- Trang Chủ
- Tài Liệu Phổ Thông
- Công ty Cổ phần Đầu tư Công nghệ Giáo dục IDJ TỔNG KẾT CÁC KIẾN THỨC VÀ DẠNG BÀI TẬP VỀ CON LẮC LÒ XO1. Phương trình dao động con lắc lò xo: x = Acos(ωt + ϕ).k 2π m 1 ω 1 = 2π = ; chu kỳ: T = ; tần số: f = = ω k T 2π 2π m 1 1 2. Cơ năng:
Xem mẫu
- Công ty Cổ phần Đầu tư Công nghệ Giáo dục IDJ
TỔNG KẾT CÁC KIẾN THỨC VÀ DẠNG BÀI TẬP VỀ
CON LẮC LÒ XO
1. Phương trình dao động con lắc lò xo: x = Acos(ωt + ϕ).
k 2π m 1 ω 1 k
Tần số góc: ω = ; chu kỳ: T = = 2π ; tần số: f = = =
m ω k T 2π 2π m
1 1
2. Cơ năng: E = Eđ + Et = mω 2 A2 = kA2
2 2
1 1
Với Eđ = mv 2 = kA2 sin 2 (ωt + ϕ ) = E sin 2 (ωt + ϕ )
2 2
1 1
Et = kx 2 = kA2 cos 2 (ωt + ϕ ) = E cos 2 (ωt + ϕ )
2 2
CY:
- Thế năng và động năng của vật dao động điều hòa biến thiên theo thời gian với tần số góc
T
ω’ = 2ω, với tần số f’ = 2f và với chu kì T’ = .
2
- Trong một chu kì có 4 lần động năng và thế năng bằng nhau nên khoảng thời gian giữa hai lần
T
liên tiếp động năng và thế năng bằng nhau là . Động năng và thế năng của vật dao động điều
4
A
hòa bằng nhau tại vị trí có li độ x = ±
2
- Dạng bài toán xác đình thời gian ngắn nhất để vật đi từ vị trí động năng đến một vị trí nào đó.
Hoặc xác định quãng đường.
3. Lực hồi phục hay lực phục hồi (là lực gây dao động cho vật) là lực để đưa vật về vị trí cân
bằng (là hợp lực của các lực tác dụng lên vật xét phương dao động), luôn có xu hướng kéo vật về
VTCB, có độ lớn Fhp = k|x| = mω2|x|.
4. Lực đàn hồi là lực kéo vật trở về vị trí lò xo không biến dạng.
- Với con lắc lò xo nằm ngang thì lực hồi phục và lực đàn hồi là một (vì tại VTCB lò xo không
biến dạng)
- Với con lắc lò xo thẳng đứng hoặc đặt trên mặt phẳng nghiêng
+ Độ lớn lực đàn hồi có biểu thức:
Fđh = k|Δl + x| với chiều dương hướng xuống
Giáo viên: Chu Thị Thu www.hoc360.vn
- Công ty Cổ phần Đầu tư Công nghệ Giáo dục IDJ
Fđh = k|Δl - x| với chiều dương hướng lên
+ Lực đàn hồi cực đại (lực kéo): FMax = k(Δl + A) = FKMax
+ Lực đàn hồi cực tiểu:
Nếu A < Δl ⇒ FMin = k(Δl - A) = FKMin
Nếu A ≥ Δl ⇒ FMin = 0 (lúc vật đi qua vị trí lò xo không biến dạng)
Lực đẩy (lực nén) đàn hồi cực đại: FNmax = k(A - Δl) (lúc vật ở vị trí cao
nhất)
Lưu ý: Khi vật ở trên: * FNmax = FMax = k(Δl + A)
* Nếu A < Δl ⇒ FNmin = FMin = k(Δl - A)
* Nếu A ≥ Δl ⇒ FKmax = k(A - Δl) còn FMin = 0
5. Sự khác biệt giữa các con lắc lò xo dao động theo phương nằm ngang, thẳng đứng và nghiêng:
- Lò xo nằm ngang: tại vị trí CB lò xo không biến dạng, lực đàn hổi và lực hồi phục bằng nhau.
- Lò xo treo theo phương thẳng đứng: Tại vị trí CB lò xo bị dãn ra một đoạn. Độ biến dạng của lò
mg Δl
xo thẳng đứng: Δl = ⇒ T = 2π . Nên lực đàn hồi khác với lực phục hồi và được tính
k g
theo công thức bên trên.
- Lò xo có đầu dưới cố định đầu trên gắn với vật thì tại vị trí CB lò xo bị nén một đoạn. Độ biến
dạng đó vẫn được tính bằng công thức trên. Và lực đàn hổi được tính theo công thức phần 4.
- Độ biến dạng của lò xo nằm trên mặt phẳng nghiêng có góc nghiêng α: m
mg sin α Δl
Δl = ⇒ T = 2π k
k g sin α k
CY về chiều dài của lò xo:
m
Trường hợp vật ở dưới:
+ Chiều dài lò xo tại VTCB: lCB = l0 + Δl (l0 là chiều dài tự nhiên)
Vật ở dưới Vật ở trên
+ Chiều dài cực tiểu (khi vật ở vị trí cao nhất): lMin = l0 + Δl – A
+ Chiều dài cực đại (khi vật ở vị trí thấp nhất): lMax = l0 + Δl + A ⇒ lCB = (lMin + lMax)/2
Δϕ Δl
+ Khi A > Δl thì thời gian lò xo nén là Δt = , với cosΔφ =
ω A
Thời gian lò xo giãn là T/2 - Δt, với Δt là thời gian lò xo nén (tính như trên)
Trường hợp vật ở trên:
lCB = l0 - Δl; lMin = l0 - Δl – A;
lMax = l0 - Δl + A ⇒ lCB = (lMin + lMax)/2
6. Một lò xo có độ cứng k, chiều dài l được cắt thành các lò xo có độ cứng k1, k2, … và chiều dài
tương ứng là l1, l2, … thì ta có: kl = k1l1 = k2l2 = …
7. Ghép lò xo:
Giáo viên: Chu Thị Thu www.hoc360.vn
- Công ty Cổ phần Đầu tư Công nghệ Giáo dục IDJ
1 1 1
* Nối tiếp = + + ... ⇒ cùng treo một vật khối lượng như nhau thì độ cứng giảm dần,
k k1 k2
1 1 1
tần số giảm, chu kì tăng: T2 = T12 + T22, 2
= 2 + 2 + ...
f f1 f2
* Song song: k = k1 + k2 + … ⇒ cùng treo một vật khối lượng như nhau thì độ cứng tăng, tần
1 1 1
số tăng, chu kì giảm: 2 = 2 + 2 + ... , f2 = f12 + f2
T T1 T2
Chú ý: lò xo càng dài càng mềm, càng ngắn càng cứng.
8. Gắn lò xo k vào vật khối lượng m1 được chu kỳ T1, vào vật khối lượng m2 được T2, vào vật
khối lượng m1+m2 được chu kỳ T3, vào vật khối lượng m1 – m2 (m1 > m2)được chu kỳ T4.
Thì ta có: T32 = T12 + T22 và T42 = T12 − T22
Giáo viên: Chu Thị Thu www.hoc360.vn
nguon tai.lieu . vn
