Tiêu đề CHỦ ĐỀ 4 – NĂNG LƯỢNG TRONG DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA (File Giáo Viên).pdf ✅

CHUYÊN ĐỀ 1: DAO ĐỘNG CHỦ ĐỀ 4: NĂNG LƯỢNG TRONG DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA (File Giáo viên) I. Tóm tắt lý thuyết ..........................................................................................................................2 1. Động năng – Thế năng – Cơ năng...........................................................................................2 2. Cơ năng của con lắc đơn và con lắc lò xo ...............................................................................2 II. Bài tập ôn lý thuyết.....................................................................................................................4 A. BÀI TẬP TỰ ĐIỀN KHUYẾT ..............................................................................................4 B. BÀI TẬP NỐI CÂU ...............................................................................................................4 C. BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM ....................................................................................................5 III. Bài tập phân dạng ....................................................................................................................10 DẠNG 1. Bài tập áp dụng công thức.........................................................................................10 DẠNG 2. Bài toán sử dụng đồ thị .............................................................................................29
I. Tóm tắt lý thuyết 1. Động năng – Thế năng – Cơ năng Động năng Thế năng Cơ năng Công thức 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 1 2 1 sin ( ) 2 1 [1 cos ( )] 2 1 = ( ) 2 W mv đ m A t m A t m A x               1 2 2 2 W m x t   1 2 2 2 W W W m A    đ t  Đồ thị Hình 5.1. Sự biến thiên của động năng Wđ theo li độ x.  là một đường Parabol có bề lõm hướng xuống Hình 5.2. Sự biến thiên của thế năng Wt theo li độ x  là một đường Parabol có bề lõm hướng lên Hình 5.4. Cơ năng không biến thiên  là một đường thẳng song song với trục Ot  Trong 1 chu kì có 4 lần Wđ = Wt Sự chuyển hóa năng lượng + Khi vật đi từ VTCB đến VT biên: Động năng từ cực đại giảm đến 0 + Khi vật đi từ VT biên đến VTCB: Động năng từ 0 tăng đến giá trị cực đại 2 2 max 1 2 W m A đ   + Khi vật đi từ VTCB đến VT biên: Thế năng từ 0 tăng đến giá trị cực đại + Khi vật đi từ VT biên đến VTCB: Thế năng từ cực đại giảm đến 0 2 2 max max 1 2 W W m A t   đ  Trong dao động điều hòa, có sự chuyển hóa qua lại giữa động năng và thế năng của vật. Còn cơ năng thì được bảo toàn. Chu kì Chu kì biến đổi của động năng và thế năng bằng nửa chu kì dao động của vật: TNL = T/2; fNL = 2f; NL = 2 Khoảng thời gian giữa hai lần Wđ = Wt: t = T/4 2. Cơ năng của con lắc đơn và con lắc lò xo
Con lắc lò xo Con lắc đơn Cấu tạo Thế năng 1 2 2 W kx t  (Với k là độ cứng của lò xo) (1 cos ) W mgl t    Ta có: 2 (1 cos ) 2sin 2     , với α nhỏ 2 2 sin    ( α tính theo rad) Khi đó: 2 2 W mgl t   , với s l   Suy ra: 2 2 2 1 2 2 t s g W mgl m s l l   Tần số góc và chu kì m k    m k T  2 l g    g l T  2 Cơ năng 2 2 2 2 2 1 1 2 2 1 1 2 2 W W W đ t mv kx m A kA        = hằng số 2 2 2 m A W   = hằng số
II. Bài tập ôn lý thuyết A. BÀI TẬP TỰ ĐIỀN KHUYẾT Câu 1: Điền khuyết các từ khóa thích hợp vào chỗ trống: a. Đồ thị chỉ sự biến thiên của động năng theo li độ x là một đường ............. có bề lõm ................. b. Đồ thị cho thấy, khi vật đi từ vị trí cân bằng tới vị trí biên thì động năng của vật đang .......................... c. Khi đi từ .............................. thì động năng của vật tăng từ 0 đến giá trị cực đại. d. Đồ thị biến thiên của thế năng theo li độ x cũng là một đường parabol có bề lõm .............. e. Thế năng của con lắc đơn là thế năng.................. Chọn mốc thế năng ở vị trí cân bằng thì thế năng của con lắc ở li độ góc α là: ............................... Lời giải: a. Parabol - hướng xuống. b. từ cực đại giảm đến 0. c. vị trí biên về vị trí cân bằng d. hướng lên. e. trọng trường - W  mgl(1cos) t B. BÀI TẬP NỐI CÂU Câu 2. Hãy nối những khái niệm tương ứng ở cột A với những công thức tương ứng ở cột B CỘT A CỘT B Lời giải: 1 - c; 2 - e; 3 - a; 4 - f; 5 - d; 6 – b. Động năng Chu kỳ con lắc lò xo Tần số góc con lắc lò xo Thế năng Chu kỳ con lắc đơn Cơ năng m k g l 2 k m 2 2 2 2 1 m A 2 2 1 mv 2 2 1 kx