồm vật nặng khối lượng 300g, dao động điều hoà trên quỹ đạo dài 20cm. Trong khoảng thời gian 6 phút, vật thực hiện được 720 dao động. Lấy π²=10. Mốc thế năng ở vị trí cân bằng. Cơ năng dao động của vật bằng:

A. 0,024J. 

B. 0,24J. 

C. 4,8J.

 D. 0,96J.

Đáp án B

Bài tập 6. Một vật dao động điều hòa với biên độ 6cm. Mốc thế năng ở vị trí cân bằng. Khi vật có động năng bằng 3/4 lần cơ năng thì vật cách vị trí cân bằng một đoạn

A. 6 cm     

B. 4,5 cm     

C. 4 cm     

D. 3 cm.

Đáp án D

Bài tập 7.  Vật của một con lắc lò xo đường người ta đặng nằm ngang gồm vật nặng m và lò xo có độ cứng k = 100 N/m. Người ta kích thích vào vật để nó dao động điều hoà với cơ năng 0,5 J. Hãy xác định li độ cực đại là

A. 5 cm

B. 10 cm

C. 1 cm

D. 50 cm

Đáp án B

Bài tập 8.  Vật của một con lắc lò xo đường người ta đặng nằm ngang gồm vật nặng m và lò xo có độ cứng k = 100 N/m. Người ta kích thích vào vật để nó dao động điều hoà với cơ năng 0,5 J. Hãy xác định li độ cực đại là

A. 5 cm

B. 10 cm

C. 1 cm

D. 50 cm

Đáp án D

Bài tập 9: Một con lắc lò xo dao động điều hoà. Biết lò xo có độ cứng 36N/m và vật nhỏ có khối lượng 100g. Lấy π2=10. Động năng của con lắc lò xo biến thiên theo thời gian với tần số:

A. 6Hz. 

B. 3Hz. 

C. 12Hz. 

D. 1Hz.

Đáp án A

Bài tập 10. Một con lắc lò xo dao động điều hòa với biên độ A=10 cm. Khi vật đi qua vị trí có li độ x=5 cm thì tỉ số giữa động năng và thế năng của con lắc là

A. 1.

B. 2.

C. 4.

D. 3.

Đáp án D