Một con lắc lò xo

     

Nội dung bài xích này giúp các em vậy được bí quyết của khả năng kéo về tác dụng vào vật xấp xỉ điều hòa, những công thức tính chu kì của con rung lắc lò xo. Bí quyết tính thế năng, hễ năng cùng cơ năng của bé lắc lò xo. Dìm xét định tính về sự biến đổi thiên rượu cồn năng và nuốm năng của con lắc lò xo. Giải thích được lý do dao rượu cồn của con rung lắc lò xodao cồn điều hòa. áp dụng được những biểu thức làm những bài tập dễ dàng và nâng cao. Viết được phương trình rượu cồn học của nhỏ lắc lò xo.

Bạn đang xem: Một con lắc lò xo


1. đoạn clip bài giảng

2. Tóm tắt lý thuyết

2.1. Nhỏ lắc lò xo

2.2. Khảo sát DĐ của CLLX về mặt cồn lực học

2.3. Khảo sát DĐ của CLLXvề mặt năng lượng

3. Bài tập minh hoạ

4. Luyện tập bài 2 thứ lý 12

4.1. Trắc nghiệm

4.2. Bài bác tập SGK & Nâng cao

5. Hỏi đápBài 2 Chương 1 trang bị lý 12


Con nhấp lên xuống lò xo có một trang bị nặng m gắn vào 1 đầu của lò xo gồm độ cứng k và cân nặng không xứng đáng kể. Đầu còn lại của lò xo cầm định.

Con lắc có một vị trí cân đối mà lúc ta thả thứ ra vật vẫn đứng yên ổn mãi. Ví như kéo đồ vật khỏi vị trí cân đối buông ra thứ sẽ giao động quanh vị trí cân nặng bằng, thân hai vị trí biên.


Xét vật ở li độ x, lò xo giản một đoạn (Delta l = x), lực đàn hồi(F= -k Delta l)

Tổng lực chức năng lên vật(F =- kx)

Theo định điều khoản II Niu tơn:(a = -frackm x)

Đặt(omega^2 = frackm)(Rightarrow a+ omega^2 x = 0)

Dao rượu cồn của nhỏ lắc xoắn ốc là xấp xỉ điều hòa:

Tần số góc: (omega= sqrtfrackm)

Chu kì: (T=2pi sqrtfracmk)

Lực nhắm đến vị trí thăng bằng gọi là lực kéo về. Sức kéo về gồm độ mập tỉ lệ cùng với li độ và gây gia tốc cho vật xấp xỉ điều hòa.

Biểu thức : (F = - kx = - momega ^2x)

Đặc điểm:

Là lực gây ra gia tốc cho đồ gia dụng dao động

Luôn hướng đến VTCB và tỉ lệ với li độ dao động

Biến thiên điều hoà cùng tần số cùng với li độ


2.3. điều tra khảo sát dao đụng của lò xo về khía cạnh năng lượng


a. Động năng của bé lắc lò xo.

(W_d = frac12 m v^2)(J)

b. Cụ năng của nhỏ lắc lò xo.

Xem thêm: Cách Làm Ếch Xào Lăn Ngon Đậm Đà Đưa Cơm, Cách Làm Ếch Xào Lăn Thơm Ngon Không Bị Tanh

(W_t = frac12 k x^2)(J)

Chú ý : vậy năng và rượu cồn năng của bé lắc lò xo trở thành thiên ổn định với chu kì (fracT2).

c. Cơ năng của con lắc lò xo. Sự bảo toàn cơ năng.

Cơ năng của con lắc:

(W =frac12 m v^2 + frac12 k x^2)(J)

Khi không có ma sát thì cơ năng của bé lắc được bảo toàn. Nó chỉ biến đổi từ thế năng sang hễ năng cùng ngược lại:

(Rightarrow W =frac12 k A^2 =frac12 momega^2 A^2)= Hằng số

Nhận xét:

Động năng và cố năng biến hóa thiên thuộc tần số góc (2omega ), tần số (2f), chu kỳ luân hồi (fracT2)

Thời gian liên tục giữa gấp đôi động năng bởi thế năng là(fracT4)

Cơ năng của nhỏ lắc lò xo luôn luôn được bảo toàn với tỉ lệ cùng với bình phương biên độ dao động

d.Chú ý :

Đối với lốc xoáy thẳng đứng :

*

Độ biến tấu của lò xo thẳng đứng khi đồ dùng ở VTCB:

(Delta l = fracmgk)⇒ (T = 2pi sqrt fracDelta lg)

Chiều lâu năm lò xo tại VTCB:

(l_CB = l_0 + Delta l,,(l_0)là chiều dài tự nhiên và thoải mái ())

Chiều dài cực tiểu (khi vật ở trong phần cao nhất): (l_Min = l_0 + Delta l-A)

Chiều dài cực đại (khi vật tại phần thấp nhất):(l_Max = l_0 + Delta l + A)

( Rightarrow l_CB = fracl_Min + m l_Max2)

Lực bầy hồi cực đại: (F_Max = k(Delta l + A))(lúc vật ở đoạn thấp nhất)

Lực bọn hồi rất tiểu

Nếu (A m

Nếu (A m ge Delta l Rightarrow F_Min = 0) (lúc vật đi qua vị trí lốc xoáy không biến hóa dạng)


Bài 1:

Một bé lắc lò xo dao động điều hòa. Lò xo bao gồm độ cứng K=40 N/m. Khi đồ gia dụng m của nhỏ lắc đi qua vị trí có li độ(x= -2 cm) thì cầm năng của nhỏ lắc là bao nhiêu?

Hướng dẫn giải:

Ta bao gồm thế năng(W_t=frac12kx^2=frac12.40.(-0,02)^2 = 0,008 (J))

Bài 2:

Một con lắc lò xo xấp xỉ điều hòa cùng với chu kì T=0,5s, trọng lượng của quả nặng là m=400g. đem (pi^2 =10), Tính độ cứng của lò xo.

Hướng dẫn giải:

Theo bí quyết tính chu kì dao động:(T=2pi sqrtfracmk)(Rightarrow k=frac4pi^2T^2m)(Rightarrow k=frac4pi^2mT^2=64 (N/m))

Bài 3:

Một con lắc lò xo gồm một trang bị có trọng lượng m = 0,4 kg và một lò xo bao gồm độ cứng k = 80 N/m. Con lắc giao động điều hòa với biên độ bởi 0,1 m. Tính tốc độ của nhỏ lắc khi qua địa chỉ căn bằng?

Hướng dẫn giải:

Ta có: Khi bé lắc qua vị trí cân bằng (x = 0) thì nạm năng bởi 0, rượu cồn năng cực to (bằng cơ năng):

(frac12mv_max^2=frac12K.A^2)

(Rightarrow v_max)= A.

Xem thêm: Bần Thần Hương Huệ Thơm Đêm, Bài Thơ: Ngồi Buồn Nhớ Mẹ Ta Xưa

*
= 0,1
*
( approx 1,4 m m/s)

Bài 4:

Một nhỏ lắc lò xo treo trực tiếp đứng ((m = 250 g ; k = 100 N/m)). Đưa đồ lên trên theo phương thẳng đứng cho vị trí xoắn ốc dãn (0,5 cm)rồi thả nhẹ. Mang (g = 10 m m/s^2). Vận tốc trung bình của đồ gia dụng trong thời gian từ lúc buông vật cho lúc xoắn ốc dãn (3,5 cm)lần thứ hai là ?

Hướng dẫn giải:

Chu kì dao động:

(T = 2pi sqrt fracmk = 0,314s)

Độ dãn của lò xo tại vị trí cân nặng bằng:(Delta l=fracmgk=2,5cm)

Biên độ giao động của vật:

(A = Delta l - 0,5 = 2cm)

Khi lốc xoáy dãn 3,5 cm vật ở dưới vị trí thăng bằng và bí quyết vị trí cân bằng 1 cm.

Tại t = 0, vật dụng ở vị trí cao nhất ⇒ Quãng con đường vật đi được từ lúc t = 0 mang lại lúc xoắn ốc dãn 3,5cm lần thứ 2 là: (S=2A+fracA2=5cm)

Thời gian từ lúc buông vật cho lúc lốc xoáy dãn 3,5 cm lần thứ hai là(t=frac2T3=0,209s)