Bài 2. Con lắc lò xo

BÀI 2: CON LẮC LÒ XO
CON LẮC LÒ XO:
1. Cấu tạo:
Con lắc lò xo gồm một vật nhỏ có khối lượng m gắn vào đầu một lò xo có độ cứng k và khối lượng không đáng kể.
2. Vị trí cân bằng của vật (O):
là vị trí khi lò xo không biến dạng
(Fhl = 0, l = ltn = lo).
O
II. KHẢO SÁT D.Đ CLLX VỀ MẶT ĐỘNG LỰC HỌC:
 
O
(+)
x
Tần số góc và chu kì của CLLX:
 
4. Lực kéo về: (ph)
F = ma = - k.x
Luôn hướng về VTCB.
Có độ lớn tỉ lệ với li độ.
Gây ra gia tốc cho vật dđđh.
(Trong CLLX nằm ngang 2 lực này như nhau nhưng trong CLLX thẳng đứng và xiên góc thì 2 lực này khác nhau).
Fđh = - k.∆l 
(∆l là độ biến dạng của lò xo, so với vị trí lò xo không biến dạng)
Fph = m.a = - kx 
(x là li độ của vật, so với VTCB)
Fph  là hợp lực tác dụng lên vật dao động điều hòa.
Fđh là lực xuất hiện khi lò xo bị biến dạng.
* Phân biệt Fđh và Fkv
Con lắc lò xo nằm ngang
∆l0 = 0;  x = ∆l; xmax = A
 
III. KHẢO SÁT DĐCLLX VỀ MẶT NĂNG LƯỢNG:
 
CƠ NĂNG CLLX
Tỉ lệ với bình phương biên độ;
Bảo toàn nếu bỏ qua mọi ma sát.
BÀI TẬP SGK
Câu 1: Con lắc lò xo gồm vật m = 100g và lò xo k = 100 N/m. Lấy π2 = 10. Dao động điều hoà với chu kỳ
A. T = 0,1 s. B. T = 0,2 s. C. T = 0,3s. D. T = 0,4s.
Câu 2: Con lắc lò xo gồm vật m = 200g và lò xo
k = 50N/m. Lấy π2 = 10. Dao động điều hoà với chu kỳ
A. T = 0,2s. B. T = 0,4s. C. T = 50s. D. T = 100s.
Câu 3: Một con lắc lò xo dao động điều hoà với chu kỳ
T = 0,5 s, khối lượng của quả nặng là m = 400g.
Lấy π2 = 10. Độ cứng của lò xo
A. k = 0,156 N/m; B. k = 32 N/m;
C. k = 64 N/m; D. k = 6400 N/m
BÀI TẬP TỰ LUYỆN
Câu 4: Con lắc lò xo ngang dao động với biên độ A = 8 cm, chu kỳ T = 0,5s, khối lượng của vật là m = 0,4 kg. Lấy π2 = 10. Giá trị cực đại của lực đàn hồi tác dụng vào vật bằng
A. 525 N B. 5,12 N C. 256 N D. 2,56 N
Câu 5: Một con lắc lò xo gồm vật nặng khối lượng 0,4 kg gắn vào đầu lò xo có độ cứng 40 N/m. Người ta kéo quả nặng ra khỏi VTCB một đoạn 4 cm rồi thả nhẹ cho nó dao động. Vận tốc cực đại của vật nặng bằng
A. 160 cm/s. B. 80 cm/s. C. 40 cm/s. D. 20 cm/s.
Câu 6: Một con lắc lò xo gồm quả nặng khối lượng 1kg và một lò xo có độ cứng 1600 N/m. Khi quả nặng ở VTCB, người ta truyền cho nó vận tốc ban đầu bằng 2 m/s. Biên độ dao động của quả nặng bằng
A. 5 m.        B. 5 cm.        C. 0,125 m.        D. 0,125 cm.
Câu 7: Một con lắc lò xo gồm vật nặng khối lượng 0,4 kg gắn vào đầu lò xo có độ cứng 40 N/m. Người ta kéo quả nặng ra khỏi VTCB một đoạn 4 cm rồi thả nhẹ cho nó dao động. Cơ năng dao động của con lắc là:
A. 320 J B. 6,4.10-2 J C. 3,2.10-2 J D. 3,2 J
Câu 8: Con lắc lò xo gồm lò xo k và vật m, dao động điều hoà với chu kỳ T = 1 s. Muốn tần số dao động của con lắc là f’ = 0,5 Hz, thì khối lượng của vật m phải là
A. 2 m. B. 3 m C. 4 m D. 5 m
Câu 9: Một con lắc lò xo gồm vật nặng khối lượng 0,4 kg gắn vào đầu lò xo có độ cứng 40 N/m. Người ta kéo quả nặng ra khỏi VTCB một đoạn 4 cm rồi thả nhẹ cho nó dao động. Phương trình dao động của vật nặng là
A. x = 4cos(10t)cm B. x = 4cos(10t - π/2)cm.
C. x = 4cos(10πt - π/2)cm D. x = 4cos(10πt + π/2)cm
Câu 10: Một con lắc lò xo gồm một quả nặng có khối lượng m = 400 g và một lò xo có độ cứng k = 40 N/m. Người ta kéo quả nặng ra khỏi VTCB một đoạn bằng 8cm và thả cho nó dao động. Phương trình dao động của quả nặng là
A. x = 8cos0,1t (cm). B. x = 8cos0,1πt (cm)
C. x = 8cos10πt (cm) D. x = 8cos10t (cm)
Câu 11: Một con lắc lò xo gồm quả nặng khối lượng 1kg và một lò xo có độ cứng 1600 N/m. Khi quả nặng ở VTCB, người ta truyền cho nó vận tốc ban đầu bằng 2 m/s theo chiều dương trục toạ độ. Phương trình li độ dao động của quả nặng là
A. x = 5cos(40t - π/2) m. B. x = 0,5cos(40t + π/2) m
C. x = 5cos(40t - π/2) cm D. x = 0,5cos(40t) cm