Bài tập thế năng đàn hồi của lò xo, vật lí lớp 10

Vật lí lớp 10 Bài tập luyện thế năng đàn hồi của con cái nhấp lên xuống lốc xoáy nằm trong chủ thể vật lí lớp 10 năng lượng

Bài tập luyện thế năng đàn hồi của lốc xoáy, vật lí lớp 10

Công thức thế năng đàn hồi của lò xo

\[W_{t}=\dfrac{1}{2}kx^{2}\]

Bạn đang xem: Lý thuyết về cân bằng của một vật chịu tác dụng của hai lực và của ba lực không song song Môn Vật lí lớp 10

Trong đó:

W_t: thế năng đàn hồi của lốc xoáy (J)
k: phỏng cứng của lốc xoáy (hệ số đàn hồi của lò xo)
x: li phỏng (m) (độ biến dị của lốc xoáy đối với gốc lựa chọn thế năng)

Coi 1 đầu lốc xoáy gắn thắt chặt và cố định, đầu còn sót lại rất có thể dịch fake tự tại nhằm khi bại gốc thế năng đàn hồi của lốc xoáy được lựa chọn bên trên địa điểm lốc xoáy ở cân đối (không dãn ko nén)

Liên hệ đằm thắm thay đổi thiên thế năng và công cơ học

\[{{W}_{t2}}-{{W}_{t1}}=-A\]

Bài tập luyện thế năng đàn hồi của lò xo

Bài tập luyện 1. Một súng lốc xoáy sở hữu thông số đàn hồi k=50 N/m được bịa ở ngang, tính năng một lực nhằm lốc xoáy bị nén một quãng 2,5 centimet. Khi được thả, lốc xoáy bung rời khỏi tính năng vào một trong những mũi thương hiệu vật liệu nhựa sở hữu lượng m=5 g thực hiện mũi thương hiệu bị phun rời khỏi. Bỏ qua quýt lực cản, lượng của lốc xoáy. Tính véc tơ vận tốc tức thời về mũi thương hiệu được phun cút.

Spoiler

Theo quyết định luật bảo toàn cơ năng:

0,5kΔl²=0,5mv$^{2 }$=> v=Δl \[\sqrt{\dfrac{k}{m}}\]=2,5 m/s.

[collapse]

Bài tập luyện 2. Một khẩu pháo thiết bị nghịch tặc sở hữu một lốc xoáy lâu năm 10 centimet, khi bị nén chỉ từ lâu năm 4 centimet thì rất có thể phun trực tiếp đứng một viên đạn sở hữu lượng 30 g lên rất cao 6 m. Tìm phỏng cứng của lốc xoáy.

Spoiler

Theo quyết định luật bảo toàn cơ năng:

0,5kΔl²=mgz => k=\[\dfrac{2mgz}{(\Delta l)^{2}}\] = 1000 N/m.[/i]

[collapse]

Bài tập luyện 3. Một lốc xoáy có tính cứng k, lượng ko đáng chú ý, được treo trực tiếp đứng, đầu bên dưới gắn kèm với một vật nặng trĩu. Từ địa điểm cân đối O, kéo vật nặng trĩu trực tiếp đứng xuống vùng dưới bên dưới cho tới A với OA=x. Chọn mốc thế năng bên trên địa điểm cân đối O. Tính thế năng của hệ (lò xo và vật nặng) bên trên A.

Spoiler

Thế năng của vật bên trên A bao gồm thế năng đàn hồi và thế năng trọng tải.

Thế năng đàn hồi:

W$_{t1}$=0,5k(x_o + x)²=0,5kx_o² + 0,5kx² + kx_ox;

vì lựa chọn mốc thế năng bên trên địa điểm cân đối O nên thế năng đàn hồi bên trên địa điểm cân nặng bằng:

0,5kx_o²=0=> W$_{t1}$=0,5kx² + kx_ox.

Thế năng trọng lực: W$_{t2}$=mg(-x) vì thế A ở bên dưới mốc thế năng.

Thế năng của hệ bên trên A: W$_{t}$=W$_{t1}$ + W$_{t2}$=0,5kx² + kx_ox – mgx.

Ở địa điểm cân đối lực đàn hồi cân đối với trọng tải nên: kx_o=mg.

=> W$_{t}$=0,5kx²

[collapse]

Bài tập luyện 4. Một trái ngược cầu sở hữu lượng m=100g treo vô lốc xoáy có tính cứng k=100 N/m. Lấy g=10 m/s².

a) Tính phỏng dãn của lốc xoáy khi trái ngược cầu ở địa điểm cân đối.

b) Kéo trái ngược cầu bám theo phương trực tiếp đứng xuống vùng dưới bên dưới cơ hội địa điểm cân đối một khoảng chừng x=2 centimet rồi thả ko véc tơ vận tốc tức thời đầu. Tính véc tơ vận tốc tức thời của trái ngược cầu khi nó trải qua địa điểm cân đối.

Spoiler

a) Tại địa điểm cân đối lực đàn hồi cân đối với trọng tải (Δl_o=x_o):

kx_o=mg=> x_o=\[\dfrac{mg}{k}\]=0,01 m=1 centimet.

b) Chọn mốc thế năng và gốc tọa phỏng bên trên địa điểm cân đối thì thế năng bên trên địa điểm cân đối bởi vì 0, thế năng bên trên địa điểm sở hữu tọa phỏng x là 0,5kx² nên bám theo quyết định luật bảo toàn cơ năng tao có:

0,5kx²= 0,5mv_o² => |v_o|=\[\sqrt{\dfrac{k}{m}}\]|x|=0,2√10 m/s

[collapse]

Bài tập luyện 5. Một vật nhỏ sở hữu lượng m=160 g gắn vô đầu của một lốc xoáy đàn hồi có tính cứng k=100 N/m, lượng ko xứng đáng kể; đầu bại của của lốc xoáy được lưu giữ thắt chặt và cố định. Tất cả phía trên một phía ngang ko quái sát. Vật được fake về địa điểm nhưng mà bên trên bại lốc xoáy dãn 5 centimet. Sau bại vật được thả nhẹ dịu. Dưới tính năng của lực đàn hồi, vật chính thức hoạt động. Xác quyết định véc tơ vận tốc tức thời của vật khi:

a) Vật về cho tới địa điểm lốc xoáy ko biến dị.

b) Vật về cho tới địa điểm lốc xoáy dãn 3 centimet.

Spoiler

Chọn mốc thế năng và gốc tọa phỏng bên trên địa điểm lốc xoáy ko biến dị, chiều dương của trục tọa phỏng trùng chiều lốc xoáy dãn.

a) Tại địa điểm lốc xoáy ko thay đổi dạng:

0,5kx_o²=0,5mv_o² => |v_o|=\[\sqrt{\dfrac{k}{m}}\]|x_o| =1,25 m/s=125 cm/s.

Xem thêm: teen lo that nghiep

b) Tại địa điểm lốc xoáy dãn 3 cm:

0,5kx_o²=0,5mv² + 0,5kx²

=> v=\[\sqrt{\dfrac{k}{m}(x_o^{2}-x^{2})}\]=1 m/s

[collapse]

Bài tập luyện 6. Một lốc xoáy đàn hồi có tính cứng 200 N/m, lượng ko đáng chú ý, được treo trực tiếp đứng. Đầu bên dưới của lốc xoáy gắn vô vật nhỏ lượng m=400 g. Vật được lưu giữ bên trên địa điểm lốc xoáy ko dãn, tiếp sau đó thả nhẹ dịu mang lại vật hoạt động. Lấy g=10 m/s².

a) Xác xác định trí nhưng mà lực đàn hồi cân đối với trọng tải của vật.

b) Tính véc tơ vận tốc tức thời của vật bên trên địa điểm bại.

Spoiler

a) Vị trí năng đàn hồi cân đối với trọng lực:

kx_o=mg=> x_o=\[\dfrac{mg}{k}\]=0,02 m=2 centimet.

b) Vận tốc của vật bên trên vị trí năng đàn hồi cân đối với trọng lực:

0,5kx_o²= 0,5mv$_{cb}$² => |v$_{cb}$|=\[\sqrt{\dfrac{k}{m}}\]|x_o| =0,2√5 m/s

[collapse]

Bài tập luyện 7. Hai lốc xoáy k₁ = 0,2N/cm; k₂ = 0,6N/cm nối cùng nhau và nối với điểm thắt chặt và cố định A,vật m = 150g treo ở đầu nhị lốc xoáy (hình vẽ).

a/ Tính phỏng biến dị của từng lốc xoáy bên trên địa điểm cân đối O.

b/ Kéo m chênh chếch ngoài địa điểm cân đối đoạn x = 2cm. Tính thế năng đàn hồi của hệ nhị lốc xoáy bên trên địa điểm x. Chọn gốc thế năng bên trên địa điểm cân đối.

Spoiler

[collapse]

Bài tập luyện 8. Treo một vật nặng trĩu vào một trong những lốc xoáy lực kế tiếp, kim lực kế tiếp chỉ số 4. Tính thế năng của lốc xoáy lực kế tiếp thời điểm hiện nay, biết lực kế tiếp phân tách phỏng rời khỏi Newton và khoảng cách đằm thắm nhị phỏng phân tách ngay lập tức nhau là 5mm.

Spoiler

[collapse]

Bài tập luyện 9. Lò xo k = 100N/m đầu bên trên thắt chặt và cố định, đầu bên dưới treo trái ngược cầu lượng m = 100g. Quả cầu hoạt động bám theo phương trực tiếp đứng và rất có thể rời xa địa điểm cân đối một khoảng chừng lớn số 1 là A = 2cm. Bỏ qua quýt mức độ cản của không gian.

a/ Tính phỏng dãn của lốc xoáy ở địa điểm cân đối.

b/ Tính thế năng của hệ trái ngược cầu, lò o khi trái ngược cầu ở địa điểm cân đối, địa điểm thấp nhất, địa điểm tối đa nếu

– Chọn gốc thế năng trọng tải bên trên địa điểm trái ngược cầu ở thấp nhất, gốc thế năng đàn hồi khi lốc xoáy ko biến dị.

– Chọn gốc thế năng trọng tải và lực đàn hồi đều ở địa điểm cân đối của trái ngược cầu.

Spoiler

[collapse]

Bài tập luyện 10. Hai lốc xoáy k₁ = 10N/m; k₂ = 15N/m, chiều lâu năm tự tại l₁ = l₂ = 20cm. Các lốc xoáy một đầu gắn thắt chặt và cố định bên trên A, B, một đầu nối với m như hình vẽ. hiểu AB = 50cm. Bỏ qua quýt độ dài rộng của m, bỏ lỡ quái sát.

a/ Tính phỏng dãn của từng lốc xoáy bên trên địa điểm cân đối O.

Spoiler

[collapse]

Bài tập luyện 11. Hai lốc xoáy k₁ = 10N/m; k₂ = 20N/m, chiều lâu năm tự tại l₁ = 24cm; l₂ = 15cm. Các lốc xoáy một đầu thắt chặt và cố định bên trên A, một đầu nối với m. Bỏ qua quýt độ dài rộng của m (hình vẽ)

a/ Tính phỏng biến dị của từng lốc xoáy bên trên địa điểm cân đối O.

Xem thêm: Hướng dẫn viết bài làm văn số 2 Môn Ngữ văn Lớp 10