Hai con lắc lò xo dao động điều hòa có động năng biến thiên theo thời gian như đồ thị, con lắc (I) là đường liền nét và con lắc (II) là đường nét đứt. Vào thời điểm thế năng của hai con lắc bằng nhau thì tỉ số động năng của con lắc (II) và động năng của con lắc (I) là
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiTừ đồ thị ta thấy rằng tại t = 0, động năng của vật I cực đại (vật I đang ở VTCB), động năng của vật II cực tiểu và bằng 0 (vật II đang ở vị trí biên) nên dao động của con lắc I và II vuông pha nhau.
Gọi \({{\text{W}}_{1}}\) và \({{\text{W}}_{2}}\) lần lượt là cơ năng của con lắc I và con lắc II, ta có: \({{\text{W}}_{1}}=6\) ô, \({{\text{W}}_{2}}=4\) ô
\(\Rightarrow \frac{{{\text{W}}_{1}}}{{{\text{W}}_{2}}}=\frac{6}{4}=1,5\)
+ Ta biểu diễn động năng và thế năng của các vật theo cơ năng:
\(\left\{ \begin{array}{l} {{\rm{W}}_t} = W{\cos ^2}\varphi \\ {W_{}} = W{\sin ^2}\varphi \end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l} {W_{{t_1}}} = {W_{{t_2}}}\\ \frac{{{W_{_2}}}}{{{W_{_1}}}} = \frac{{{W_2}{{\sin }^2}{\varphi _2}}}{{{W_1}{{\sin }^2}{\varphi _1}}} \end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l} {W_1}{\cos ^2}{\varphi _1} = {W_2}{\cos ^2}{\varphi _2}(1)\\ \frac{{{W_{_2}}}}{{{W_{_1}}}} = \frac{{{W_2}(1 - {{\cos }^2}{\varphi _2})}}{{{W_1}(1 - {{\cos }^2}{\varphi _1})}}(2) \end{array} \right.\)
Hai dao động vuông pha nên ta có: \({{\cos }^{2}}{{\varphi }_{1}}+{{\cos }^{2}}{{\varphi }_{2}}=1\)
Từ (1) ta có:
\({{W}_{1}}{{\cos }^{2}}{{\varphi }_{1}}={{W}_{2}}{{\cos }^{2}}{{\varphi }_{2}}\Leftrightarrow 1,5{{W}_{2}}.{{\cos }^{2}}{{\varphi }_{1}}={{W}_{2}}(1-{{\cos }^{2}}{{\varphi }_{1}})\Leftrightarrow 2,5.{{\cos }^{2}}{{\varphi }_{1}}=1\Rightarrow {{\cos }^{2}}{{\varphi }_{1}}=0,\)
\(\Rightarrow {{\cos }^{2}}{{\varphi }_{2}}=1-{{\cos }^{2}}{{\varphi }_{1}}=1-0,4=0,6\)
Từ (2) \(\Rightarrow \frac{{{W}_{{{\text{}}_{2}}}}}{{{W}_{{{\text{}}_{1}}}}}=\frac{{{W}_{2}}(1-0,6)}{1,5.{{W}_{2}}(1-0,4)}=\frac{4}{9}\)
Đề thi thử THPT QG năm 2022 môn Vật Lý
Trường THPT Lê Trung Đình
Câu hỏi liên quan
-
Chiết suất của thủy tinh phụ thuộc vào bước sóng ánh sáng theo công thức \(n=1,26+\frac{7,{{555.10}^{-14}}}{{{\lambda }^{2}}}\) với λ là bước sóng ánh sáng trong chân không, đo bằng m. Chiếu chùm sáng hẹp gồm hai màu đỏ và tím (màu đỏ có bước sóng 0,76 μm và tím có bước sóng 0,38 μm) từ không khí vào thủy tinh với góc tới \(45{}^\circ \). Góc giữa tia đỏ và tia tím trong thủy tinh là
-
Cho biết \(h=6,{{625.10}^{-34}}J.s,\text{ }c={{3.10}^{8}}m\text{/s}\). Năng lượng photon của tia Rơnghen có bước sóng \({{5.10}^{-11}}m\) là
-
Dưới tác dụng của bức xạ γ, hạt nhân \({}_{4}^{9}Be\) có thể tách thành hai hạt \({}_{2}^{4}He\) và một hạt nơtron. Biết khối lượng của các hạt nhân \({{m}_{Be}}=9,0112u;\text{ }{{\text{m}}_{He}}=4,0015u;\text{ }{{\text{m}}_{n}}=1,0087u\); cho \(lu{{c}^{2}}=931,5MeV\). Để phản ứng trên xảy ra thì bức xạ γ phải có tần số tối thiểu là
-
Các mức năng lượng của các trạng thái dừng của nguyên tử hidro được xác định bằng biểu thức \({{E}_{n}}=-\frac{13,6}{{{n}^{2}}}eV\) (\(n=1,2,3...\)). Nếu nguyên tử hidro hấp thụ một photon có năng lựogn 2,55 eV thì bước sóng nhỏ nhất của bức xạ mà nguyên tử hidro đó có thể phát ra là
-
Hiện tượng nào sau đây chứng tỏ ánh sáng có tính chất hạt?
-
Một vật thực hiện đồng thời ba dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số, có li độ lần lượt là \({{x}_{1}}\),\){{x}_{2}}\),\){{x}_{3}}\). Biết phương trình li độ tổng hợp của các dao động thành phần lần lượt là \({{x}_{12}}=6\cos \left( \pi t+\frac{\pi }{6} \right)cm\); \(\ {{\text{x}}_{23}}=6\cos \left( \pi t+\frac{2\pi }{3} \right);\text{ }{{\text{x}}_{13}}=6\sqrt{2}\cos \left( \pi t+\frac{\pi }{4} \right)cm\). Khi li độ của dao động \({{x}_{3}}\) đạt giá trị cực tiểu thì li độ của dao động \({{x}_{1}}\) là
-
Cho mạch điện AMNB, đoạn AM chứa cuộn dây thuần cảm L, đoạn MN chứa điện trở R, đoạn mạch NB chứa tụ điện C. Đặt vào hai đầu AB một điện áp xoay chiều có biểu thức \({{u}_{AB}}=U\sqrt{2}\cos (\omega t)\) V, tần số ω thay đổi được. Khi \(\omega ={{\omega }_{1}}\) thì điện áp giữa hai đầu AN và MB vuông pha nhau, khi đó \({{U}_{AN}}=50\sqrt{5}\)V, \({{U}_{MB}}=100\sqrt{5}\)V. Khi thay đổi tần số góc đến giá trị \(\omega ={{\omega }_{2}}=100\pi \sqrt{2}\)rad/s thì điện áp giữa hai đầu cuộn dây đạt giá trị cực đại. Giá trị của \({{\omega }_{1}}\) là
-
Cho ba vật dao động điều hòa cùng biên độ A = 10 cm nhưng tần số khác nhau. Biết rằng tại mọi thời điểm, li độ và vận tốc của các vật liên hệ với nhau bởi biểu thức \(\frac{{{x}_{1}}}{{{v}_{1}}}+\frac{{{x}_{2}}}{{{v}_{2}}}=\frac{{{x}_{3}}}{{{v}_{3}}}+2021\). Tại thời điểm t, các vật cách vị trí cân băng của chúng lần lượt là 6 cm, 8 cm và \({{x}_{3}}\). Giá trị \({{x}_{3}}\) gần giá trị nào nhất sau đây?
-
Một đoạn mạch AM gồm một biến trở R nối tiếp với cuộn dây thuần cảm L, nối tiếp đoạn mạch đó với một đoạn mạch MB chỉ chứa tụ điện có điện dung C. Đặt vào hai đầu đoạn mạch AB một điện áp xoay chiều ổn định có biểu thức \(u={{U}_{0}}\cos (\omega t)\) V. Để khi R thay đổi mà điện áp giữa hai đầu đoạn mạch AM không đổi thì ta phải có
-
Cho một sợi dây đang có sóng dừng với tần số góc \(\omega =20\text{ rad/s}\). Tại một điểm A trên dây là một nút sóng, điểm B là bụng sóng gần A nhất, điểm C giữa A và B. Khi sợi dây duỗi thẳng thì khoảng cách AB = 9 cm và AB = 3AC. Khi sợi dây biến dạng nhiều nhất thì khoảng cách giữa A và C là 5 cm. Tốc độ dao động của điểm B khi nó qua vị trí có li độ bằng biên độ của điểm C là
-
Sóng truyền trên một sợi dây có một đầu cố định, một đầu tự do. Muốn có sóng dừng trên dây thì chiều dài của sợi dây phải bằng
-
Cho mạch điện như hình vẽ. Nguồn điện có suất điện động E = 12V, và điện trở trong không đáng kể (coi r = 0 Ω). Mạch ngoài gồm biến trở R và cuộn cảm có L = 1 H. Điều chỉnh giá trị của biến trở giảm từ 10 Ω xuống còn 5 Ω trong khoảng thời gian 0,1 s. Cường độ dòng điện trong mạch trong khoảng thời gian nói trên là
-
Con lắc lò xo treo thẳng đứng dao động điều hòa. Lực đàn hồi của lò xo có độ lớn cực đại khi vật ở
-
Đặt điện áp \(u=220\sqrt{2}\cos 100\pi t\)(V) vào hai đầu một đoạn mạch gồm điện trở có \(R=50\Omega \), tụ điện có điện dung \(C=\frac{{{10}^{-4}}}{\pi }(F)\) và cuộn cảm thuần có độ tự cảm \(L=\frac{3}{2\pi }(H)\) mắc nối tiếp. Biểu thức của cường độ dòng điện trong mạch là
-
Hạt proton có năng lượng toàn phần lớn gấp 3 lần năng lượng nghỉ của nó. Tốc độ của hạt proton này là
-
Tại một điểm có sóng điện từ truyền qua, cảm ứng từ biến thiên theo phương trình \(B={{B}_{0}}\cos \left( 2\pi {{.10}^{8}}t+\frac{\pi }{3} \right)\) (\({{B}_{0}}>0\), t tính bằng s). Kể từ lúc t = 0, thời điểm đầu tiên để cường độ điện trường tại điểm đó bằng 0 là
-
Điều kiện để hai sóng cơ khi gặp nhau, giao thoa được với nhau là hai sóng phải xuất phát từ hai nguồn dao động
-
Chiếu xiên từ không khí vào nước một chùm sáng song song rất hẹp (coi như một tia sáng) gồm ba thành phần đơn sắc: đỏ, lam và tím. Gọi lần lượt là góc khúc xạ ứng với tia màu đỏ, tia màu lam và tia màu tím. Hệ thức đúng là
-
Trong nguyên tử hiđrô, bán kính Bo là \({{r}_{0}}=5,{{3.10}^{-11}}m\). Bán kính quỹ đạo dừng N là
-
Trong một thí nghiệm về giao thoa sóng nước, hai nguồn sóng kết hợp được đặt tại A và B dao động theo phương trình \({{u}_{A}}={{u}_{B}}=a\cos 25\pi t\) (a không đổi, t tính bằng s). Trên đoạn thẳng AB, hai điểm có phần tử nước dao động với biên độ cực đại cách nhau một khoảng ngắn nhất là 2cm. Tốc độ truyền sóng là
