Tổng hợp công thức con lắc lò xo và bài tập áp dụng

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.

I. Các công thức con lắc lò xo

1. Tần số và chu kì của con lắc lò xo

Tần số góc :

Chu kì :

Tần số :

2. Lực kéo về (Lực hồi phục)

Fkv = – kx = – w ^ 2 * x * m = a. m ( Đơn vị : N )
Lực kéo về hướng về vị trí cân đối, biến thiên điều hòa theo thời hạn và ngược pha với li độ
Lực kéo về cực lớn : Fmax = k. A

3. Lực đàn hồi

Fđh = k. Δl
Lực đàn hồi hướng về vị trí lò xo không biến dạng .

+ ) Với con lắc lò xo nằm ngang : Lực phục sinh cũng là lực đàn hồi

+ ) Với con lắc lò xo treo thẳng đứng :

Fđh = k | Δl + x | ( chiều dương hướng xuống dưới )
Fđh = k | Δl-x | ( chiều dương hướng lên trên )

+ ) Lực đàn hồi cực lớn :

Fđh max = k | Δl + A |

+ ) Lực đàn hồi cực tiểu :

* Nếu ΔlFđh min=0

* Nếu Δl > A => Fđh min = k | Δl-A |

4. Khảo sát dao động của con lắc lò xo về mặt năng lượng:

a) Động năng của con lắc lò xo (Đơn vị: J):

Động năng cực lớn :

b) Thế năng của con lắc lò xo (Đơn vị: J):

Thế năng cực lớn :

c) Cơ năng của con lắc lò xo (Đơn vị: J)

Cơ năng của con lắc lò xo không phụ thuộc vào vào khối lượng vật nặng .

d) Các công thức độc lập với thời gian

Nếu tại thời gian t1 ta có li độ x1 và tốc độ v1 thì :

Biên độ giao động khi biết li độ, tốc độ, tần số góc :

Tìm vận tốc cực lớn và tần suất cực lớn 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 2 w, chu kì T / 2 và tần số 2 f nếu con lắc lò xo xê dịch 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

5. Độ cứng lò xo

Một lò xo có chiều dài l, độ cứng k bị cắt thành những 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 tiếp nối đuôi nhau :

+ ) Khi ghép lò xo song song :

II. Bài tập lý thuyết về con lắc lò xo

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

A. Chuyển động của vật là hoạt động đổi khác đều
B. Chuyển động của vật là hoạt động thẳng
C. Chuyển động của vật là hoạt động tuần hoàn
D. Chuyển động của vật là một vật giao động điều hòa
Đáp án : A. Chuyển động của vật là hoạt động biến hóa 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 nhờ vào vào độ cứng của lò xo
B.Lực kéo về phụ thuộc vào vào khối lượng của vật nặng
C.Gia tốc của vật phụ thuộc vào vào khối lượng vật năng
D. Tần số góc của vật nhờ vào vào khối lượng của vật
Đáp án : B. Lực kéo về phụ thuộc vào vào khối lượng của vật nặng. Do lực kéo về có biểu thức F = – kx

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:

Giải : Theo bài ra ta có :

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
Đáp án : C

5. Đối với con lắc lò xo nằm ngang dao động điều hòa thì:

A. Trọng lực của toàn cầu tính năng lên vật tác động ảnh hưởng đến chu kỳ luân hồi xê dịch
B. Biên độ giao động phụ thuộc vào vào độ giãn lò xo ở vị trí cân đối
C. Lực đàn hồi công dụng lên vật cũng chính là lực làm cho vật xê dịch điều hòa
D. Lò xo có chiều dài cực tiểu thì lực đàn hồi tính năng 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

Source: http://wp.ftn61.com
Category: Thủ Thuật