Bài 2. 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 và thắt chặt ( h. 2.1 ). vật m hoàn toàn có thể trượt trên một mặt phẳng nằm ngang không có ma sát. 2. vị trí cân đối của vật là vị trí khi lò xo không biến dạng ( h.2.la ). vật sẽ đứng yên mãi ở vị trí này nếu lúc đầu nó đứng yên. kéo vật ra khỏi vị trí cân đối cho lò xo dãn ra một đoạn nhỏ rồi buông tay ( h. 2.1 b ), ta thấy vật giao động trên một đoạn thẳng quanh vị trí cân đối ( h. 2.1 c và d ). ta hãy xét xem giao động của vật m ( hay của con lắc lò xo ) có phải là xê dịch điều hòa hay không. ii – khảo sát xê dịch của con lấc lô xo vê mất đ0ng lưc hqc 1. chọn trục tọa độ y song song với trục của lò xo, chiều dương là chiều tăng độ dài 1 của lò xo. chọn gốc tọa độ 0 tại vị trí cân đối. giả sử vật có li độ \. vì trọng tải p và phản lực n của mặt phẳng tính năng vào vật cân đối nhau, nên hợp lực f tính năng vào vật chỉ là lực đàn hồi của lò xo. hơn nữa, ở vị trí vật có li độ y thì độ biến dạng của lò xo cũng bằng x ( ai = x ). do đó lực đàn hồi của lò xo f = – kai hoàn toàn có thể viết dưới dạng đại số như sau : f = – ka ( 2.1 ) 2. vận dụng định luật ii niu-tơn, ta được : k = – m ” ( 2.2 ) 3. đặt ( o ” = k và so sánh công thức ( 2.2 ) với công thức ( 1,4 ) ta rút ra Kết luận : xê dịch của con lắc lò xo là xê dịch điều hòa theo phươngtrình ( 1.1 ). tần số góc và chu kì của con lắc lò xo lần lượt là : o = – ( 2.3 ) t = 27 t. t ( 2.4 ) 4. lực kéo về lực luôn hướng về vị trí cân đối gọi là lực kéo về. lực kéovề có độ lớn tỉ lệ với li độ là lực gây ra tần suất cho vật dao độngđiều hòa. iii – khảo sát giao động của con lấc lò xovê mất nấng lượng1. θδng nang cύa con lac lό κο động năng của con lắc lò xo là động năng của vật m : 2 ( 2.5 ) w = 2. thế năng của con lắc lò xo ở lớp 10 ta đã biết, khi lò xo bị biến dạng thì hệ gồm lò xo và vật nhỏ, tức là con lắc lò xo, có thế năng đàn hồi w = k ( a ) : – thay ai = \ vào, ta có công thức tính thế năng của con lắc lò xo nhu sau : 1. ) w = ke ( 2.6 ) | c. – i. chứng minhm rằng κ. có đơn vịlà giây. | co. hãy cho biết một cách định tính, thế năng và động năng của con lắc đổi khác thế nào khi nó đi từ vị trí biên về vị trí cân đối và từ vị trí cân đối đến vị trí biên. con lắc lò xo là một hệ dao độncôngđộng năng của con lắc lò xo là : trong đó x là lĩ độ của vật m ; k hướng về vị trí cân đối. w = 1 mv * 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. w = mv ilk ? ( 2.7 ) 2 2 b ) ta hoàn toàn có thể chứng tỏ rằng khi không có ma sát thì cơ năng của con lắc được bảo toàn. nó chỉ đổi khác từ dạng thế năng sang động năng và ngược lại. thật vậy, thay u từ công thức ( 1.3 ) và thay y từ công thức ( 1.1 ) vào công thức ( 2.7 ) ta được : wsin ° ( or + o ) + kaʼeos ° ( ot + p ) phối hợp với công thức ( 2.3 ), ta được : w = a ? r = hằng số ( 2.8 ) công thức ( 2.8 ) cho thấy : cơ năng của con lắc tỉ lệ với bình phương của biển độ xê dịch. cơ năng của con lắc được bảo toàn nếu bỏ lỡ mọi ma sát. g điều hòa. – ཟཟ = – kxlà độ cứng của lò xo ; dấu trừ chỉ rằng lực fluôn luônchu kì xê dịch của con lắc lò xo là t = 2 n ( m là khối lượng của vật ] и, = { x là lĩ độ của vậtm ) | cơ năng của con lắc lò xo : hay : w = } ka ” = ‘ ma’a ’ = hãng số 2 2 2 2 ܒܙܒܓܝ ܓ ܠܝ ܓܒܐ ܐܠܘ ܢܝ ܠ ܬܓܬܐ ܓ ܕ ܐ ܢܝܬܐ ܢܝ ܥܬܐ ܥܝ ܬܥܬܐ ܠܐ ܡ, ཟ ܐܠܝ ܥܕܬܐ – ܒ ܒ – ܒ ܲ ܓܝ ܓܝ ܐܐcâu hối va bai tâp 3.1. khảo sát giao động của con lắc lò xo nằm 5. một con lắc lò xo giao động điều hòa, lò xo có ngang. tìm công thức của lực kéo về. độcứng k = 40 ’ n / m. khi vậtm của con lắc đang qua vị trí có li độ x = – 2 cm thì thế năng của2. nêu công thức tính chu kì của con lắc lò xo. con lắc là bao nhiêu ? 3. viết công thức của động năng, thế năng vàcơ năng của con lắc lò xo. a. – 0.016. j. b. – 0.008.j.khi con lắc lò xo xê dịch điều hòa thì động c. o. 016. j. d. o, 008. j. năng và thế năng của con lắc đổi khác qua lại 6. một con lắc lò xo gồm một vật có khối lượngố nàn 7 – franhư thế nào ? m = 0,4 kg và một lò xo có độ cứng k = 80 | n / m. con lắc giao động điều hòa với biên độ bằng 0,1 m. hỏi vận tốc của con lắc khi qua vị trí4. chọn đáp án đúng. cân bằna ? công thức tính chu kì giao động của con lắc a. 0 m / s. b. 14 m / s. lò xo là : k c. 20 m / s. d, 3,4 m / s. ат-2 ; b, tn 27 wm. c. t – i от г. 2 nt vk k
