Nội dung bài viết

    Xem thêm

    Lý thuyết Con lắc lò xo (mới 2024 + Bài Tập) - Vật lí 12

    Tóm tắt lý thuyết Vật lí 12 Bài 2: Con lắc lò xo ngắn gọn, chi tiết sẽ giúp học sinh nắm vững kiến thức trọng tâm Vật lí 12 Bài 2.

    1 8,139 20/12/2023
    Tải về
    Trang trước
    Chia sẻ
    Trang sau  

    Lý thuyết Vật lí 12 Bài 2: Con lắc lò xo

    I. Con lắc lò xo

    Con lắc lò xo gồm một lò xo có độ cứng k và khối lượng không đáng kể, một đầu giữ cố định, đầu còn lại gắn với vật nặng nhỏ có khối lượng m sao cho vật có thể chuyển động dễ dàng trên đường thẳng chứa trục của lò xo.

    Lý thuyết Vật lí 12 Bài 2: Con lắc lò xo (ảnh 1) Lý thuyết Vật lí 12 Bài 2: Con lắc lò xo (ảnh 1)

    II. Khảo sát dao động của con lắc lò xo về mặt động lực học

    Bỏ qua mọi ma sát và lực cản. Kích thích cho vật dao động, để một chất điểm dao động điều hòa thì chất điểm phải chịu tác dụng của lực có biểu thức dạng

    F=−kx

    Lực luôn hướng về vị trí cân bằng nên gọi là lực kéo về. Lực kéo về có độ lớn tỉ lệ với li độ là lực gây ra gia tốc cho vật dao động điều hòa.

    Tần số góc của con lắc lò xo:

    ω=km

    Chu kì và tần số của con lắc lò xo:

    T=2πmk   ;   f=12πkm

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

    1. Động năng của con lắc lò xo: là động năng của vật m

    Wd=12mv2

    2. Thế năng của con lắc lò xo: Wt=12kx2

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

    - Cơ năng của con lắc lò xo là tổng động năng và thế năng của con lắc:

    W=12mv2+12kx2

    - Khi không có ma sát thì cơ năng bảo toàn:

    W=12mω2A2=12kA2= hằng số

    - Cơ năng tỉ lệ với bình phương biên độ dao động.

    Trắc nghiệm Vật Lí 12 Bài 2: Con lắc lò xo

    Câu 1. Nhận xét nào sau đây là đúng khi nói đến đặc điểm của lực kéo về?

    A. Lực luôn hướng về vị trí cân bằng gọi là lực kéo về.

    B. Có độ lớn tỉ lệ với li độ.

    C. Là lực gây ra gia tốc cho vật dao động điều hòa.

    D. Cả A, B và C đều đúng.

    Đáp án: D

    Giải thích: Lực kéo về có biểu thức F = -kx

    + Lực luôn hướng về vị trí cân bằng gọi là lực kéo về.

    + Lực kéo về có độ lớn tỉ lệ với li độ.

    + Lực gây ra gia tốc cho vật dao động điều hòa.

    Câu 2. Một con lắc lò xo đang dao động điều hòa. Nhận xét nào sau đây không đúng?

    A. Cơ năng của con lắc tỉ lệ với biên độ dao động.

    B. Cơ năng của con lắc tỉ lệ với bình phương của biên độ dao động.

    C. Cơ năng của con lắc được bảo toàn nếu bỏ qua mọi ma sát.

    D. Động năng của con lắc biến thiên tuần hoàn theo thời gian.

    Đáp án: A

    Giải thích: Biểu thức cơ năng: W=12mω2A2

    A – sai, vì cơ năng của con lắc lò xo tỉ lệ với bình phương của biên độ dao động.

    B – đúng

    C – đúng

    D – đúng

    Câu 3. Công thức tính chu kì dao động của con lắc lò xo là

    A. T=πmk.

    B. T=2πkm.

    C. T=2πmk.

    D. T=12πmk.

    Đáp án: C

    Giải thích: Chu kì dao động của con lắc lò xo là: T=2πmk

    Câu 4. Trong dao động điều hòa của con lắc lò xo, lực kéo về tác dụng lên vật

    A. tỉ lệ với độ biến dạng của lò xo.

    B. tỉ lệ với khoảng cách từ vật đến vị trí cân bằng.

    C. luôn hướng ra xa vị trí cân bằng.

    D. luôn tỉ lệ nghịch với độ biến dạng của lò xo.

    Đáp án: B

    Giải thích:

    A – Sai, vì lực kéo về chỉ tỉ lệ với độ biến dạng của lò xo khi lò xo nằm ngang.

    B – Đúng

    C – Sai, vì lực kéo về luôn hướng về vị trí cân bằng.

    D – Sai, vì lực kéo về chỉ tỉ lệ với độ biến dạng của lò xo khi lò xo nằm ngang.

    Câu 5. Một con lắc lò xo gồm vật nhỏ có khối lượng m gắn với một lò xo nhẹ có độ cứng k. Con lắc này có tần số dao động riêng là

    A. f=12πmk.

    B. f=12πkm.

    C. f=2πmk.

    D. f=2πkm.

    Đáp án: B

    Giải thích: Tần số dao động riêng của con lắc là f=1T=12πkm.

    Câu 6. Chu kì của con lắc phụ thuộc vào

    A. khối lượng vật và độ cứng của lò xo.

    B. gia tốc trọng trường tại nơi làm thí nghiệm.

    C. khối lượng vật.

    D. độ cứng của lò xo.

    Đáp án: A

    Giải thích: Chu kì của con lắc lò xo phụ thuộc vào khối lượng vật và độ cứng của lò xo.

    Câu 7. Một con lắc lò xo gồm vật có khối lượng m và lò xo có độ cứng k không đổi, dao động điều hoà. Nếu khối lượng 200 g thì chu kì dao động của con lắc là 2 s. Để chu kì con lắc là 1 s thì khối lượng m bằng

    A. 10 g.

    B. 20 g.

    C. 35 g.

    D. 50 g.

    Đáp án: D

    Giải thích:

    Chu kì dao động của con lắc được tính bởi công thức: T=2πmk

    Ta có:

    T2T1=2πm2k2πm1k=m2m1⇒12=m2200⇒m2=50gam

    Câu 8. Một vật nhỏ m lần lượt liên kết với các lò xo có độ cứng k1, k2 và k thì chu kỳ dao động lần lượt bằng T1 = 1,6s, T2 = 1,8 s và T. Nếu k2=2k12+5k22 thì T bằng

    A. 1,4 s.

    B. 2,0 s.

    C. 2,5 s.

    D. 1,1 s.

    Đáp án: D

    Giải thích: T tỉ lệ nghịch với k hay k2 tỉ lệ nghịch với T4 nên từ hệ thức k2=2k12+5k22 suy ra

    1T4=2.1T14+5.1T24⇒T=T1T22T22+5T144≈1,1s

    Câu 9. Một con lắc lò xo gồm lò xo có độ cứng 20 N/m và viên bi có khối lượng dao động điều hòa. Tại thời điểm t, vận tốc, gia tốc của viên bi lần lượt là 20 cm/s và 23 m/s2 . Biên độ dao động của viên bi là

    A. 2 cm.

    B. 4 cm.

    C. 5 cm.

    D. 7 cm.

    Đáp án: B

    Giải thích: Tần số góc là: ω=km= 10 rad/s 

    Li độ tại thời điểm t là: a=−xω2 ⇒x=−aω2 = −23 (cm)

    Biên độ dao động: A=x2+v2ω2 = (−23)2+(2010)2 =4(cm)

    Câu 10. Một lò xo dãn ra khi treo vào nó một vật có khối lượng 250 g. Chu kì của con lắc được tạo thành như vậy là bao nhiêu? Cho g=10m/s2.

    A. 1,1 s.

    B. 0,95 s.

    C. 0,53 s.

    D. 0,31 s.

    Đáp án: D

    Giải thích: Ở vị trí cân bằng thì: Fdh=P⇔kΔlo=mg⇔km=gΔlo

    Chu kì dao động của con lắc: T=2πΔl0g=2π2,5.10−210=0,31(s)

    Xem thêm các bài tổng hợp lý thuyết Vật lí lớp 12 đầy đủ, chi tiết khác:

    Tham khảo các loạt bài Vật Lí 12 khác:

    Bài viết cùng lớp mới nhất

    Xem thêm
    1 8,139 20/12/2023
    Tải về
    Trang trước
    Chia sẻ
    Trang sau  

    Xem thêm các chương trình khác: