Lý Thuyết Và Bài Tập Con Lắc Lò Xo Lý 12 Đầy Đủ Và Chi Tiết

>>>Xem thêm: Oscillator Oscillator là gì? Lý thuyết và Thực hành về Rung động và Sóng hài 12

Cấu tạo của con lắc lò xo

Con lắc lò xo là hệ gồm lò xo nhẹ độ cứng k và quả cầu kim loại khối lượng m, đầu còn lại cố định.

Có ba loại con lắc lò xo: ​​con lắc lò xo nằm ngang, con lắc lò xo treo thẳng đứng và con lắc lò xo treo xiên. Trong Vật Lý Cơ Bản 12, bạn sẽ chỉ nghiên cứu chuyển động của con lắc lò xo nằm ngang.

>>>Xem thêm: Con lắc đơn – Lý thuyết, Công thức và Bài tập minh họa

Nghiên cứu động lực học dao động của con lắc

Xét vật ở khoảng cách x thì lò xo bị dãn một đoạn △l = x và lực đàn hồi của lò xo là f= – k△l.

Xem Thêm: Lời giải bài 34 trang 22 sgk toán 7 tập 1 – Đầy đủ và Ngắn gọn

Về mặt động học, phương trình dao động của con lắc lò xo là:

Ở đâu:

• f: là lực tác dụng lên m(n)
• x: là khoảng cách của vật thể (m)
• k: Độ cứng lò xo (n/m)

Xem Thêm : Từ ghép là gì? Cách phân biệt từ ghép từ láy nhanh

Kí hiệu (-) trong công thức chứng tỏ lực f luôn hướng về vị trí cân bằng.

Dao động của con lắc là dao động điều hòa:

Lực luôn chuyển động về vị trí cân bằng gọi là lực kéo vật. Độ lớn của nó tỉ lệ thuận với độ dịch chuyển và là lực gây ra gia tốc cho vật chuyển động điều hòa.

Ngoài ra, các em cũng có thể tham khảo công thức tính của con lắc lò xo ở bảng dưới đây và vận dụng vào giải bài tập:

Xem Thêm: Tập làm văn lớp 4: Tả cây chuối vườn nhà em Dàn ý & 16 bài văn tả cây chuối lớp 4

>>>Xem thêm: Lý thuyết 10: Sự rơi tự do và cách giải bài tập Sự rơi tự do

Nghiên cứu dao động của con lắc lò xo dưới góc độ năng lượng

Công thức tính động năng của con lắc lò xo, với a là biên độ dao động:

Công thức động năng cực đại (vị trí tốc độ cực đại):

Công thức tính thế năng của con lắc:

Công thức tính thế năng cực đại của con lắc lò xo:

Xem Thêm : Chị Dậu trong tác phẩm Tắt đèn tên thật là gì?

Về cơ năng của con lắc lò xo, sự bảo toàn cơ năng được biểu diễn như sau:

• Cơ năng của con lắc lò xo:
• Khi không có ma sát thì cơ năng của con lắc được bảo toàn. Nó chỉ chuyển hóa từ thế năng thành động năng và ngược lại.
• Cơ năng của con lắc lò xo luôn bảo toàn và tỉ lệ với bình phương biên độ dao động.

Xem Thêm: Hình ảnh quê hương – Tổng hợp hình ảnh quê hương đẹp nhất

Lưu ý:

• Đối với một vật dao động điều hòa với tần số góc t và tần số f thì động năng và thế năng biến đổi tuần hoàn với tần số góc ω’, tần số f’ và chu kỳ t’ thì mối quan hệ như sau:
• Khi lò xo dao động điều hòa và chiều dài lò xo thay đổi từ chiều dài nhỏ nhất lmin đến chiều dài lớn nhất lmax thì:

Bài tập minh họa

Bài tập 1: Một con lắc lò xo có khối lượng không đáng kể, độ cứng k được treo thẳng đứng vào vật nặng khối lượng m treo bên dưới. Ta thấy, ở vị trí cân bằng lò xo bị dãn một đoạn 16 cm. Kích thích vật dao động điều hòa. Xác định tần số của con lắc lò xo. Với g = 2 (m/s2)

Giải pháp thay thế:

Bài tập 2: Lò xo có độ cứng k. Khi mắc vật m1 vào lò xo và dao động điều hòa thì chu kì dao động là 0,3s. Khi gắn một vật khối lượng m2 vào lò xo trên và kích thích cho dao động điều hòa thì nó dao động với chu kỳ 0,4s. Nếu gắn một vật khối lượng m = 2m1 + 3m2 thì chu kỳ dao động của nó là bao nhiêu?

Giải pháp thay thế:

Điểm đột phá trong học tập Toán-Lý-Hóa-Viết-Tiếng Anh-Bẩm sinh trong cuộc đua Marathon giáo dục 2022-2023

<3 Nội dung khóa học bám sát với chương trình của Bộ Giáo dục và Đào tạo, Marathon Education sẽ giúp học viên lấy lại sức bền, bứt phá phong độ, nâng cao hiệu quả học tập.

• Trong suốt cuộc đua marathon, học sinh sẽ được giảng dạy bởi 1% giáo viên hàng đầu trong cả nước. Tất cả giáo viên đều có trình độ từ thạc sĩ trở lên, có kinh nghiệm giảng dạy trên 10 năm, đạt nhiều thành tích xuất sắc trong công tác giáo dục và giảng dạy. Giáo viên sẽ giúp học viên tiếp thu kiến ​​thức nhanh chóng, dễ dàng thông qua phương pháp giảng dạy sáng tạo, gần gũi.
• Marathon Education còn có các gia sư học thuật chuyên nghiệp theo sát quá trình học tập của học viên và hỗ trợ học viên giải đáp mọi thắc mắc trong học tập cũng như cuộc sống. Tùy chỉnh lộ trình học tập của bạn.
• Thông qua sự kết hợp giữa thông tin dữ liệu và nền tảng công nghệ, mỗi lớp học của Marathon Education luôn đảm bảo đường truyền ổn định, chống giật/độ trễ tối đa, chất lượng hình ảnh và âm thanh tốt nhất.
• Với nền tảng học tập trực tiếp trực tuyến mô phỏng lớp học ngoại tuyến, học sinh có thể tương tác trực tiếp với giáo viên của mình dễ dàng như ở trường.
• Khi trở thành học viên của Education Marathon, các em còn được tặng Vở tay Toán, Lý, Hóa “siêu xịn”, tóm tắt tất cả các công thức và nội dung khóa học, được sắp xếp rất chi tiết , tận tâmgiúp các em học sinh dễ tiếp thu và ghi nhớ kiến ​​thức hơn.

Marathon Education hứa hẹn với học sinh điểm đầu ra là 8+ hoặc ít nhất là tăng 3 điểm. Nếu bạn không đạt được số điểm như cam kết, Marathon sẽ hoàn trả 100% học phí cho bạn. Hãy nhanh tay đăng ký tham gia lớp học truyền hình trực tuyến Education Marathon 2022-2023 năm học 8-12 lớp học trực tuyến môn toán, vật lý, văn hóa và văn học hôm nay để hưởng ưu đãi học phí siêu ưu đãi lên tới 39% 699.000 ban đầu chỉ còn 399.000.

Khóa học trực tuyến về giáo dục Marathon

Với lý thuyết về con lắc lò xo và một số bài tập thực hành mà Marathon Education vừa chia sẻ, hi vọng các bạn sẽ nắm vững kiến ​​thức này. Để học trực tuyến thêm nhiều kiến ​​thức toán-lý-hóa-văn bổ ích, các em hãy thường xuyên quan tâm đến website chính thức của Marathon nhé. Chúc các bạn thành công trong học tập và luôn đạt điểm cao!