Hướng dẫn FAQ Hỗ trợ: 0989 627 405

GIỚI THIỆU BÀI HỌC

Bài giảng giúp học sinh nắm được các kiến thức trọng tâm về con lắc lò xo:

  • Cấu tạo của con lắc xò xo
  • Khảo sát chuyển động của con lắc lò xo nằm ngang, thẳng đứng và nằm nghiêng.
  • Khái niệm, biểu thức lực đàn hồi
  • Biết thêm công thức tính dao động điều hòa

NỘI DUNG BÀI HỌC

I. Cấu tạo
Gồm:
- 1 lò xo nhẹ, độ cứng k.
- Quả cầu khối lượng m.

II. Khảo sát chuyển động của con lắc lò xo
1. Con lắc lò xo nằm ngang

Theo đinh luật II Niuton: \(\sum \overrightarrow{F} = m\overrightarrow{a}\)
Hay: \(\overrightarrow{P} + \overrightarrow{N} + \overrightarrow{F_{dh}} = m \overrightarrow{a} \ (\ast )\)
Chiếu (*) lên Ox: Fdh = ma
Với \(\left\{\begin{matrix} F_{dh} = -k.x\\ a = x'' \ \ \ \ \ \ \end{matrix}\right. \ \ \Rightarrow -k.x = m.x'' \Leftrightarrow x'' = -\frac{k}{m}.x\)
Đặt \(\omega ^2 = \frac{k}{m} \Rightarrow x'' = -\omega ^2.x \ (**)\)
Nghiệm (**) có dạng: \(x = A\cos (\omega t + \varphi )\)
Vậy: Dao động của con lắc lò xo là dao động điều hòa với chu kỳ \(T = \frac{2\pi}{\omega } = 2\pi \sqrt{\frac{m}{k}}\)
2. Con lắc lò xo treo thẳng đứng

* Tại VTCB: \(\overrightarrow{F_{dh}} + \overrightarrow{P} = \overrightarrow{O} \Rightarrow F_{dh} = P\)
\(\Rightarrow k.\Delta \ell = mg \Rightarrow \left\{\begin{matrix} \Delta \ell = \frac{mg}{k} \ \ \ \ \ \ \\ \omega ^2=\frac{k}{m} = \frac{g}{\Delta \ell } \end{matrix}\right.\)
\(\Rightarrow \left\{\begin{matrix} T = \frac{2\pi }{\omega } = 2 \pi \sqrt{\frac{k}{m}} = 2 \pi \sqrt{\frac{\Delta \ell }{g}} \\ f = \frac{1}{T} = \frac{\omega }{2 \pi} = \frac{1}{2 \pi}\sqrt{\frac{k}{m}} = \frac{1}{2 \pi}\sqrt{\frac{g}{\Delta \ell}} \end{matrix}\right.\)
* Chú ý: Đối với con lắc lò xo thì chu kỳ (T) tần số (f) không phụ thuộc g và \(\Delta \ell\)

\(\cdot \ \ell _{CB} = \ell _{o} + \Delta \ell\)
\(\left.\begin{matrix} \cdot \ \ell _{max} = \ell _{CB} + A \\ \cdot \ \ell _{min} = \ell _{CB} - A \\ \end{matrix}\right\} \Rightarrow \left\{\begin{matrix} \ell _{CB} = \frac{\ell _{max} + \ell _{min}}{2}\\ A = \frac{\ell _{max} - \ell _{min}}{2} \ \ \ \end{matrix}\right.\)
* Lực đàn hồi: Là lực sinh ra khi lò xo bị biến dạng, \(\overrightarrow{F_{dh}}\) luôn hướng về vị trí lò xo không biến dạng, có độ lớn tỉ lệ với độ biến dạng của lò xo.
* Biểu thức: \(F_{dh} = kX\)
Với k: độ cứng (N/m); x: độ biến dạng (m)
\(F_{dh \ max} = kX_{max} = k(\Delta \ell + A)\)
\(F_{dh\ min} = \left\{\begin{matrix} 0\ neu \ A \geq \Delta \ell\ \hspace{1,5cm}\\ k(\Delta \ell - A) \ neu \ A < \Delta \ell \end{matrix}\right.\)
3. Con lắc lò xo nằm nghiêng

Tại VTCB: \(\overrightarrow{P} + \overrightarrow{N} + \overrightarrow{F_{dh}} = \overrightarrow{O}\)
\(\Rightarrow P_X = F_{dh}\) với \(\left\{\begin{matrix} P_x = m.g\sin \alpha \\ F_{dh} = k.\Delta \ell \end{matrix}\right.\)
\(\Rightarrow k.\Delta \ell = m.g\sin \alpha\)
\(\Rightarrow \omega ^2 = \frac{k}{m}=\frac{g.\sin \alpha }{\Delta \ell}\)
\(\cdot \ T = \frac{2 \pi}{\omega } = 2 \pi \sqrt{\frac{k}{m}} = 2 \pi \sqrt{\frac{\Delta \ell }{g\sin \alpha }}\)
\(\cdot \ f = \frac{\omega }{2 \pi } = \frac{1}{2 \pi} \sqrt{\frac{k}{m}} = \frac{1}{2 \pi} \sqrt{\frac{g\sin \alpha }{\Delta \ell}}\)
Nhận xét:
(1) Đối với con lắc lò xo nằm ngang:
\(\overrightarrow{F_{dh}} = \overrightarrow{F_{hp}}\) (VTCB trùng với vị trí lò xo không biến dạng)
(2) Đối với con lắc lò xo thẳng đứng, nằm nghiêng:
\(\overrightarrow{F_{dh}} \neq \overrightarrow{F_{hp}}\) (VTCB khác với vị trí lò xo không biến dạng)
\(\Rightarrow \overrightarrow{F_{hp}} = \overrightarrow{F_{dh}} + \overrightarrow{P}\) (con lắc lò xo thẳng đứng)

Học trọn năm chỉ với 700.000đ

NỘI DUNG KHÓA HỌC

Học thử khóa H2 môn Vật lý năm 2018

Trải nghiệm miễn phí 15 bài học Chuyên đề 1: Dao động cơ học
1
00:59:15 Bài 1: Dao động điều hòa
Hỏi đáp
4
12
15
16
00:54:11 Bài 2: Con lắc lò xo
Hỏi đáp
17
00:24:02 Dạng 1: Cắt - Ghép lò xo
Hỏi đáp
10 Bài tập
23
Kiểm tra: Đề thi online phần con lắc lò xo
0 Hỏi đáp
45 phút
30 Câu hỏi
24
00:37:36 Bài 3: Con lắc đơn
Hỏi đáp
31
Kiểm tra: Đề thi online phần con lắc đơn
0 Hỏi đáp
45 phút
30 Câu hỏi
33
34
00:41:15 Dạng 2: Dao động tắt dần
Hỏi đáp
10 Bài tập
35
00:31:51 Dạng 3: Bài toán va chạm
Hỏi đáp
10 Bài tập
38
39
01:04:50 Bài 5: Tổng hợp dao động
Hỏi đáp
10 Bài tập
58
00:38:18 Bài 1: Đại cương về dòng điện xoay chiều
Hỏi đáp
10 Bài tập
60
62
00:30:31 Dạng 3: Cộng hưởng điện
Hỏi đáp
10 Bài tập
67
00:19:52 Dạng 1: Áp dụng công thức tính công suất
Hỏi đáp
10 Bài tập
68
00:19:37 Dạng 2: Cho công suất, tìm R, L, C hoặc ω
Hỏi đáp
10 Bài tập
70
00:37:43 Dạng 4: Khảo sát công suất
Hỏi đáp
10 Bài tập
74
01:16:48 Dạng 5: Bài toán cực trị
Hỏi đáp
10 Bài tập
75
00:21:15 Dạng 6: Độ lệch pha - Giản đồ vectơ
Hỏi đáp
10 Bài tập
76
77
00:32:14 Bài 5: Máy phát điện xoay chiều
Hỏi đáp
10 Bài tập
78
00:32:31 Bài 6: Động cơ điện xoay chiều
Hỏi đáp
10 Bài tập
120
Bài 1
Hỏi đáp
121
Bài 2
Hỏi đáp
122
Bài 3
Hỏi đáp
123
Bài 4
Hỏi đáp
124
Bài 5:
Hỏi đáp