Bài viết này sẽ giúp các bạn học sinh nhớ lại những công thức cần nhớ đối với con lắc lò xo, cũng như các công thức tính nhanh con lắc lò xo khác, giúp giải quyết nhanh các câu trắc nghiệm. Tần số góc:  Chu kì: Tần số: Fkv=-kx=-w^2*x*m=a.m (Đơn vị: N) Lực kéo về hướng về vị trí cân bằng, biến thiên điều hòa theo thời gian và ngược pha với li độ Lực kéo về cực đại: Fmax=k.A Fđh=k.Δl Lực đàn hồi hướng về vị trí lò xo không biến dạng. Fđh=k|Δl+x| (chiều dương hướng xuống dưới) Fđh=k|Δl-x| (chiều dương hướng lên trên) Fđh max=k|Δl+A| * Nếu Δl<A=>Fđh min=0 * Nếu Δl>A=>Fđh min=k|Δl-A| a) Động năng của con lắc lò xo (Đơn vị: J): Động năng cực đại: Thế năng cực đại: Cơ năng của con lắc lò xo không phụ thuộc vào khối lượng vật nặng. Nếu tại thời điểm t1 ta có li độ x1 và vận tốc v1 thì: Biên độ dao động khi biết li độ, vận tốc, tần số góc: Tìm tốc độ cực đại và gia tốc cực đại khi biết độ cứng của con lắc lò xo và khối lượng vật nặng: Chú ý: Động năng và thế năng của con lắc lò xo biến thiên tuần hoàn với tần số góc 2w, chu kì T/2 và tần số 2f nếu con lắc lò xo dao động điều hòa với tần số góc w, chu kì T, tần số f. Khoảng thời gian 2 lần liên tiếp động năng bằng thế năng: T/4 Một lò xo có chiều dài l, độ cứng k bị cắt thành các lò xo có độ dài lần lượt là l1, l2, l2… có độ cứng tương ứng k1, k2, k3… thì k.l=k1.l1=k2.l2=k3.l3=… +) Khi ghép lò xo nối tiếp: +) Khi ghép lò xo song song: A. Chuyển động của vật là chuyển động biến đổi đều B. Chuyển động của vật là chuyển động thẳng C. Chuyển động của vật là chuyển động tuần hoàn D. Chuyển động của vật là một vật dao động điều hòa Đáp án: A. Chuyển động của vật là chuyển động biến đổi đều A.Lực kéo về phụ thuộc vào độ cứng của lò xo B.Lực kéo về phụ thuộc vào khối lượng của vật nặng C.Gia tốc của vật phụ thuộc vào khối lượng vật năng D. Tần số góc của vật phụ thuộc vào khối lượng của vật Đáp án: B. Lực kéo về phụ thuộc vào khối lượng của vật nặng. Do lực kéo về có biểu thức F=-kx Giải: Theo bài ra ta có: A. Khối lượng vật nặng tăng gấp đôi B. Khối lượng vật nặng giảm 4 lần C. Độ cứng lò xo giảm 4 lần D. Biên độ tăng 2 lần Đáp án: C 5. Đối với con lắc lò xo nằm ngang dao động điều hòa thì: A. Trọng lực của trái đất tác dụng lên vật ảnh hưởng đến chu kỳ dao động B. Biên độ dao động phụ thuộc vào độ giãn lò xo ở vị trí cân bằng C. Lực đàn hồi tác dụng lên vật cũng chính là lực làm cho vật dao động điều hòa D. Lò xo có chiều dài cực tiểu thì lực đàn hồi tác dụng vào vật nhỏ nhất Giải: Vì là con lắc lò xo nằm ngang nên: Ta chọn đáp án: C Xem thêm: Công thức + Bài tập: Con lắc lò xo nằm ngang Bài tập con lắc lò xo hay có đáp án chi tiết
11:14:5510/07/2021 Ở bài trước, ta đã khảo sát dao động điều hòa về mặt động học. Trong bài này, ta sẽ khảo sát dao động điều hòa về mặt động lực học sử dụng mô hình con lắc lò xo để nghiên cứu. Qua việc khảo sát động học này sẽ cho ta biết các công thức tính thế năng, động năng và cơ năng của con lắc lò xo. Hay khi nào thế năng của con lắc lò xo đạt cực đại? vận tốc cực đại của con lắc lò xo tính như thế nào?... • Bài tập cơ bản vận dung các công thức lý thuyết con lắc lò xo - Vật lý 12 bài 2 I. Con lắc lò xo - Xét một con lắc lò xo gồm một vật nhỏ có khối lượng m gắn vào đầu của một lò xo có độ cứng k và có khối lượng không đáng kể; đầu kia của lò xo được giữ cố định. Vật m có thể trượt trên một mặt phẳng nằm ngang không có ma sát. - Con lắc có một vị trí cân bằng mà khi ta thả vật ra, vật sẽ đứng yên mãi. Nếu kéo vật ra khỏi vị trí cân bằng buông ra vật sẽ dao động quanh vị trí cân bằng giữa hai biên. II. Khảo sát dao động của con lắc lò xo về mặt động lực học - Xét vật ở ly độ x, lò xo giãn một đoạn Δl = x, lực đàn hổi của lò xo là F = -kΔl. - Tổng hợp lực tác dụng lên vật là: F = -kx - Theo định luật II Niu-tơn: hay Trong đó: F: là lực tác dụng lên vật x: là li độ của vật k: độ cứng của lò xo - Đặt . Nên dao động của con lắc lò xo là dao động điều hòa. - Tần số góc của con lắc lò xo: - Chu kỳ của con lắc lò xo: - Lực luôn hướng về vị trí cân bằng gọi là lực kéo về, nó có độ lớn tỉ lệ với li độ và là lực gây ra gia tốc cho vật dao động điều hòa. III. Khảo sát dao động của con lắc lò xo về mặt năng lượng 1. Động năng của con lắc lò xo - Động năng của con lắc lò xo là động năng của vật m: - Công thức tính động năng: 2. Thế năng của con lắc lò xo - Công thức tính thế năng: 3. Cơ năng của con lắc lò xo. Sự bảo toàn cơ năng - Công thức tính cơ năng của con lắc: - Khi không có ma sát thì cơ năng của con lắc được bảo toàn. Nó chỉ biến đổi từ thế năng sang động năng và ngược lại. suy ra:
→ Nhận xét: - Động năng và thế năng của con lắc lò xo biến thiên điều hòa cùng tần số góc 2ω, tần số 2f, chu kì T/2. - Thời gian liên tiếp giữa hai lần động năng bằng thế năng là T/4. - Cơ năng của con lắc lò xo luôn được bảo toàn và tỉ lệ với bình phương biên độ dao động. - Thế năng đại cực đại của con lắc lò xo đạt được khi li độ của con lắc là cực đại (xmax = A khi đó v = 0) và bằng cơ năng của con lắc. - Động năng cực đại của con lắc lò xo đạt được khi vận tốc cực đại (vật di qua vị trí cân bằng, khi đó x = 0, vmax = Aω) và bằng cơ năng của con lắc.
Trên đây là bài viết về con lắc lò xo, hy vọng với qua nội dung này các em đã có thể giải đáp được câu hỏi như: Công thức tính thế năng, động năng và cơ năng viết như thế nào? Khi nào thế năng của con lắc lò xo đạt cực đại, hay động năng đạt cực đại,...
TagsBài viết khác
|
