Bài viết này sẽ giúp các bạn học sinh nhớ lại những 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.
Tần số góc:
Chu kì:
Tần số:
Fkv=-kx=-w^2*x*m=a.m [Đơn vị: N]
Lực kéo về hướng về vị trí cân bằng, biến thiên điều hòa theo thời gian và ngược pha với li độ
Lực kéo về cực đại: Fmax=k.A
Fđh=k.Δl
Lực đàn hồi hướng về vị trí lò xo không biến dạng.
Fđh=k|Δl+x| [chiều dương hướng xuống dưới]
Fđh=k|Δl-x| [chiều dương hướng lên trên]
Fđh max=k|Δl+A|
* Nếu ΔlFđh min=0
* Nếu Δl>A=>Fđh min=k|Δl-A|
a] Động năng của con lắc lò xo [Đơn vị: J]:
Động năng cực đại:
Thế năng cực đại:
Cơ năng của con lắc lò xo không phụ thuộc vào khối lượng vật nặng.
Nếu tại thời điểm t1 ta có li độ x1 và vận tốc v1 thì:
Biên độ dao động khi biết li độ, vận tốc, tần số góc:
Tìm tốc độ cực đại và gia tốc cực đại khi biết độ cứng của con lắc lò xo và khối lượng vật nặng:
Chú ý:
Động năng và thế năng của con lắc lò xo biến thiên tuần hoàn với tần số góc 2w, chu kì T/2 và tần số 2f nếu con lắc lò xo dao động điều hòa với tần số góc w, chu kì T, tần số f.
Khoảng thời gian 2 lần liên tiếp động năng bằng thế năng: T/4
Một lò xo có chiều dài l, độ cứng k bị cắt thành các lò xo có độ dài lần lượt là l1, l2, l2… có độ cứng tương ứng k1, k2, k3… thì k.l=k1.l1=k2.l2=k3.l3=…
+] Khi ghép lò xo nối tiếp:
+] Khi ghép lò xo song song:
A. Chuyển động của vật là chuyển động biến đổi đều
B. Chuyển động của vật là chuyển động thẳng
C. Chuyển động của vật là chuyển động tuần hoàn
D. Chuyển động của vật là một vật dao động điều hòa
Đáp án: A. Chuyển động của vật là chuyển động biến đổi đều
A.Lực kéo về phụ thuộc vào độ cứng của lò xo
B.Lực kéo về phụ thuộc vào khối lượng của vật nặng
C.Gia tốc của vật phụ thuộc vào khối lượng vật năng
D. Tần số góc của vật phụ thuộc vào khối lượng của vật
Đáp án: B. Lực kéo về phụ thuộc vào khối lượng của vật nặng. Do lực kéo về có biểu thức F=-kx
Giải: Theo bài ra ta có:
A. Khối lượng vật nặng tăng gấp đôi
B. Khối lượng vật nặng giảm 4 lần
C. Độ cứng lò xo giảm 4 lần
D. Biên độ tăng 2 lần
Đáp án: C
5. Đối với con lắc lò xo nằm ngang dao động điều hòa thì:
A. Trọng lực của trái đất tác dụng lên vật ảnh hưởng đến chu kỳ dao động
B. Biên độ dao động phụ thuộc vào độ giãn lò xo ở vị trí cân bằng
C. Lực đàn hồi tác dụng lên vật cũng chính là lực làm cho vật dao động điều hòa
D. Lò xo có chiều dài cực tiểu thì lực đàn hồi tác dụng vào vật nhỏ nhất
Giải: Vì là con lắc lò xo nằm ngang nên:
Ta chọn đáp án: C
Xem thêm:
Công thức + Bài tập: Con lắc lò xo nằm ngang
Bài tập con lắc lò xo hay có đáp án chi tiết
Độ lớn:
Trong đó:
Lực đàn hồi luôn ngược chiều biến dạng
Lực đàn hồi cực tiểu:
Bài toán: Xác định thời gian lò xo nén, giãn trong 1 chu kì.
Chú ý: Nếu A > ∆l0 có thời gian lò xo nén
Ta có thời gian lò xo nén và giãn trong 1 chu kì:
Trong đó:
Gọi H là tỉ số giữa thời gian lò xo nén và thời gian lò xo giãn trong 1 chu kì:
– Là hợp lực tác dụng lên vật – Luôn hướng về VTCB
– Biểu thức: Fph = ma = -mω2x = -kx
– Độ lớn: Fph = mω2.|x| = k.|x|
Vd 1: Một con lắc lò xo có chiều dài tự nhiên là l0 = 30cm, độ cứng của lò xo là k = 10 N/m. Treo vật nặng có khối lượng m = 0,1kg vào lò xo và kích thích cho lò xo dao động điều hoà theo phương thẳng đứng với biên độ A = 5cm. Xác định chiều dài cực đại, cực tiểu của lò xo trong quá trình dao động của vật
Xem thêm:
Công thức + Bài tập: Con lắc lò xo nằm ngang
Tổng hợp công thức con lắc lò xo và bài tập áp dụng