2 BG bai tap con lac lo xo dao dong dieu hoa

CON LẮC LÒ XO a Cấu tạo: Gồm lò xo có độ cứng k và vật nhỏ khối lượng m.. CON LẮC LÒ XO DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA Điều kiện: bỏ qua ma sát và trong giới hạn đàn hồi của lò xo.. MỘT SỐ VÍ DỤ độ

I CON LẮC LÒ XO

a) Cấu tạo: Gồm lò xo có độ cứng k và vật nhỏ khối lượng m.

b) Hoạt động

 Khi con lắc nằm ngang lệch khỏi vị trí cân bằng một khoảng  :

 Lực kéo về tác dụng lên con lắc: Fk  k ( : độ biến dạng của lò lo (m), k: độ cứng của lò xo (N/m))

 Biểu thức tính thế năng đàn hồi: Wt k 2

2





 Biểu thức tính động năng: Wd mv2

2



II CON LẮC LÒ XO DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA

Điều kiện: bỏ qua ma sát và trong giới hạn đàn hồi của lò xo.

Trong quá trình dao động, con lắc chịu tác dụng của lực đàn hồi: Fđh = − kx

So với biểu thức của lực kéo về F = − Cx có thể thấy trong trường hợp này, C = k

Như vậy, con lắc lò xo là dao động điều hòa với:

 tần số góc k

m

 chu kì T 2 m

k

 tần số f 1 k



Lưu ý: Thực tế cho thấy, trong trường hợp con lắc lò xo treo thẳng đứng hay treo trên một mặt phẳng

nghiêng thì các công thức tính tần số góc, chu kì, tần số cũng giống như trường hợp con lắc lò xo nằm ngang

BÀI TẬP CON LẮC LÒ XO DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA

(TÀI LIỆU BÀI GIẢNG) GIÁO VIÊN: NGUYỄN THÀNH NAM

VTCB

k

F

k

F

KBD

Dãn

Nén

III MỘT SỐ VÍ DỤ

động điều hòa quanh VTCB với chiều dài quỹ đạo bằng 10 cm thì thấy gia tốc cực đại của vật nhỏ trong quá trình dao động bằng 20 m/ 2

s Khối lượng vật nhỏ bằng

A. 0,5 kg B. 50 g C. 100 g D. 250 g

Lời giải:

Ví dụ 2 Cho con lắc gồm một lò xo có độ cứng bằng 40 N/m gắn với một vật nhỏ có khối lượng bằng 250 g Đưa vật dọc theo trục của lò xo tới chỗ cách vị trí cân bằng 8 cm rồi buông nhẹ cho vật chuyển động trên phương ngang không ma sát Lấy gần đúng π2 = 10 Tổng quãng đường vật đi được trong 2 giây chuyển động bất kì là A. 32 cm B. 64 cm C. 128 cm D 48 cm Lời giải:

Ví dụ 3 Cho một lò xo có độ cứng k Khi gắn lò xo với vật nhỏ có khối lượng m1m2thì tần số dao động điều hòa của con lắc bằng 2 Hz Nếu gắn lò xo với vật nhỏ có khối lượng m1m2 thì tần số dao động điều hòa của con lắc bằng 4 Hz Chu kì dao động của con lắc trong hai trường hợp, khi gắn lò xo với vật có khối lượng m1 và khi gắn lò xo với vật có khối lượng m2 tương ứng bằng A. 0,3539 s; 0,3062 s B. 0,3593 s; 0,3206 s C 0,3953 s; 0,3206 s D. 0,3953 s; 0,3062 s Lời giải:

Ví dụ 3 Một con lắc lò xo gồm lò xo có độ cứng bằng 50 N/m gắn với một vật nhỏ có khối lượng bằng 50 g Kích thích để vật dao động quanh vị trí cân bằng, trên phương nằm ngang không ma sát Biết rằng trong quãng thời gian 0,5 s vật nhỏ đi được tổng quãng đường bằng 60 cm Và tại thời điểm t = 0, vật ở biên dương Lấy gần đúng π2 = 10 Phương trình dao động của vật là

A. x = 3cos(10πt + π) cm B. x = 6cos(10πt) cm

C. x = 6cos(10πt + π) cm D. x = 3cos(10πt) cm

Lời giải:

Ví dụ 4. Con lắc gồm lò xo có độ cứng k gắn với một vật nhỏ Khi vật nhỏ có khối lượng m1 thì con lắc dao động điều hòa với Chu kì T1 = 4 s Khi vật nhỏ có khối lượng m2 thì con lắc dao động điều hòa với Chu kì 2 T = 5 s Nếu vật nhỏ có khối lượng m1m2 thì con lắc dao động điều hòa với Chu kì bằng A. 3 s B. 41 s C. 9 s D. 1 s Lời giải:

Nguồn : Hocmai.vn