Tel: 024.7300.7989 - Phone: 1800.6947 (Thời gian hỗ trợ từ 7h đến 22h)

Giỏ hàng của tôi
Trang chủ
Luyện thi đại học môn lí

Đồng hồ quả lắc được nhà vật lý học nổi tiếng người Hà Lan - Christiaan Huygens sáng chế,

Đồng hồ quả lắc được nhà vật lý học nổi tiếng người Hà Lan - Christiaan Huygens sáng chế, hoạt động dựa trên sự chuyển động của một con lắc đơn có cấu tạo gồm quả nặng treo trên một sợi dây. Một con lắc đồng hồ có chu kì T = 2 s, vật nặng có khối lượng 1 kg, dao động tại nơi có gia tốc trọng trường $g = \pi^{2} = 10\text{m/s}^{2}$.

Trả lời cho các câu 1, 2, 3, 4, 5, 6 dưới đây:

Câu hỏi số 1:
Nhận biết

Chiều dài của con lắc đồng hồ là

Đáp án đúng là: C

Xem lời giải
Câu hỏi:979952
Phương pháp giải

Sử dụng công thức tính chu kì của con lắc đơn: $T = 2\pi\sqrt{\dfrac{l}{g}}$

Giải chi tiết

Từ công thức chu kì, ta suy ra chiều dài dây treo:

$l = \dfrac{T^{2} \cdot g}{4\pi^{2}} = \dfrac{2^{2} \cdot 10}{4 \cdot 10} = 1\text{m}$.

Đáp án cần chọn là: C

Câu hỏi số 2:
Thông hiểu

Coi bán kính Trái Đất là 6400 km. Đưa đồng hồ lên độ cao 3,2 km. Hỏi mỗi ngày đêm (24 giờ), đồng hồ chạy nhanh hay chậm bao nhiêu giây?

Đáp án đúng là: B

Xem lời giải
Câu hỏi:979953
Phương pháp giải

Khi đưa con lắc lên độ cao $h$, gia tốc trọng trường giảm làm chu kì $T$ tăng lên, do đó đồng hồ chạy chậm đi.

Công thức tính thời gian chạy chậm trong khoảng thời gian $\Delta t$ là: $\Delta\tau = \dfrac{h}{R} \cdot \Delta t$

Giải chi tiết

Thời gian một ngày đêm là $\Delta t = 24 \cdot 3600 = 86400\text{s}$.

Thời gian đồng hồ chạy chậm trong một ngày đêm là:

$\Delta\tau = \dfrac{3,2}{6400} \cdot 86400 = \dfrac{1}{2000} \cdot 86400 = 43,2\text{s}$.

Vậy đồng hồ chạy chậm 43,2 giây.

Đáp án cần chọn là: B

Câu hỏi số 3:
Vận dụng

Biên độ góc ban đầu của con lắc là $0,1\text{rad}$. Do chịu tác dụng của lực cản $F_{c} = 0,01\text{N}$ nên dao động tắt dần. Người ta dùng một pin có suất điện động $E = 3\text{V}$, điện trở trong không đáng kể để bổ sung năng lượng cho con lắc với hiệu suất của quá trình bổ sung là 20%. Biết pin có dung lượng 2000 mAh. Hỏi đồng hồ chạy bao lâu thì phải thay pin?

Đáp án đúng là: B

Xem lời giải
Câu hỏi:979954
Phương pháp giải

Tính năng lượng toàn phần của pin: $W_{pin} = E \cdot Q$

Tính năng lượng có ích bổ sung cho đồng hồ: $W_{ích} = H \cdot W_{pin}$

Công của lực cản làm tiêu hao năng lượng trong một chu kì: $A_{c} = 4 \cdot F_{c} \cdot s_{0} = 4 \cdot F_{c} \cdot (l \cdot \alpha_{0})$

Tính số chu kì duy trì được và suy ra thời gian.

Giải chi tiết

Dung lượng pin: $Q = 2000\text{mAh} = 2.3600 = 7200\text{C}$.

Năng lượng toàn phần của pin: $W_{pin} = E \cdot Q = 3 \cdot 7200 = 21600\text{J}$.

Năng lượng có ích dùng để duy trì dao động: $W_{ích} = W_{pin} \cdot 20\% = 21600 \cdot 0,2 = 4320J$.

Năng lượng tiêu hao trong 1 chu kì dao động:

$A_{c} = 4 \cdot F_{c} \cdot l \cdot \alpha_{0} = 4 \cdot 0,01 \cdot 1 \cdot 0,1 = 0,004\text{J}$.

Số chu kì dao động đồng hồ thực hiện được cho đến khi hết pin:

$N = \dfrac{W_{ích}}{A_{c}} = \dfrac{4320}{0,004} = 1080000\ chu\ kì$.

Thời gian đồng hồ chạy được là:

$t = N \cdot T = 1080000 \cdot 2 = 2160000\text{s}$.

Đổi sang số ngày: $\dfrac{2160000}{86400} = 25\text{~ngày}$.

Đáp án cần chọn là: B

Câu hỏi số 4:
Thông hiểu

Dựa vào các kiến thức vật lí về con lắc đơn và thông tin bài đọc, các phát biểu sau đây là đúng hay sai?

Đúng Sai
a) Chu kì dao động của con lắc đồng hồ tỉ lệ thuận với căn bậc hai chiều dài dây treo.
b) Nếu đưa đồng hồ lên vị trí có độ cao lớn hơn, gia tốc trọng trường giảm sẽ làm chu kì giảm, đồng hồ chạy nhanh hơn.
c) Trong quá trình dao động, động năng của quả nặng đạt giá trị lớn nhất khi đi qua vị trí cân bằng.
d) Để đồng hồ quả lắc duy trì dao động vĩnh viễn mà không cần pin hay lên dây cót, ta chỉ cần đặt nó vào môi trường chân không để triệt tiêu sức cản không khí.

Đáp án đúng là: Đ; S; Đ; S

Xem lời giải
Câu hỏi:979955
Phương pháp giải

Vận dụng lý thuyết về cấu tạo, chu kì và năng lượng của con lắc đơn.

Giải chi tiết

Ý a) Đúng. Dựa vào công thức $T = 2\pi\sqrt{\dfrac{l}{g}}$, $T$ tỉ lệ thuận với $\sqrt{l}$.

Ý b) Sai. Đưa lên cao, gia tốc $g$ giảm, $T$ tỉ lệ nghịch với $\sqrt{g}$ nên $T$ phải tăng lên, đồng hồ sẽ chạy chậm đi.

Ý c) Đúng. Tại vị trí cân bằng, vận tốc đạt cực đại nên động năng lớn nhất.

Ý d) Sai. Dù đặt trong chân không (hết cản của không khí) thì tại điểm treo (trục quay) vẫn có ma sát, năng lượng vẫn bị tiêu hao và dao động vẫn sẽ tắt dần nếu không được bổ sung.

Đáp án cần chọn là: Đ; S; Đ; S

Câu hỏi số 5:
Vận dụng

Giả sử dây treo con lắc đồng hồ được làm bằng kim loại có hệ số nở dài $\alpha = 2.10^{- 5}\text{K}^{- 1}$. Khi nhiệt độ môi trường tăng thêm $10^{0}\text{C}$ (giả sử gia tốc trọng trường g không thay đổi), trong 1 ngày đêm (86400 s) đồng hồ sẽ chạy chậm đi bao nhiêu giây? (Điền đáp án dưới dạng số thập phân)

Đáp án đúng là: 8,64

Xem lời giải
Câu hỏi:979956
Phương pháp giải

Sự thay đổi nhiệt độ làm thay đổi chiều dài dây treo theo công thức $l = l_{0}(1 + \alpha\Delta t^{0})$, dẫn tới chu kì dao động thay đổi.

Độ biến thiên tương đối của chu kì dao động được tính bằng: $\dfrac{\Delta T}{T} \approx \dfrac{1}{2}\alpha\Delta t^{0}$

Công thức tính thời gian đồng hồ chạy sai (nhanh hoặc chậm) trong một khoảng thời gian $\tau$ là: $\Delta\tau = \dfrac{\Delta T}{T} \cdot \tau = \dfrac{1}{2}\alpha\Delta t^{0} \cdot \tau$ (Trong đó $\Delta t^{0}$ là độ biến thiên nhiệt độ, $\tau$ là khoảng thời gian hoạt động của đồng hồ).

Giải chi tiết

Thời gian đồng hồ chạy chậm đi trong một ngày đêm là:

$\Delta\tau = \dfrac{1}{2} \cdot \alpha \cdot \Delta t^{o} \cdot 86400 = \dfrac{1}{2} \cdot 2.10^{- 5} \cdot 10 \cdot 86400 = 10^{- 4} \cdot 86400 = 8,64\text{s}$.

Đáp án cần điền là: 8,64

Câu hỏi số 6:
Thông hiểu

Giả sử con lắc đồng hồ đang dao động ổn định với biên độ góc $\alpha_{0} = 0,1\text{rad}$. Khi con lắc đi qua vị trí cân bằng, tốc độ cực đại của vật nặng xấp xỉ bằng bao nhiêu?

Đáp án đúng là: A

Xem lời giải
Câu hỏi:979957
Phương pháp giải

Áp dụng công thức tính tốc độ cực đại của con lắc đơn dao động với biên độ góc nhỏ: $v_{max} = \alpha_{0}\sqrt{gl}$

Giải chi tiết

Chiều dài dây treo $l = 1\text{m}$, $\left. g = \pi^{2} = 10\text{m/s}^{2}\Rightarrow\sqrt{g} = \pi \approx 3,14 \right.$.

Tốc độ cực đại tại vị trí cân bằng là:

$v_{max} = \alpha_{0} \cdot \sqrt{g \cdot l} = 0,1 \cdot \sqrt{10 \cdot 1} = 0,1\pi \approx 0,314\text{m/s} = 31,4\text{cm/s}$.

Đáp án cần chọn là: A

Quảng cáo

Group 2K8 ôn Thi ĐGNL & ĐGTD Miễn Phí

Câu hỏi trước Câu tiếp theo

>>  2K9 Chú ý! Lộ Trình Sun 2027 - 1 lộ trình ôn đa kỳ thi (TN THPT, ĐGNL (Hà Nội/ Hồ Chí Minh), ĐGNL Sư Phạm, ĐGTD, ĐGNL Bộ Công an, ĐGNL Bộ Quốc phòng- Click xem ngay) tại Tuyensinh247.com. Cập nhật bám sát bộ SGK mới, Thầy Cô giáo giỏi, 3 bước chi tiết: Nền tảng lớp 12; Luyện thi chuyên sâu; Luyện đề đủ dạng đáp ứng mọi kì thi.

Hỗ trợ - Hướng dẫn

  • 024.7300.7989
  • 1800.6947 free

(Thời gian hỗ trợ từ 7h đến 22h)
Email: lienhe@tuyensinh247.com

Đăng ký nhận tư vấn

Khảo sát học từ vựng tiếng Anh

Chỉ mất 3 phút để chia sẻ trải nghiệm học từ vựng của bạn. Nhận quyền trải nghiệm ứng dụng miễn phí trước khi ra mắt.

Tham gia khảo sát →