Hướng dẫn FAQ Hỗ trợ: 0989 627 405  Tuyển Giáo Viên

GIỚI THIỆU BÀI HỌC

Đến với bài học này các em sẽ được củng có kiến thức, nắm vững công thức tính động năng, thế năng, cơ năng. Biết được mối liên hệ giữa cơ năng và biên độ, cách tính thời gian nén hoặc giãn trong một chu kỳ của con lắc lò xo trong các trường hợp nằm ngang, treo thẳng đứng…

NỘI DUNG BÀI HỌC

Hôm nay chúng ta tiếp tục dạng 4 của bài con lắc lò xo, thực ra dạng 4 này được tách ra hai dạng, nhưng một trong hai dạng này là dạng năng lượng mà chúng ta đã làm rất nhiều ở bài dao động điều hòa nên được gộp lại với dạng bài liên quan đến thời gian nén, dãn trong một chu kỳ. Đây là dạng cuối cùng của bài con lắc lò xo.

Năng lượng của con lắc lò xo? Con lắc lò xo dao động điều hòa thì năng lượng của con lắc lò xo cũng chính là năng lượng dao động điều hòa. Nó có thêm công thức để chúng ta giải quyết bài toán. Chúng ta cũng tìm hiểu thêm về hời gian nén, dãn trong một chu kỳ mà những đề thi những năm gần đây rất hay hỏi.

* Năng lượng của con lắc lò xo
+ Wđ =\frac{1}{2}mv^2 = \underbrace{ \frac{1}{2}m\omega ^2A^2 }_{W}.\sin^2(\omega t + \varphi )
+ Wt =\frac{1}{2}kx^2 = \underbrace{ \frac{1}{2}k A^2 }_{W}.\cos ^2(\omega t + \varphi )
+ W = Wđ + Wt\frac{1}{2}mv^2 + \frac{1}{2}kx^2 (hằng số)
W = Wđ max\frac{1}{2}mv_{max}^{2}
W = Wt max = \frac{1}{2}kA^2
Đối với con lắc lò xo thì W \notin m, W tỉ lệ với A2

* Thời gian lò xo nén, giãn trong 1 chu kỳ
+ TH: Con lắc lò xo nằm ngang

\Rightarrow \left\{\begin{matrix} Trong \ 1T \hspace{1,6cm}\\ \Delta t_{dan} = \Delta t_{nen} = \frac{T}{2} \end{matrix}\right.
+ TH: Con lắc lò xo treo thẳng đứng

\cdot \ Khi\ A\leq \Delta \ell \Rightarrow \left\{\begin{matrix} Trong \ 1T\\ \Delta t_{dan} = T\\ \Delta t_{nen} = 0 \end{matrix}\right.
\cdot \ Khi\ A > \Delta \ell \Rightarrow \left\{\begin{matrix} Trong \ 1T \hspace{2,4cm} \\ \Delta t_{nen} = 2.\frac{T}{2 \pi } \cos ^{-1}\left ( \frac{\Delta \ell}{A} \right )\\ \Delta t_{dan} = T - \Delta t_{nen} \hspace{0,9cm} \end{matrix}\right.

* Các trường hợp đặc biệt: Con lắc lò xo treo thẳng đứng
+ TH1: A = 2.\Delta \ell
 \Rightarrow \left\{\begin{matrix} Trong\ 1T \hspace{1,8cm}\\ \Delta t_{nen} = \frac{T}{3} \hspace{1,8cm}\\ \Delta t_{dan} = T - \frac{T}{3} = \frac{2T}{3} \end{matrix}\right.
+ TH2: A = \sqrt{2}.\Delta \ell
 \Rightarrow \left\{\begin{matrix} Trong \ 1T \hspace{2cm} \\ \Delta t_{nen} = \frac{T}{4} \hspace{1,9cm} \\ \Delta t_{dan} = T - \frac{T}{4} = \frac{3T}{4} \end{matrix}\right.
+ TH3: A = \frac{\sqrt{3}}{2}.\Delta \ell
 \Rightarrow \left\{\begin{matrix} Trong\ 1T \hspace{1,8cm} \\ \Delta t_{nen} = \frac{T}{6} \hspace{1,8cm}\\ \Delta t_{dan} = T - \frac{T}{6} = \frac{5T}{6} \end{matrix}\right.

Tổng quát: A > \Delta \ell
\left\{\begin{matrix} Trong \ 1T \hspace{2,4cm} \\ \Delta t_{nen} = 2.\frac{T}{2 \pi } \cos ^{-1}\left ( \frac{\Delta \ell}{A} \right )\\ \Delta t_{dan} = T - \Delta t_{nen} \hspace{0,9cm} \end{matrix}\right.

VD1: Một con lắc lò xo treo thẳng đứng có k = 100 N/m; m = 100g. Từ VTCB truyền cho vật vận tốc 20 \pi cm/s để vật dao động điều hòa.
a/ Tìm W?
b/ Tìm  khi x = 1 cm?
c/ Tìm thời gian lò xo nén dãn trong 1 chu kỳ?
Giải:
m = 100g = 0,1kg
v_{max} = 20 \pi \ cm/s = 0,2 \pi \ m/s
a/ W = \frac{1}{2}mv_{max}^{2} = \frac{1}{2}.0,1.(0,2 \pi)^2 =0,02 \ J
b/
\cdot \ x = 1\ cm \Rightarrow W_t = \frac{1}{2}kx^2
\Rightarrow W_t = \frac{1}{2}.100(1.10^{-2})^2 = 5.10^{-3}
⇒  =\frac{W - W_t}{W_t} = \frac{W}{W_t} - 1 = 3
\cdot \ \omega = \sqrt{\frac{k}{m}} = 10 \pi \Rightarrow A = \frac{v_{max}}{\omega } = 2 \ (cm)
​  = \left ( \frac{A}{x} \right )^2 - 1 = 3
c/ \Delta \ell = \frac{mg}{k} = \frac{0,1.10}{100} = 0,01\ m = 1\ cm
\Rightarrow \Delta \ell = \frac{A}{2} \Rightarrow \left\{\begin{matrix} \Delta t_{nen} = \frac{T}{3} = \frac{1}{15}(s)\\ \Delta t_{dan} = \frac{2T}{3} = \frac{2}{15}(s) \end{matrix}\right.

VD2: Một con lắc lò xo treo thẳng đứng gồm k = 20 N/m; m = 50g. Trong 1 chu kỳ thời gian lò xo giãn gấp 2 lần thời gian lò xo nén. Tìm W?
Giải:
\left\{\begin{matrix} \Delta t_{dan} = 2\Delta t_{nen} \ \ \ \ \ \ \\ \Delta t_{dan} + 2\Delta t_{nen} = T \end{matrix}\right.
\Rightarrow \Delta t_{nen} = \frac{T}{3} \Rightarrow A = 2\Delta \ell
Ta có: \Delta \ell = \frac{mg}{k} = \frac{0,05.10}{20} = 0,025 \ m
\Rightarrow A = 2\Delta \ell = 0,05 \ m = 5.10^{-2} \ m
W = \frac{1}{2}k.A^2 = \frac{1}{2}20.(5-10^{-2})^2
\Rightarrow W = 25.10^{-3} \ J = 0,025 \ J

Giảm 50% học phí 700.000đ 350.000đ

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