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
- Phát biểu mối quan hệ giữa sự biến thiên theo thời gian của điện trường và từ trường.
- Giải bài 37 vật lí 12: Phóng xạ
- Tại sao phải quy định thống nhất tần số của dòng điện xoay chiều tạo ra trong kĩ thuật?
- Một lăng kính thủy tinh có góc chiết quang A = 50, được coi là nhỏ, các chiết suất đối với ánh sáng đỏ và ánh sáng tím lần lượt là nđ = 1,643 và nt = 1,685.
- Giữa chu kì, tần số và tần số góc có mối liên hệ như thế nào?
- Giải vật lí 12: Bài tập 5 trang 194 sgk
- Giải bài 18 vật lí 12: Động cơ không đồng bộ ba pha
- Biến điệu sóng điện từ là:
- Trong một thí nghiệm Y-âng, hai khe F1, F2cách nhau một khoảng a = 0,8 mm, khe F được chiếu sáng bằng bức xạ tử ngoại, bước sóng 360 nm.
- Giải bài 24 vật lí 12: Tán sắc ánh sáng
- Vẽ sơ đồ khối của một máy thu thanh đơn giản và giải thích tác dụng của từng bộ phận trong sơ đồ.
- Tia hồng ngoại có: