Công Thức Con Lắc Lò Xo Thẳng đứng - TopLoigiai

Mục lục nội dung 1. Các công thức con lắc lò xo treo thẳng đứng2. Bài tập ôn tập lí thuyết3. Bài tập vận dụng

1. Các công thức con lắc lò xo treo thẳng đứng

Gọi lo: Chiều dài tự nhiên của lò xo

Δl: Độ dãn của lò xo khi vật ở VTCB

lb: Chiều dài của lò xo khi vật ở VTCB

=> lb=lo + Δl

Khi vật ở VTCB:

Độ biến dạng của lò xo thẳng đứng:

Chiều dài của lò xo ở li độ x: l = lb + x

-> Chiều dài cực đại

( Khi vật ở vị trí thấp nhất) lmax = lb + A

-> Chiều dài cực tiểu

( Khi vật ở vị trí cao nhất) lmin = lb − A

- Lực đàn hồi của lò xo ở li độ x:

Fđh = k(Δl+x)

- Lực đàn hồi cực đại:

Fđhmax = k(Δl+A)

- Lực đàn hồi cực tiểu

Fđhmin = k(Δl−A) nếu Δl > A

Fđhmin = 0 nếu Δl ≤ A

- Lực hồi phục:

Là lực tổng hợp tác dụng lên vật ( có xu hướng đưa vật về VTCB )

Độ lớn: Fhp = |kx|

+ Lực hồi phục cực đại: Fhp =|kA|

* Lưu ý: Trong các công thức về lực mà năng lượng thì A, x, ∆l có đơn vị là (m)

Cùng Top lời giải tìm hiểu bài tập liên quan nhé:

2. Bài tập ôn tập lí thuyết

Câu 1: Chọn phát biểu đúng khi nói về con lắc lò xo nằm ngang

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

Hướng dẫn:

Đáp án: A. Chuyển động của vật là chuyển động biến đổi đều

Câu 2: Đối với con lắc lò xo dao động điều hòa, chọn phát biểu không đúng trong những phát biểu sau:

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

Hướng dẫn:

Đáp án: B. Lực kéo về phụ thuộc vào khối lượng của vật nặng. Do lực kéo về có biểu thức F=-kx

Câu 3. Con lắc lò xo gồm vật nặng có khối lượng m, lò xo có độ cứng k. Kích thích vật dao động điều hòa với chu kì T. Cắt bớt lò xo một nửa, rồi kích thích vật m dao động điều hòa thi chu kỳ dao động khi đó bằng:

Hướng dẫn:

Đáp án D

Theo bài ra ta có:

Câu 4. Chu kỳ của con lắc lò xo tăng 2 lần khi:

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

Hướng dẫn:

Đáp án: C

Câu 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

Hướng dẫn:

Vì là con lắc lò xo nằm ngang nên: 

Ta chọn đáp án: C

3. Bài tập vận dụng

Bài 1: x=20cos(10t+π/6) cm. Tìm thời gian lò xo bị nén, giãn trong 1 chu kỳ

Giải:

Bài 2: Cho một con lắc lò xo có độ cứng k=100 N/m; khối lượng vật nặng m=400 g.thời gian bị nén trong một chu kỳ là t nén=0,1s. Lấy g=10 m/s2. Tìm biên đô dao động A?

Giải:

Bài 3: Trong thang máy treo một con lắc lò xo có độ cứng 25 N/m, vật nặng có khối lượng 400g. Khi thang máy đứng yên ta cho con lắc dao động điều hòa, chiều dài con lắc thay đổi từ 32cm đén 48cm. Tại thời điểm mà vật ở vị trí thấp nhất thì cho thang máy đi xuống nhanh dần đều với gia tốc a=g/10, lấy g=10m/s2. Biên độ dao động của vật trong trường hợp này là?

Giải:

Ta có: biên độ dao động lúc đầu: A=(Lmax - Lmin)/2= (48-32)/2=8cm

Khi thang máy chuyển động xuống  nhanh dần đều, con lắc chịu thêm lực quán tính. Lúc này vị trí cân bằng dịch chuyển lên một đoạn:

b = Fqt/k = (m.a)k=0,4/25 = 0,016m

Áp dụng hệ thức độc lập với thời gian: A’=A+b=8+1,6=9,6 cm ( Do khi chuyển động xuống nhanh dần đều vật ở đang ở vị trí biên nên vận tốc =0)