Câu C1 trang 143 SGK Vật lý 10

Đề bài

Con lắc đơn tạo bởi một vật nặng nhỏ gắn vào đầu một sợi dây mảnh không co dãn, đầu kia của dây gắn cố định tại C (Hình 27.2). Đưa vật lên vị trí A rồi thả nhẹ nhàng, vật sẽ đi xuống đến O (vị trí thấp nhất ) rồi đi lên đến B, sau đó quay lại và dao động cứ thế tiếp diễn. Nếu không có tác dụng của các lực cản, lực ma sát :

a) Chứng minh rằng A và B đối xứng với nhau qua CO.

b) Vị trí nào động năng cực đại? Cực tiểu?

c) Trong quá trình nào động năng chuyển hóa thành thế năng và ngược lại?

Lời giải chi tiết

a) Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng:

       W_A = W_B

⇔     mgz_A + 0 = mgz_B + 0

=>     z_A = z_B

=> A và B đối xứng nhau qua CO.

(tại A và B vật dừng lại nên động năng bằng 0)

b) Chọn gốc thế năng tại O (là vị trí thấp nhất)

Tại A và B có độ cao lớn nhất, vật dừng lại nên:

       W_đ (A)= W_đ(B) = 0

       W_t (A)= W_t(B) = mgz_max = W_tmax

Tại O: Vật có vận tốc lớn nhất khi chuyển động qua O nên:

\(\begin{array}{l}{{\rm{W}}_t}\left( O \right) = 0\\{{\rm{W}}_d}\left( O \right) = \dfrac{1}{2}mV_{0\max }^2 = {{\rm{W}}_{d\left( {\max } \right)}}\end{array}\)

c) Quá trình quả cầu nhỏ của con lắc chuyển động từ biên A về O thế năng giảm dần, chuyển hóa thành động năng.

HocTot.Nam.Name.Vn