Giải bài 2 vật lí 12: Con lắc lò xo

  • 1 Đánh giá

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.

Bài 2: Con lắc lò xo

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

Câu 1: SGK Vật lí 12, trang 13: Khảo sát con lắc lò xo nằm ngang. Tìm công thức của lực kéo về.

=> Xem hướng dẫn giải

Câu 2: SGK Vật lí 12, trang 13: Nêu công thức tính chu kì con lắc.

=> Xem hướng dẫn giải

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?

=> Xem hướng dẫn giải

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.$\sqrt{\frac{m}{k}}$

=> Xem hướng dẫn giải

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.

=> Xem hướng dẫn giải

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.

=> Xem hướng dẫn giải

=> Câu hỏi và bài tập trắc nghiệm lí 12 bài 2: Con lắc lò xo (P4)


  • 7 lượt xem
Cập nhật: 07/09/2021