Bài 2. Con lắc lò xo

CON LẮC LÒ XO
BÀI 2:
I. CON LẮC LÒ XO
Con lắc lò xo gồm một vật nặng có khối lượng m gắn vào một đầu của lò xo có độ cứng k, đầu còn lại của lò xo cố định.
I. CON LẮC LÒ XO:
- Dạng quỹ đạo của con lắc lò xo là một đoạn thẳng
o
VTCB
- Dao động của con lắc lò xo là dao động điều hòa.
II. KHẢO SÁT DAO ĐỘNG CỦA CON LẮC LÒ XO VỀ MẶT ĐỘNG LỰC HỌC:
Chọn trục tọa độ Ox trùng với trục lò xo, chiều dương là chiều tăng độ dài lò xo. Gốc tọa độ tại vị trí cân bằng.
Khi vật ở li độ x: Lực đàn hồi của lò xo
F = - kx (1)
Hợp lực tác dụng vào vật:
Vì:
nên:
(2)
+ Từ (1) và (2) ta có:
Đặt:
x’’ = - 2x
Phương trình có nghiệm là;
x = Acos(t + )
1. Tần số góc của con lắc lò xo
2. Chu kỳ dao động của con lắc lò xo
3. Tần số dao động của con lắc lò xo
 
4. Lực kéo về (lực hồi phục). Lực kéo về cực đại:
 
 
 
III. NĂNG LƯỢNG CỦA CON L?C LÒ XO:
1. Động năng của con lắc lò xo:
2. Thế năng của con lắc lò xo:
3. Co nang của con lắc lò xo:
(J)
(J)
(J)
Cơ năng của con lắc tỉ lệ thuận với bình phương biên độ dao động.
Cơ năng của con lắc lò xo là đại lượng bảo toàn nếu bỏ qua ma sát và các lực cản khác
Luu ý:
(ĐỀ THI TNPT 2009): Một con lắc lò xo gồm vật nhỏ khối lượng 400g, lò xo khối lượng không đáng kể và có độ cứng 100N/m. Con lắc dao động điều hòa theo phương ngang. Lấy 2 = 10. Dao động của con lắc có chu kì là
A. 0,2s. B. 0,6s. C. 0,8s. D. 0,4s.
BÀI TẬP VẬN DỤNG
BÀI TẬP VẬN DỤNG
Con lắc lò xo gồm vật nặng có khối lượng m = 100 g và lò xo có độ cứng k = 100 N/m, tần số dao động của con lắc là
A. 2 Hz. B. 5 Hz. C. 10 Hz. D. 20 Hz.
BÀI TẬP VẬN DỤNG
(ĐỀ THI TNPT 2011): Con lắc lò xo gồm vật nhỏ khối lượng 100g gắn với một lò xo nhẹ. Con lắc dao động điều hòa theo phương ngang với phương trình x = 10cos10t (cm). Mốc thế năng ở vị trí cân bằng. Lấy 2 = 10. Cơ năng của con lắc bằng
A. 0,10 J. B. 0,05 J. C. 1,00 J. D. 0,50 J.
BÀI TẬP VẬN DỤNG
(ĐỀ THI TNPT 2011): Con lắc lò xo gồm vật nhỏ có khối lượng 200 g và lò xo nhẹ có độ cứng 80 N/m. Con lắc dao động điều hòa theo phương ngang với biên độ 4 cm. Độ lớn vận tốc của vật ở vị trí cân bằng là
A. 100 cm/s. B. 40 cm/s. C. 80 cm/s. D. 60 cm/s.