zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Tài Liệu Phổ Thông

» Ôn thi ĐH-CĐ

Luyện thi ĐH Môn Lý: Bài giảng lý thuyết cơ bản về con lắc lò xo

Chia sẻ: Khong Huu Cuong | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:5

Báo xấu

167
lượt xem 15
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tài liệu tóm lược các kiến thức đi kèm bài giảng "Lý thuyết cơ bản về con lắc lò xo - phần bài giảng" thuộc khóa LTĐH KIT-1: môn Lý (thầy Đặng Việt Hùng). Tài liệu tổng hợp những công thức và kiến thức cơ bản về con lắc lò xo giúp các bạn làm tốt bài tập và đề thi môn Vật lý.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luyện thi ĐH Môn Lý: Bài giảng lý thuyết cơ bản về con lắc lò xo

Luyện thi đại học KIT-1: Môn Vật Lí ( Thầy Đặng Việt Hùng) Lý thuyết cơ bản về con lắc lò xo. LÝ THUYẾT CƠ BẢN VỀ CON LẮC LÒ XO (TÀI LIỆU BÀI GIẢNG) GIÁO VIÊN: ĐẶNG VIỆT HÙNG Đây là tài liệu tóm lược các kiến thức đi kèm theo bài giảng “Lý thuyết cơ bản về con lắc lò xo“ thuộc khóa học LTĐH KIT-1 : Môn Vật lí(Thầy Đặng Việt Hùng) tại website Hocmai.vn. Để có thể nắm vững kiến thức phần “Lý thuyết cơ bản về con lắc lò xo “ . Bạn cần xem kết hợp tài liệu bài giảng cùng với bài giảng này. I. KIẾN THỨC CƠ BẢN VỀ CON LẮC LÒ XO  2π m T   2π k  ω k  Tần số góc, chu kỳ dao động, tần số dao động: ω    m f  ω  1  1 k  2π T 2π m  2π.N  ω t  t  Trong khoảng thời gian Δt vật thực hiện được N dao động thì t  N.T  T   N f  N   t  Khi tăng khối lượng vật nặng n lần thì chu kỳ tăng n lần, tần số giảm n. m1  Khi mắc vật có khối lượng m1 vào lò xo có độ cứng k thì hệ dao động với chu kỳ T1  2π k m2  Khi mắc vật có khối lượng m2 vào lò xo có độ cứng k thì hệ dao động với chu kỳ T2  2π k  Khi mắc vật có khối lượng m = (m1 + m2) vào lò xo có độ cứng k thì hệ dao động với chu kỳ T  T12  T22  Khi mắc vật có khối lượng m = (m1 – m2) vào lò xo có độ cứng k thì hệ dao động với chu kỳ T  T12  T22 Ví dụ 1. Một CLLX có m = 200 g; k = 50 N/m. a) Tìm ω; T; f của con lắc. …………………………………………………………………………………………………………………………. b) Treo thêm một gia trọng Δm thì chu kỳ con lắc là T’ = 1,2T. Tính khối lượng gia trọng. …………………………………………………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………………………………………………. Ví dụ 2. Một CLLX có m = 500 g; k = 100 N/m. a) Tìm ω; T; f của con lắc. …………………………………………………………………………………………………………………………. b) Treo thêm một gia trọng Δm thì tần số con lắc thỏa mãn f = 1,1f’. Tính khối lượng gia trọng. …………………………………………………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………………………………………………. Ví dụ 3. Một CLLX có khối lượng vật nặng là m; chu kỳ dao động của con lắc là T; tần số f. a) Tăng khối lượng m lên 3 lần thì T; f thay đổi như thế nào?. Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | 1 -
Luyện thi đại học KIT-1: Môn Vật Lí ( Thầy Đặng Việt Hùng) Lý thuyết cơ bản về con lắc lò xo. …………………………………………………………………………………………………………………………. b) Tăng khối lượng m thêm 21% thì T; f thay đổi như thế nào? …………………………………………………………………………………………………………………………. c) Giảm khối lượng vật nặng bao nhiêu % để chu kỳ con lắc là T’ = 80%T. Ví dụ 4. Một CLLX có m = 500 g; k = 50 N/m. a) Tìm ω; T; f của con lắc. …………………………………………………………………………………………………………………………. b) Để chu kỳ con lắc tăng thêm 20% thì khối lượng vật nặng bằng bao nhiêu? …………………………………………………………………………………………………………………………. c) Treo thêm gia trọng có khối lượng bằng bao nhiêu để f’ = 150%f. …………………………………………………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………………………………………………. Ví dụ 5. Gắn vật m1 vào lò xo nhẹ có độ cứng k, cho vật dao động điều hòa. Sau khoảng thời gian t nào đó vật thực hiện được 50 dao động. Nếu gắn thêm vật nặng m2 = 45 g thì cũng trong khoảng thời gian t nó thực hiện được 40 dao động. Tìm m1; t biết độ cứng của lò xo là 20 N/m. …………………………………………………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………………………………………………. Ví dụ 6. Một vật khối lượng m = 500 (g) mắc vào một lò thì hệ dao động điều hòa với tần số f = 4 (Hz). a) Tìm độ cứng của lò xo, lấy π2 = 10. b) Thay vật m bằng vật khác có khối lượng m = 750 (g) thì hệ dao động với chu kỳ bao nhiêu? Lời giải: a) Độ cứng của lò xo là k = mω2 = m(2πf)2 = 0,5.(2π.4)2 = 320 (N/m). m 0,75 b) Khi thay vật m bằng vật m = 750 (g) thì chu kỳ dao động là T  2π  2π  0,3 (s). k 320 Ví dụ 7. Một vật khối lượng m = 250 (g) mắc vào một lò có độ cứng k = 100 (N/m) thì hệ dao động điều hòa. a) Tính chu kỳ và tần số dao động của con lắc lò xo. b) Để chu kỳ dao động của vật tăng lên 20% thì ta phải thay vật có khối lượng m bằng vật có khối lượng m có giá trị bằng bao nhiêu? c) Để tần số dao động của vật giảm đi 30% thì phải mắc thêm một gia trọng Δm có trị số bao nhiêu? Lời giải: m 0, 25 1 10 a) Ta có T  2π  2π  0,1π (s)   f   (Hz). k 100 T π 12 b) Chu kỳ tăng lên 20% nên T  120%T   m  m  m  1,44m  360 (g). 10 1 7 0,51 c) Theo bài ta có f   70%f     m  0, 49  m  m   m  m  260, 2 (g). m  m 10 m 0, 49 Ví dụ 8. Một vật khối lượng m treo vào lò xo thẳng đứng thì dao động điều hòa với tần số f1 = 6 (Hz). Treo thêm gia trọng m = 4 (g) thì hệ dao động với tần số f2 = 5 (Hz). Tính khối lượng m của vật và độ cứng k của lò xo. Lời giải: Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | 2 -
Luyện thi đại học KIT-1: Môn Vật Lí ( Thầy Đặng Việt Hùng) Lý thuyết cơ bản về con lắc lò xo.  1 k f1   2π m f m 5 m 25 100 Từ công thức tính tần số dao động    2      m  (g) f  1 k f1 m  m 6 m  4 36 11   2 2π m  m Lại có k = mω2 = m(2πf1)2 = 0,1/11 (2π.6)2  13,1 (N/m). Ví dụ 9. Nếu treo đồng thời hai quả cân có khối lượng m1 và m2 vào một lò xo thì hệ dao động với tần số 2 Hz. Lấy bớt quả cân m2 ra chỉ để lại m1 gắn vào lò xo thì hệ dao động với tần số 2,5 Hz. Tính k và m1, biết m2 = 225 (g). Lấy g = π2. Lời giải: 1 k Khi gắn cả hai vật m1 và m2 vào lò xo thì ta có f   2, 1 . 2π m1  m 2 1 k Nếu lấy bớt m2 ra thì f1   2,5,  2 . 2π m1 f1 m1 2 m1 0,64 Lấy (1) chia cho (2) vế theo vế, ta được      m1  m 2  400(g). f2 m1  m 2 2,5 m1  m 2 0,36 Thay m1 vào (2) ta tính được k  4π 2 .2,52.0, 4  100 N/m. Ví dụ 10. Một lò xo có độ cứng k = 80 N/m, lần lượt gắn hai quả cầu m1 và m2, trong cùng một khoảng thời gian, con lắc m1 thực hiện được 8 dao động còn con lắc m2 thực hiện được 4 dao động. Gắn cả hai quả cầu vào lò xo thì chu kỳ dao động của con lắc là π/2 (s). Tính m1 và m2 ? Lời giải: t m1 Khi gắn vật m1 vào lò xo : T1   2π , 1 . 8 k t m2 Khi gắn vật m2 vào lò xo : T2   2π ,  2. 4 k π m1  m 2 Khi gắn cả hai vật m1 và m2 vào lò xo : T   2π (3) 2 k Lấy (1) chia cho (2) và rút gọn ta được, ta được m2 = 4m1 (*)  m1  1 kg Tù (3), bình phương hai vế và biến đổi ta được m1  m 2  5    m 2  4 kg II. CON LẮC LÒ XO CHUYỂN ĐỘNG THEO PHƯƠNG NGANG Đặc điểm:  Tại VTCB lò xo không bị biến dạng   o  0  .  Do tại VTCB lò xo không biến dạng, nên chiều dài cực đại và cực tiểu của lò xo trong quá trình dao động lần lượt  min   o  A là  , trong đó  o là chiều dài tự nhiên của lò xo.  min   o  A  Lực đàn hồi tác dụng vào lò xo chính là lực hồi phục, có độ lớn Fhp = k.|x| Từ đó, lực hồi phục cực đại là Fhp.max = kA.  π Ví dụ 1. Một CLLX dao động điều hòa theo phương ngang có phương trình x  2cos  2πt   cm. Biết k = 40  6 N/m. Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | 3 -
Luyện thi đại học KIT-1: Môn Vật Lí ( Thầy Đặng Việt Hùng) Lý thuyết cơ bản về con lắc lò xo. a) Tìm khối lượng m của vật nặng con lắc? …………………………………………………………………………………………………………………………. b) Tính Fhp max; Fđh max. …………………………………………………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………………………………………………. 1 7 c) Tính Fhp tại các thời điểm t  (s); t  (s). 3 6 …………………………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………………………….  π Ví dụ 2. Một CLLX dao động điều hòa theo phương ngang có phương trình x  10cos  4πt   cm. Biết m = 500  3 g. a) Tìm độ cứng k của lò xo? …………………………………………………………………………………………………………………………. b) Tính Fhp max. …………………………………………………………………………………………………………………………. 1 11 c) Tính Fhp tại các thời điểm t  (s); t  (s). 3 6 …………………………………………………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………………………………………………. d) Khi Fhp = 4 N thì tốc độ của vật nặng con lắc bằng bao nhiêu? …………………………………………………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………………………………………………. e) Trong một chu kỳ, khoảng thời gian mà v  20π cm/s là bao nhiêu? …………………………………………………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………………………………………………. f) Trong nửa chu kỳ, khoảng thời gian mà a  0,8 m/s2 là bao nhiêu? …………………………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………………………….  π Ví dụ 3. CLLX dao động điều hòa theo phương ngang có biểu thức lực kéo về là F  0,6cos  4πt   N. Biết m  3 = 500 g. Tìm biên độ dao động A của con lắc, lấy π = 10. 2 …………………………………………………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………………………….  π Ví dụ 4. Một CLLX dao động điều hòa theo phương ngang có biểu thức lực kéo về là F  0,8cos  8t   N.  8 Con lắc dao động điều hòa với biên độ 2 cm. Tính độ cứng k của lò xo. …………………………………………………………………………………………………………………………. Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | 4 -
Luyện thi đại học KIT-1: Môn Vật Lí ( Thầy Đặng Việt Hùng) Lý thuyết cơ bản về con lắc lò xo. …………………………………………………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………………………………………………. Ví dụ 5. Một CLLX dao động điều hòa theo phương ngang. Một đầu lò xo treo vào một điểm cố định I, đầu còn lại treo vật nặng khối lượng m. Biết lực cực đại tác dụng lên điểm I là 4 N. Khoảng thời gian ngắn nhất giữa hai lần liên tiếp I chịu tác dụng của lực kéo về có độ lớn 2 3 N là 0,4 s. a) Tính khối lượng m của vật nặng, biết k = 50 N/m …………………………………………………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………………………………………………. b) Tính quãng đường lớn nhất, nhỏ nhất mà vật đi được trong 1,8 s. …………………………………………………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………………………………………………. Giáo viên: Đặng Việt Hùng Nguồn : Hocmai.vn Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | 5 -

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

EXAM.05: Bộ 300+ Đề Thi Thử THPT Quốc Gia 2022

304 tài liệu

922 lượt tải

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.