Chuyên đề ôn thi đại học môn vật lý - CON LẮC LÒ XO potx. Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.53 MB, 19 trang ) Chủ đề 2: CON LẮC LÒ XO. I. Phương pháp: * Chiều dài tự nhiên: là chiều dài của lò xo khi không biến Nhóm nghiên cứu huyền học chuyên sâu. Hotline tư vấn dịch vụ (qua Zalo): 0817.505.493. Email: Tuvancohoc@gmail.com. Phật giáo và Văn học Bình Định; Văn học Việt Nam - Nhật Bản 2011; Văn học Việt Nam - Nhật Bản 2013; 80 năm Thơ mới và Tự lực văn đoàn; Quá trình hiện đại hóa văn học; Việt Nam - Trung Quốc; Văn học Phật giáo; Xây dựng chuẩn mực chính tả; KH ngữ văn 2013; KH ngữ văn 2014 Chủ đề 2: CON LẮC LÒ XO. I. Phương pháp: * Chiều dài tự nhiên: là chiều dài của lὸ xo khi khȏng biến dạng ( khȏng bị dãn cũng khȏng bị. nén). * Độ biến dạng là độ biến dạng của lὸ xo lúc vật nặng ở vị trί cȃn bằng. Cȏng thức: l l cb l 0. + Trường hợp con lắc cό Ôn tập lý thuyết chuyên đề con lắc lò xo. Số trang: 3. Lượt đọc: 3148. Lượt tải: 134. Tác giả: Sưu tầm. 20:34 05/07/2018. Xem toàn màn hình. Báo lỗi tài liệu. Tải xuống tài liệu. NGUYỄN THÁI HỌC CHUYÊN ĐỀ VẬT LÍ 12 THPT - CON LẮC LÒ XO (DÙNG CHO HỌC SINH LỚP 12 ÔN LUYỆN THI ĐẠI HỌC – CAO ĐẲNG) Họ và tên tác giả: PHẠM QUANG THỌ Đơn vị công tác: Trường THPT Nguyễn Thái Học Chức. con lắc lò xo đều không thay đổi. lOK0. 4 CON LẮC LÒ XO I - PHƯƠNG PHÁP 1. Cấu tạo - Gồm một lò xo có độ cứng K, khối lượng lò xo không đáng kể. - Vật nặng khối lượng m - Giá đỡ 2. Thí nghiệm con lắc lò xo trên mặt phẳng ngang - Thí nghiệm được thực hiện trong điều kiện chuẩn, không ma sát với môi trường. - Kéo vật ra khỏi vị trí cân bằng một khoảng A và thả không vận tốc đầu, ta có - Vật thực hiện dao động điều hòa với phương trình x = Acoswt +j Trong đó - x là li độ cm hoặc m - A là biên độ cm hoặc m. - wt +j pha dao động rad - j là pha ban đầu rad. - w Tần số góc rad/s 3. Chu kỳ - Tần số a Tần số góc - w rad/s Þ w = Trong đó - K Độ cứng của lò xo N/m - m Khối lượng của vật kg b Chu kỳ - T s Thời gian để con lắc thực hiện một dao động s c Tần số - fHz Số dao động con lắc thực hiện được trong 1s Hz 4. Lò xo treo thẳng đứng P = Fđh Þ mg = Þ = = 1/w2 Þ T = 2p và tần số f = Bài toán phụ - Lò xo K gắn vật nặng m1 thì dao động với chu kỳ T1 - Lò xo K gắn vật nặng m1 thì dao động với chu kỳ T2 a. Xác định chu kỳ dao động của vật khi gắn vật có khối lượng m = m1 + m2 Þ b. Xác định chu kỳ dao động của vật khi gắn vật có khối lượng m = m1 + m2 +....+ mn c. Xác định chu kỳ dao động của vật khi gắn vật có khối lượng m = a. m1 + d. Xác định chu kỳ dao động của vật khi gắn vật có khối lượng m = m1 - m2 II. BÀI TẬP MẪU. Ví dụ 1 Một con lắc lò xo nằm ngang có độ cứng K = 100 N/m được gắn vào vật nặng có khối lượng m = 0,1kg. Kích thích cho vật dao động điều hòa, xác định chu kỳ của con lắc lò xo? Lấy p2 = 10. A. 0,1s B. 5s C. s D. 0,3s Hướng dẫn [Đáp án C] Ta có T = 2p Với Þ T = 2p = s Ví dụ 2 Một con lắc lò xo có khối lượng không đáng kể, độ cứng là K, lò xo treo thẳng đứng, bên dưới treo vật nặng có khối lượng m. Ta thấy ở vị trí cân bằng lò xo giãn ra một đoạn 16cm. Kích thích cho vật dao động điều hòa. Xác định tần số của con lắc lò xo. Cho g = p2m/s2 A. 2,5Hz B. 5Hz C. 3Hz D. 1,25Hz Hướng dẫn [Đáp án D] Ta có Với Þ f = ... = 1,25 Hz Ví dụ 3 Một con lắc lò xo có độ cứng là K, Một đầu gắn cố định, một đầu gắn với vật nặng có khối lượng m. Kích thích cho vật dao động, nó dao động điều hòa với chu kỳ là T. Hỏi nếu tăng gấp đôi khối lượng của vật và giảm độ cứng đi 2 lần thì chu kỳ của con lắc lò xo sẽ thay đổi như thế nào? A. Không đổi B. Tăng lên 2 lần C. Giảm đi 2 lần D. Giảm 4 lần Hướng dẫn [Đáp án B] Gọi chu kỳ ban đầu của con lắc lò xo là T = 2p Goị T’ là chu kỳ của con lắc sau khi thay đổi khối lượng và độ cứng của lò xo. Þ T' = 2p Trong đó m' = 2m; k' = Þ T' = 2p = = 2T Þ Chu kỳ dao động tăng lên 2 lần. Ví dụ 4 Một lò xo có độ cứng là K. Khi gắn vật m1 vào lò xo và cho dao động thì chu kỳ dao động là 0,3s. Khi gắn vật có khối lượng m2 vào lò xo trên và kích thích cho dao động thì nó dao động với chu kỳ là 0,4s. Hỏi nếu khi gắn vật có khối lượng m = 2m1 + 3m2 thì nó dao động với chu kỳ là bao nhiêu? A. 0,25s B. 0,4s C. 0,812s D. 0,3s Hướng dẫn [Đáp án C] T = = 0,812 s Ví dụ 5 Một con lắc lò xo có vật nặng khối lượng m = 0,1kg, Lò xo có độ cứng là 100N/m. Kích thích cho vật dao động điều hòa. Trong quá trình dao động chiều dài lò xo thay đổi 10cm. Hãy xác định phương trình dao động của con lắc lò xo. Cho biết gốc tọa độ tại vị trí cân bằng, t A. x = 10cos5pt + cm B. x = 5cos10pt + cm C. x = 10cos5pt - cm D. x = 5cos10pt - cm Hướng dẫn [Đáp án D] Phương trình dao động có dạng x = Acoswt +j cm. Trong đó Þ x = 5cos10p - cm III. BÀI TẬP THỰC HÀNH CON LẮC LÒ XO Gọi k là độ cứng của lò xo, m là khối lượng của vật nặng. Bỏ qua ma sát khối lượng của lò xo và kích thước vật nặng. Công thức tính chu kỳ của dao động? A. T = 2p B. T = 2p C. T = 2p D. T = 2p Hãy tìm nhận xét đúng về con lắc lò xo. A. Con lắc lò xo có chu kỳ tăng lên khi biên độ dao động tăng lên B. Con lắc lò xo có chu kỳ không phụ thuộc vào gia tốc trọng trường C. Con lắc lò xo có chu kỳ giảm xuống khi khối lượng vật nặng tăng lên D. Con lắc lò xo có chu kỳ phụ thuộc vào việc kéo vật nhẹ hay mạnh trước khi buông tay cho vật dao động. Gọi k là độ cứng của lò xo, m là khối lượng của vật nặng. Bỏ qua ma sát khối lượng của lò xo và kích thước vật nặng. Nếu độ cứng của lò xo tăng gấp đôi, khối lượng vật dao động không thay đổi thì chu kỳ dao động thay đổi như thế nào? A. Tăng 2 lần B. Tăng lần C. Giảm 2 lần D. Giảm lần Một con lắc lò xo treo thẳng đứng dao động với biên độ 10 cm, chu kỳ 1s. Khối lượng của quả nặng 400g, lấyp2= 10, cho g = 10m/s2. độ cứng của lò xo là bao nhiêu? A. 16N/m B. 20N/m C. 32N/m D. 40N/m Một con lắc lò xo dao động với chu kỳ T = 0,4s. Nếu tăng biên độ dao động của con lắc lên 4 lần thì chu kỳ dao động của vật có thay đổi như thế nảo? A. Tăng lên 2 lần B. Giảm 2 lần C. Không đổi D. đáp án khác Con lắc lò xo dao động điều hòa với chu kì T = 0,4s, độ cứng của lò xo là 100 N/m, tìm khối lượng của vật? A. 0,2kg B. 0,4kg C. 0,4g D. đáp án khác Một con lắc lò xo dao động với chu kỳ T = 0,4s. Nếu tăng khối lượng của vật lên 4 lần thì T thay đổi như thế nào? A. Tăng lên 2 lần B. Giảm 2 lần C. Không đổi D. đáp án khác Một con lắc lò xo gồm viên bi nhỏ có khối lượng m và lò xo khối lượng không đáng kể có độ cứng k, dao động điều hòa theo phương thẳng đứng tại nơi có gia tốc rơi tự do là g. Khi viên bi ở vị trí cân bằng, lò xo dãn một đoạn Dl. Công thức tính chu kỳ dao động điều hòa của con lắc là? A. T = 2p B. T = 2p C. T = 2p D. T = 2p Một con lắc lò xo gồm vật có khối lượng m và lò xo có độ cứng k, dao động điều hòa. Nếu tăng độ cứng k lên 2 lần và giảm khối lượng m đi 8 lần thì tần số dao động của vật sẽ? A. Tăng 2 lần B. Tăng 4 lần C. Tăng lần D. Giảm 2 lần Một con lắc lò xo gồm một vật vật có khôi lượng m và lò xo có độ cứng k không đổi, dao động điều hòa. Nếu khối lượng m = 400g thì chu kỳ dao động của con lắc là 2s. Để chu kỳ con lắc là 1s thì khối lượng m bằng A. 200g B. 0,1kg C. 0,3kg D. 400g Một vật treo vào lò xo có khối lượng không đáng kể, chiều dài tự nhiên l0, độ cứng k, treo thẳng đứng vào vật m1 = 100g vào lò xo thì chiều dài của nó là 31 cm. Treo thêm vật m2 = 100g vào lò xo thì chiều dài của lò xo là 32cm. Cho g = 10 m/s2, độ cứng của lò xo là A. 10N/m B. 0,10N/m C. 1000N/m D. 100N/m Một con lắc lò xo dao động điều hòa theo phương thẳng đứng, tại nơi có gia tốc rơi tự do bằng g. Ở vị trí cân bằng lò xo giãn ra một đoạn Dl. Tần số dao động của con lắc được xác định theo công thức A. 2p B. C. D. 2p Một vật treo vào lò xo làm nó giãn ra 4cm. Lấy p2 = 10, cho g = 10m/s2. Tần số dao động của vật là A. 2,5Hz. B. 5,0Hz C. 4,5Hz. D. 2,0Hz. Viên bi m1 gắn vào lò xo K thì hệ dao động với chu kỳ T1 = 0,3s. viên bi m2 gắn vào lò xo K thì hệ dao động với chu kỳ T2 = 0,4s. Hỏi nếu vật có khối lượng m = 4m1 + 3m2 vào lò xo K thì hệ có chu kỳ dao động là bao nhiêu? A. 0,4s B. 0,916s C. 0,6s D. 0,7s Có ba lò xo giống nhau được đặt trên mặt phẳng ngang, lò xo thứ nhất gắn vật nặng m1 = 0, 1kg; vật nặng m2 = 300 g được gắn vào lò xo thứ 2; vật nặng m3 = 0, 4kg gắn vào lò xo 3. Cả ba vật đều có thể dao động không ma sát trên mặt phẳng ngang. Ban đầu kéo cả 3 vật ra một đoạn bằng nhau rồi buông tay không vận tốc đầu cùng một lúc. Hỏi vật nặng nào về vị trí cân bằng đầu tiên? A. vật 1 B. vật 2 C. Vật 3 D. 3 vật về cùng một lúc Ba con lắc lò xo, có độ cứng lần lượt là k; 2k; 3k. Được đặt trên mặt phẳng ngang và song song với nhau. CL1 gắn vào điểm A; Con lắc 2 gắn vào điểm B; Con lắc 3 gắn vào điểm C. Biết AB = BC, Lò xo 1 gắn vật m1 = m; LX2 gắn vật m2 = 2m, LX 3 gắn vật vật m3. Ban đầu kéo LX1 một đoạn là a; lò xo 2 một đoạn là 2a; lò xo 3 một đoạn là A3, rồi buông tay cùng một lúc. Hỏi ban đầu phải kéo vật 3 ra một đoạn là bao nhiêu; và khối lượng m3 là bao nhiêu để trong quá trình dao động thì 3 vật luôn thẳng hàng. A. 3m; 3a B. 3m; 6a C. 6m; 6a D. 9m; 9a Gọi k là độ cứng của lò xo, m là khối lượng của vật nặng. Bỏ qua ma sát khối lượng của lò xo và kích thước vật nặng. Nếu độ cứng của lò xo tăng gấp đôi, khối lượng vật dao động tăng gấp ba thì chu kỳ dao động tăng gấp A. 6 lần B. lần C. lần D. lần Khi gắn quả nặng m1 vào lò xo, nó dao động điều hòa với chu kỳ T1 = 1,2s. Khi gắn quả nặng m2 vào lò xo trên nó dao động với chu kỳ 1,6s. Khi gắn đồng thời hai vật m1 và m2 thì chu kỳ dao động của chúng là A. 1,4s B. 2,0s C. 2,8s D. 4,0s Trong dao động điều hoà của con lắc lò xo. Nếu muốn số dao động trong 1 giây tăng lên 2 lần thì độ cứng của lò xo phải A. Tăng 2 lần B. Giảm 4 lần C. Giảm 2 lần D. Tăng 4 lần Một con lắc lò xo gồm một vật vật có khôi lượng m và lò xo có độ cứng k không đổi, dao động điều hòa. Nếu khối lượng m = 200g thì chu kỳ dao động của con lắc là 2s. để chu kỳ con lắc là 1s thì khối lượng m bằng A. 200g B. 100g C. 50g D. tăng 2 lần Khi gắn một vật có khối lượng m = 4kg vào một lò xo có khối lượng không đáng kể, nó dao động với chu kỳ T1 = 1s, khi gắn một vật khác khối lượng m2 vào lò xo trên nó dao động với chu kỳ T2= 0,5s. Khối lượng m2 bằng A. 0,5kg B. 2kg C. 1kg D. 3kg Viên bi m1 gắn vào lò xo K thì hệ dao động với chu kỳ T1 = 0,6s. Viên bi m2 gắn vào lò xo K thì hệ dao động với chu kỳ T2 = 0,8s. Hỏi nếu gắn cả 2 viên bi m1 và m2 với nhau và gắn vào lò xo K thì hệ có chu kỳ dao động là A. 0,6s B. 0,8s C. 1s D. 0,7s Lần lượt treo vật m1, vật m2 vào một con lắc lò xo có độ cứng k = 40N/m và kích thích chúng dao động trong cùng một khoảng thời gian nhất định, m1 thực hiện 20 dao động và m2 thực hiện được 10 dao động. Nếu cùng treo cả hai vật đó vào lò xo thì chu kỳ dao động của hệ bằng . Khối lượng m1, m2 là? A. 0,5kg; 2kg B. 2kg; 0,5kg C. 50g; 200g D. 200g; 50g Con lắc lò xo gồm một vật nặng khối lượng m = 1kg, một lò xo có khối lượng không đáng kể và độ cứng k = 100N/m thực hiện dao động điều hòa. Tại thời điểm t = 2s, li độ và vận tốc của vật lần lượt bằng x = 6cm và v = 80 cm/s. biên độ dao động của vật là? A. 6 cm B. 7cm C. 8 cm D. 10cm Nếu gắn vật m1 = 0,3 kg vào lò xo K thì trong khoảng thời gian t vật thực hiện được 6 dao động, gắn thêm gia trọng Dm vào lò xo K thì cũng khoảng thời gian t vật thực hiện được 3 dao động, tìm Dm? A. 0,3kg B. 0,6kg C. 0,9kg D. 1,2kg Gắn vật m = 400g vào lò xo K thì trong khoảng thời gian t lò xo thực hiện được 4 dao động, nếu bỏ bớt khối lượng của m đi khoảng Dm thì cũng trong khoảng thời gian trên lò xo thực hiện 8 dao động, tìm khối lượng đã được bỏ đi? A. 100g B. 200g C. 300g D. 400g Một con lắc lò xo gồm lò xo có độ cứng 30N/m và viên bi có khối lượng 0,3kg dao động điều hòa. Tại thời điểm t, vận tốc và gia tốc của viên bi lần lượt là 20cm/s và 200cm/s2. Biên độ dao động của viên bi? A. 2cm B. 4cm C. 2 cm D. 3cm Con lắc lò xo gồm một vật nặng khối lượng m = 1kg. một lò xo có khối lượng không đáng kể và độ cứng k = 100N/m thực hiện dao động điều hòa. Tại thời điểm t = 1s, li độ và vận tốc của vật lần lượt là bằng x = 3cm và v = 0,4m/s. Biên độ dao động của vật là A. 3cm B. 4cm C. 5cm D. 6cm Một phút vật nặng gắn vào đầu một lò xo thực hiện đúng 120 chu kỳ dao động. Với biên độ 8cm. giá trị lớn nhất của gia tốc là? A. 1263m/s2 B. 12,63m/s2 C. 1,28m/s2 D. 0,128m/s2 Con lắc lò xo có độ cứng K = 100N/m được gắn vật có khối lượng m = 0,1 kg, kéo vật ra khỏi vị trí cân bằng một đoạn 5 cm rồi buông tay cho vật dao động. Tính Vmax vật có thể đạt được. A. 50p m/s B. 500p cm/s C. 25p cm/s D. 0,5p m/s Một vật khối lượng m = 0,5kg được gắn vào một lò xo có độ cứng k = 200 N/m và dao động điều hòa với biên độ A = 0,1m. Vận tốc của vật khi xuất hiện ở li độ 0,05m là? A. 17,32cm/s B. 17,33m/s C. 173,2cm/s D. 5 m/s Một con lắc lò xo dao động điều hòa quanh vị trí cân bằng O giữa hai vị trí biên A và B. Độ cứng của lò xo là k = 250 N/m, vật m = 100g, biên độ dao động 12 cm. Chọn gốc tọa độ tại vị trí cân bằng. Gốc thời gian là lúc vật tại vị trí A. Quãng đường mà vật đi được trong khoảng thời gian s đầu tiên là A. 97,6 cm B. 1,6 cm C. 94,4 cm D. 49,6cm. Con lắc lò xo có độ cứng K = 50 N/m gắn thêm vật có khối lượng m = 0,5 kg rồi kích thích cho vật dao động, Tìm khoảng thời gian ngắn nhất để vật đi từ vị trí có li độ cực đại đến vị trí cân bằng A. p/5 s B. p/4 s C. p/20 s D. p/15 s Con lắc lò xo gồm hòn bi có m= 400 g và lò xo có k= 80 N/m dao động điều hòa trên một đoạn thẳng dài 10 cm. Tốc độ của hòn bi khi qua vị trí cân bằng là A. 1,41 m/s. B. 2,00 m/s. C. 0,25 m/s. D. 0,71 m/s Một con lắc lò xo, gồm lò xo nhẹ có độ cứng 50 N/m, vật có khối lượng 2 kg, dao động điều hoà theo phương thẳng đứng. Tại thời điểm vật có gia tốc 75 cm/s2 thì nó có vận tốc 15 cm/s. Biên độ dao động là A. 5 cm B. 6 cm C. 9 cm D. 10 cm Một con lắc lò xo được treo thẳng đứng, đầu trên cố định, đầu dưới gắn vật nhỏ. Khi vật ở trạng thái cân bằng, lò xo giãn đoạn 2,5 cm. Cho con lắc lò xo dao động điều hoà theo phương thẳng đứng. Trong quá trình con lắc dao động, chiều dài của lò xo thay đổi trong khoảng từ 25 cm đến 30 cm. Lấy g = 10 Vận tốc cực đại của vật trong quá trình dao động là A. 100 cm/s B. 50 cm/s C. 5 cm/s D. 10 cm/s Một con lắc lò xo gồm lò xo có độ cứng 20 N/m và viên bi có khối lượng 0,2 kg dao động điều hòa. Tại thời điểm t, vận tốc và gia tốc của viên bi lần lượt là 20 cm/s và 2 m/s2. Biên độ dao động của viên bi là A. 4 cm. B. 2 cm. C. 4 cm. D. 10 cm. Con lắc lò xo gồm một vật nặng khối lượng m = 1kg, một lò xo có khối lượng không đáng kể và độ cứng k = 100N/m thực hiện dao động điều hòa. Tại thời điểm t = 2s, li độ và vận tốc của vật lần lượt bằng x = 6cm và v = 80 cm/s. Biên độ dao động của vật là? A. 4 cm B. 6 cm C. 5 cm D. 10m Một con lắc lò xo treo thẳng đứng. kích thích cho con lắc dao động điều hòa theo phương thẳng đứng. Chu kỳ và biên độ dao động của con lắc lần lượt là 0,4s và 8cm. chọn trục x’x thẳng đứng chiều dương hướng xuống, gốc tọa độ tại vị trí cân bằng, gốc thời gian t = 0 khi vật qua vị trí cân bằng theo chiều dương. Hãy viết phương trình dao động của vật. A. x = 8cos5pt + p/2 cm B. x = 4cos5pt + p/2 cm C. x = 4cos5pt - p/2 cm D. x = 8cos5pt - p/2 cm Một con lắc lò xo dao động thẳng đứng có độ cứng k = 10N/m. Quả nặng có khối lượng 0,4kg. Từ vị trí cân bằng người ta cấp cho quả lắc một vật vận tốc ban đầu v0 = 1,5m/s theo phương thẳng đứng và hướng lên trên. Chọn gốc tọa độ tại vị trí cân bằng, chiều dương cùng chiều với chiều vận tốc v0 và gốc thời gian là lúc bắt đầu chuyển động. Phương trình dao động có dạng? A. x = 3cos5t + p/2 cm B. x = 30cos5t + p/2 cm C. x = 30cos5t - p/2 cm D. x = 3cos5t - p/2 cm Một con lắc lò xo dao động điều hòa theo phương thẳng đứng. Thời gian vật đi từ vị trí thấp nhất đến vị trí cao nhất cách nhau 20 cm là 0,75 s. Gốc thời gian được chọn là lúc vật đang chuyển động chậm dần theo chiều dương với vận tốc là m/s. Phương trình dao động của vật là A. x = 10cos t - cm B. x = 10cos t - cm C. x = 10cos t + cm D. x = 10cos t - cm Một con lắc lò xo dao động điều hòa với chu kì T và biên độ 5 cm. Biết trong một chu kì, khoảng thời gian để vật nhỏ của con lắc có độ lớn gia tốc không vượt quá 100 cm/s2 là . Lấy p2=10. Tần số dao động của vật là A. 4 Hz. B. 3 Hz. C. 2 Hz. D. 1 Hz. Một con lắc lò xo đặt trên mặt phẳng nằm ngang gồm lò xo nhẹ có một đầu cố định, đầu kia gắn với vật nhỏ m1. Ban đầu giữ vật m1 tại vị trí mà lò xo bị nén 8 cm, đặt vật nhỏ m2 có khối lượng bằng khối lượng vật m1 trên mặt phẳng nằm ngang và sát với vật m1. Buông nhẹ để hai vật bắt đầu chuyển động theo phương của trục lò xo. Bỏ qua mọi ma sát. Ở thời điểm lò xo có chiều dài cực đại lần đầu tiên thì khoảng cách giữa hai vật m1 và m2 là A. 4,6 cm. B. 3,2 cm. C. 5,7 cm. D. 2,3 cm. Cỡ chữ Một dạng bài quan trọng trong chương Dao động cơ đó là Con lắc lò xo. Bởi vì trong các đề thi lúc nào cũng có phần con lắc lò xo. Để giúp các em nắm kĩ lí thuyết về con lắc lò xo, 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. Hãy cùng Top đề thi tìm hiểu chi tiết về Con lắc lò xo nhé. 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. Vị trí cân bằng của vật là vị trí khi lò xo không biến dạng Hình a. Kéo vật ra khỏi vị trí cân bằng cho lò xo dãn ra một đoạn nhỏ rồi buông tay Hình b, ta thấy vật dao động trên một đoạn thẳng quanh vị trí cân bằng Hình c và d. Ta hãy xét xem dao động của vật m hay của con lắc lò xo có phải là dao động điều hòa hay không? Khảo sát dao động của con lắc lò xo về mặt động lực học – Chọn trục tọa độ x như hình trên, thì lực đàn hồi của lò xo là $F=-kx$. – Áp dụng định luật II Niu-tơn, ta được $a = – \frac{k}{m}x$ – Đặt ${\omega ^2} = \frac{k}{m}$, ta rút ra kết luận Dao động của con lắc lò xo là dao động điều hòa theo phương trình $x=Acost+φ$. Tần số góc và chu kì của con lắc lò xo lần lượt là Tần số góc $\omega = \sqrt {\frac{k}{m}} $ Chu kì dao động của con lắc lò xo là $T = 2\pi .\sqrt {\frac{m}{k}}$ – Lực luôn hướng về vị trí cân bằng gọi là lực kéo về, có độ lớn tỉ lệ với li độ là lực gây ra gia tốc cho vật dao động điều hòa. Khảo sát dao động của con lắc lò xo về mặt năng lượng Động năng của con lắc lò xo ${W_đ} = \frac{1}{2}m{v^2}$ m là khối lượng của vật Thế năng của con lắc lò xo ${W_t} = \frac{1}{2}k{x^2}$ x là li độ của vật m Cơ năng của con lắc lò xo. Sự bảo toàn cơ năng $W = \frac{1}{2}m{v^2} + \frac{1}{2}k{x^2}$ Hay $W = \frac{1}{2}m{A^2}$ $ = \frac{1}{2}m{\omega ^2}{A^2}$ = hằng số Cơ năng của con lắc tỉ lệ với bình phương của biên độ dao động. Cơ năng của con lắc được bảo toàn nếu bỏ qua mọi ma sát. Bài tập con lắc lò xo nằm ngang Bài tập ví dụ Một con lắc lò xo nằm ngang gồm vật nặng khối lượng m=100g, lò xo có độ cứng k=100 N/m. Lấy π2 = 10, g =10m/s2 . Người ta kích thích cho vật dao động điều hòa quanh vị trí cân bằng với biên độ A = 4 cm. Chọn mốc tính thời gian lúc vật qua vị trí cân bằng theo chiều dương. a Tính chu kì dao động và số dao động mà vật thực hiện trong 1 phút b Viết phương trình dao động c Tìm vận tốc và gia tốc khi vật qua li độ x = 2cm d Tìm năng lượng của dao động e Khi vật đi qua vị trí có li độ x = 3cm, tính động năng và thế năng f Tìm li độ của vật tại vị trí Wđ = Wt Giải Ví dụ 2 Một con lắc lò xo có khối lượng không đáng kể, độ cứng là k, lò xo treo thẳng đứng, bên dưới treo vật nặng có khối lượng m. Ta thấy ở vị trí cân bằng lò xo giãn ra 1 đoạn 16 cm. Kích thích cho vật dao động điều hòa. Xác định tần số của con lắc lò xo. Cho g=π2 m/s2 Giải Ví dụ 3 Một lò xo có độ cứng là k. Khi gắn vật m1 vào lò xo và cho dao động thì chu kỳ dao động là 0,3s. Khi gắn vật có khối lượng m2 vào lò xo trên và kích thích cho dao động thì nó dao động với chu kỳ là 0,4s. Hỏi nếu khi gắn vật có khối lượng m=2m1 + 3m2 thì nó dao động với chu kỳ là bao nhiêu? Giải Bài tập tự luyện Câu 1Một con lắc lò xo dao động điều hòa với biên độ A = 3cm và có gia tốc cực đại 9m/s2. Biết lò xo của con lắc có độ cứng k = 30N/m. Khối lượng của vật nặng là A. 200 g B. 0,05 kg C. 0,1 kg D. 150 g Câu 2 Một con lắc lò xo gồm vật có khối lượng m và lò xo có độ cứng k, dao động điều hòa Nếu tăng độ cứng k lên 2 lần và giảm khối lượng m đi 8 lần thì tần số dao động của vật sẽ A. giảm 4 lần B. tăng 2 lần C. giảm 2 lần D. Tăng 4 lần Câu 3 Một con lắc lò xo gồm vật có khối lượng m và lò xo có độ cứng k kh ng đổi, dao động điều hòa. Nếu khối lượng m=200g thì chu kỳ dao động của con lắc là 2 s. Để chu kì con lắc là 1s thì khối lượng m bằng A. 200 g B. 800 g C. 50 g D. 100 g Câu 4 Một con lắc lò xo thẳng đứng tại vị trí cân bằng lò xo giãn 3cm. Bỏ qua mọi lực cản. Kích thích cho vật dao động điều hòa theo phửơng thẳng đứng thì thấy trong một chu kì thời gian lò xo nén bằng 1/3 lần thời gian lò xo bị giãn. Biên độ dao động của vật bằng A. 6 cm B. 3 căn 3 cm C. 3 căn 2 cm D. 4 cm Câu 5 Một con lắc gồm lò xo nhẹ có độ cứng k = 5 N/m một đầu cố định, đầu kia gắn với một vật nhỏ khối lượng m1= m đặt trên mặt phẳng nằm ngang không ma sát. Ban đầu kéo lò xo dãn một đoạn cm rồi buông nhẹ đểm dao động điều hòa. Ở thời điểm lò xo có chiều dài cực tiểu, ta đặt nhẹ vật m2 = 3m lên trên m1, sau đó cả hai cùng dao động điều hòa với vận tốc cực đại 50 căn 2 cm/s. Giá trị của m là A. 0,25 kg B. 0,5 kg C. 0,05 kg D. 0,025 kg Câu 6 Con lắc lò xo treo thẳng đứng dao động điều hoà vật nặng có khối lượng 200g. Khi vật cách vị trí cân bằng một đoạn 4 cm thì vận tốc của vật bằng không và lúc này lò xo không bị biến dạng . Lấy g = 10 m/s2 . Động năng của vật ngay khi cách vị trí cân bằng 2 cm là A. 0,04 J B. 0,01 J C. 0,02 J D. 0,03 J Câu 7 Vật nhỏ của con lắc lò xo dao động điều hoà với tần số 2,5 Hz, mốc thế năng tại vị trí vật cân bằng. Khi vật có li độ x = 1,2 cm thì tỉ số giữa động năng và cơ năng của vật là 0,96. Tốc độ trung bình của vật trong một chu kì dao động bằng A. 75 cm/s B. 90 cm/s C. 60 cm/s D. 45 cm/s Đáp án 1C 2D 3C 4C 5A 6D 7C Trên đây là toàn bộ lý thuyết và bài tập về Con lắc lò xo Vật lý 12. Top đề thi mong muốn giúp các em học sinh hiểu rõ hơn. Về cơ bản, các em có thể giải được các bài toán liên quan đến Con lắc lò xo. Chúc các bạn gặt hái được nhiều thành công. Với việc tôi yêu thích, đam mê công nghệ và với mong muốn chia sẻ những kiến thức học tập bổ ích đến tất cả các bạn học sinh. Chính vì điều đó mà Top Đề Thi được thành lập và sẽ là nơi lan tỏa, nơi giúp bạn vượt qua mọi khó khăn trong quá trình học tập. Tài liệu gồm 137 trang, bao gồm kiến thức cần nhớ và phương pháp giải các dạng bài tập chuyên đề con lắc lò xo trong chương trình Vật lí Bài toán đại cương về dao động điều hòa và con lắc lò xo. 2. Bài toán về cắt ghép lò xo. 3. Bài toán thời gian. 4. Bài toán quãng đường. 5. Bài toán vận tốc, tốc độ. 6. Bài toán lực đàn hồi, lực hồi phục. 7. Bài toán năng lượng trong dao động điều hòa. 8. Bài toán viết phương trình dao động. 9. Bài toán tổng hợp dao động. 10. Bài toán hai vật dao động.[ads] Chuyên đề con lắc lò xo là một trong những chuyên đề quan trọng của Vật lý lớp 12. Vì vậy, các em cần nắm được kiến thức lý thuyết để làm thành thục bài tập về con lắc lò xo lớp nghĩa con lắc lò xo Để làm tốt các dạng bài tập về con lắc lò xo lớp 12. Trước tiên các em cần nắm chắc được về định lắc lò xo là hệ gồm vật nặng khối lượng m gắn vào một đầu của lò xo, đầu còn lại của lò xo được giữ cố thức về con lắc lò xo cần nhớĐây đều là những công thức cần nhớ để làm được các bài tập về con lắc lò xo lớp 12. Các công thức này được trích từ cuốn sách luyện thi THPT Quốc gia môn Vật lí năm 2019 do CCBook và nhà xuất bản Đại học Quốc gia Hà Nội phát dài của con lắc lò xoCon lắc lò xo nằm ngangCon lắc lò xo treo thẳng đứngTổng kếtThông sốCon lắc lò xo nằm ngangCon lắc lò xo treo thẳng đứngChiều dàiCắt - ghép lò xo. Ghép vậtGhép lò xoCác đại lượng của hệHệ ghép nối tiếpHệ ghép song songĐộ cứngChu kìTần sốCắt lò xo Giả sử, nếu chúng ta có một lò xo có chiều dài ... và độ cứng kkk được cắt thành các đoạn có chiều dài và có độ cứng tương ứng là Khi đó, ta cóGhép vậtLực đàn hồi - lực hồi phụcLực đàn hồi xuất hiện ở hai đầu lò xo, tác dụng vào các vật gắn với nó làm nó biến dạng. Lực đàn hồi còn xuất hiện cả trong lò lò xo. Lực đàn hồi có xu hướng kéo vật về vị trí lò xo có chiều dài tự thứcLực phục hồi Là lực gây ra dao động điều hòa. Có chiều luôn hướng về vị trí cân bằng. Biến thiên điều hòa với tần số bằng với tần số của li thức Trên đây là kiến thức lý thuyết Vật lí 12 con lắc lò xo mà teen 2k1 cần phải nắm chắc để làm tốt các dạng bài thuộc chuyên ra, các em có thể xem thêm 237 bài tập về con lắc lò xo lớp 12 và các dạng bài tập về con lắc lò xo để ôn luyện nhé.

chuyên đề con lắc lò xo luyện thi đại học