Giải bài 2 vật lí 12: Con lắc lò xo
Dựa vào cấu trúc SGK Vật lí lớp 12, KhoaHoc sẽ tóm tắt lại hệ thống lý thuyết và hướng dẫn giải các bài tập Bài 2: Con lắc lò xo một cách chi tiết, dễ hiểu. Hi vọng rằng, đây sẽ là tài liệu hữu ích giúp các em học tập tốt hơn.
A. Lý thuyết:
I. Con lắc lò xo:
1. Khái niệm:
Con lắc lò xo là một hệ gồm một lò xo có độ cứng k, khối lượng không đáng kể, một đầu được giữ cố định và đầu kia gắn vật nhỏ khối lượng m.
2. Vị trí cân bằng:
Là vị trí mà lò xo không biến dạng.
II. Khảo sát dao động của con lắc lò xo về mặt động lực học
Chọn hệ quy chiếu: Chọn trục tọa độ x song song với trục của lò xo, chiều dương là chiều tăng độ dài của lò xo.Gốc tọa độ O tại vị trí cân bằng. Mốc thời gian là thời điểm ban đầu.
Giả sử, tại thời điểm t, vật ở li độ x.
Các lực tác dụng lên vật: , $\overrightarrow{N}$, $\overrightarrow{F}$.
Áp dụng Định luật II Newton, ta có: + $\overrightarrow{N}$ + $\overrightarrow{F}$ = m.a
Chiếu lên phương chuyển động ( trục Ox), ta có: = m.a
- k.x = m.a
a = - $\frac{k}{m}$ . x
Đặt = $\frac{k}{m}$
Con lắc lò xo dao động điều hòa với tần số góc và chu kì lần lượt là:
w =
T = 2.$\sqrt{\frac{m}{k}}$
Lực kéo về (lực hồi phục): là lực luôn hướng về vị trí cân bằng (khác với lực đàn hồi là lực đưa vật về vị trí lò xo không biến dạng). Độ lớn lực kéo về tỉ lệ với li độ, 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: Là động năng của vật m:
= $\frac{1}{2}$.m.v^{2}
2. Thế năng của con lắc lò xo: Là thế năng đàn hồi của lò xo;
= $\frac{1}{2}$.k.$x^{2}$
3. Cơ năng của con lắc lò xo. Sự bảo toàn cơ năng
a, Cơ năng của con lắc lò xo: Là tổng động năng và thế năng của con lắc
b, Sự bảo toàn cơ năng: Khi không có ma sát, cơ năng của con lắc được bảo toàn. Nó chỉ chuyển từ thế năng sang động năng và ngược lại.
Ta có: (*)
Chú ý: Cơ năng của con lắc lò xo tỉ lệ thuận với bình phương biên độ
B. BÀI TẬP VÀ HƯỚNG DẪN GIẢI
Kiến thức thú vị
Câu 1: SGK Vật lí 12, trang 13: Khảo sát con lắc lò xo nằm ngang. Tìm công thức của lực kéo về.
Câu 2: SGK Vật lí 12, trang 13: Nêu công thức tính chu kì con lắc.
Câu 3: SGK Vật lí 12, trang 13:
Viết công thức động năng, thế năng, cơ năng của con lắc lò xo.
Khi con lắc lò xo dao động điều hòa thì động năng và thế năng của con lắc biến đổi qua lại như thế nào?
Câu 4: SGK Vật lí 12, trang 13: Chọn đáp án đúng.
Công thứ tính chu kì dao động của con lắc lò xo là:
A. T = 2.$\sqrt{\frac{k}{m}}$
B. T = .$\sqrt{\frac{k}{m}}$
C. T = .$\sqrt{\frac{m}{k}}$
D. T = 2.$\sqrt{\frac{m}{k}}$
Câu 5: SGK Vật lí 12, trang 13:
Một con lắc lò xo dao động điều hòà. Lò xo có độ cứng k = 40 N/m. Khi vật m của con lắc đang qua vị trí có li độ x = - 2 cm thì thế năng của con lắc là bao nhiêu?
A. - 0,016 J.
B. - 0,008 J.
C. 0,016 J.
D. 0,008 J.
Câu 6: SGK Vật lí 12, trang 13:
Một con lắc lò xo gồm một vật có khối lượng m = 0,4 (kg), và một lò xo có độ cứng k = 80 N/m. Con lắc lò xo dao động điều hòa với biên độ bằng 0,1 (m), hỏi tốc độ của con lắc khi qua vị trí cân bằng?
A. 0 m/s.
B. 1,4 m/s.
C. 2,0 m/s.
D. 3,4 m/s.
=> Câu hỏi và bài tập trắc nghiệm lí 12 bài 2: Con lắc lò xo (P4)
Xem thêm bài viết khác
- Giải bài 23 vật lí 12: Nguyên tắc thông tin liên lạc bằng sóng vô tuyến
- Giải bài 2 vật lí 12: Con lắc lò xo
- Giải câu 4 bài 30: Hiện tượng quang điện. Thuyết lượng tử ánh sáng sgk vật lí 12 trang 158
- Giải vật lí 12: bài tập 3 trang 169 sgk
- Giải bài 27 vật lí 12: Tia hồng ngoại và tia tử ngoại
- Dựa vào định luật Ôm, hãy so sánh tác dụng cản trở dòng điện xoay chiều thể hiện trong:
- Giải vật lí 12: bài tập 2 trang 169 sgk
- Quá trình phóng xạ α có phải là phân hạch hay không?- sgk vật lí 12 trang 195
- Viết công thức xác định vị trí các vân sáng.
- Một con lắc đơn dài l = 2,00 m, dao động điều hòa tại một nơi có gia tốc rơi tự do g = 9,8 m
- Giải vật lí 12: Bài tập 2 trang 173 sgk
- Giải bài 16 Vật lí 12: Truyền tải điện năng – Máy biến áp Vật lý 12