BAITAP123.COM – CHUYÊN ĐỀ CON LẮC LÒ XO 1 TÓM TẮT KIẾN THỨC VÀ CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM CHUYÊN ĐỂ VẬT LÝ (Để giúp giáo viên có hệ thống tư liệu giảng dạy và đồng thời giúp các em học sinh nắm vững các kiến thức, củng cố và nâng cao kỹ năng giải bài tập vật lý về chương dao động điều hòa nhanh và chính xác. Baitap123.com xin giới thiệu chuyên đề “Con lắc lò xo” được biên soạn bởi các thầy cô có kinh nghiệm lâu năm trong công tác dạy. Nội dung của chuyên đề tay bao gồm: kiến thức lý thuyết, các dạng bài tập và bài tập trắc nghiệm luyện tập. Mọi liên hệ xin gửi về [email protected]) CON LẮC LÒ XO Chuyên đề này gồm có các vấn đề: cấu tạo của con lắc lò xo, phương trình dao động, chu kì và tần số, lực đàn hồi và lực kéo về, năng lượng, hệ lò xo A. LÍ THUYẾT 1. Cấu tạo của con lắc lò xo - Cấu tạo: Con lắc lò xo gồm một lò xo có độ cứng k khối lượng không đáng kể, một đầu gắn cố định, đầu kia gắn với vật nặng khối lượng m được đặt theo phương ngang hoặc treo thẳng đứng. - Bao gồm : Con lắc lò xo nằm ngang và con lắc lò xo thẳng đứng. - Điều kiện: để vật dao động điều hoà là bỏ qua ma sát và nằm trong giới hạn đàn hồi 2. Phương trình dao động - Phương trình li độ: sin( ) x A t . - Phương trình vận tốc: sin( ) v A t Con lắc lò xo nằm ngang Con lắc lò xo thẳng đứng
22
Embed
CON LẮC LÒ XO - baitap123.com · Chu kì và biên độ dao động của con lắc lần lượt là 0,4 s và 8 cm, chọn trục Ox thẳng đứng, chiều dương hướng
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
BAITAP123.COM – CHUYÊN ĐỀ CON LẮC LÒ XO
1
TÓM TẮT KIẾN THỨC VÀ CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM CHUYÊN ĐỂ VẬT LÝ
(Để giúp giáo viên có hệ thống tư liệu giảng dạy và đồng thời giúp các em học
sinh nắm vững các kiến thức, củng cố và nâng cao kỹ năng giải bài tập vật lý về
chương dao động điều hòa nhanh và chính xác. Baitap123.com xin giới thiệu
chuyên đề “Con lắc lò xo” được biên soạn bởi các thầy cô có kinh nghiệm lâu
năm trong công tác dạy. Nội dung của chuyên đề tay bao gồm: kiến thức lý thuyết,
các dạng bài tập và bài tập trắc nghiệm luyện tập. Mọi liên hệ xin gửi về
x(m, cm...) : là li độ của vật ; v(m/s,cm/s...) : vật tốc của vật ;
a(m/s2, cm/s2) : gia tốc của vật
A(m, cm...) : là biên độ dao động (phụ thuộc vào cách kích thích ban đầu)
( d / )ra s là tần số góc của dao động
( d) :ra pha ban đầu của dao động; ( ) :t pha dao động tại thời điểm t
3. Chu kỳ và tần số
- Công thức chung
1; ; 2
2
k k mf T
m m k
Trong đó: k: độ cứng lò xo (N/m); m: khối lượng của vật (kg)
T: chu kì (s); f: tần số( Hz); : tần số góc (rad/s)
(Chu kì của con lắc đơn chỉ phụ thuộc vào cấu tạo : khối lượng và độ cứng
Không phụ thuộc vào cách treo, cách kích thích, gia tốc rơi tự do)
- Khi con lắc nằm thẳng đứng: Vật ở VTCB 0
( )mg k l :
0
0
12 ;
2
l gT f
g l
+ Khi con lắc nằm trên mặt phẳng nghiêng 1 góc so với phương ngang:
sink l mg
0
0
1 .sin2 ;
.sin 2
l gT f
g l
(0l :là độ biến dạng của lò xo tại vị trí
cân bằng (m) )
4. Lực đàn hồi và lực kéo về
a. Lực đàn hồi:
* Với con lắc lò xo nằm ngang thì lực đàn hồi và lực kéo về là một:dh kv
F F
* Với con lắc lò xo thẳng đứng hoặc đặt trên mặt phẳng nghiêng: .dh
F k l
5. Năng lượng:
a. Biểu thức:
BAITAP123.COM – CHUYÊN ĐỀ CON LẮC LÒ XO
3
- Động năng: 2 2 2 2 2 21 1 1W . sin ( ) sin ( )
2 2 2d
m v m A t kA t
- Thế năng: 2 2 2 2 2 21 1 1W x cos ( ) cos ( )
2 2 2t
k m A t kA t
- Cơ năng: 2 2 2
max max
1 1W W W W W
2 2d t d t
m A kA
b. Nhận xét:
- Trong quá trình dao động điều hòa của con lắc lò xo thì cơ năng không đổi và tỉ
lệ với bình phương biên độ dao động. Cơ năng của con lắc lò xo không phụ thuộc
vào khối lượng vật.
- Cơ năng của con lắc được bảo toàn nếu bỏ qua mọi ma sát
- Các vị trí (li độ) đặc biệt : 0v khi max
;x A v v khi x = 0 ; W Wt d khi
2
Ax
- Thế năng và động năng của vật biến thiên điều hoà với tần số góc ' 2 và chu
kì '2
TT
Chú ý: Mô tả sự biến thiên qua lại giữa động năng và thế năng, cơ năng
- Khi đi từ vị trí biên vào vị trí cân bằng.động năng tăng, thế năng giảm, cơ năng
không đổi không đổi
- Tại vị trí cân bằng thì thế năng cực tiểu (bằng không), động năng cực đại (bằng cơ
năng)
- Tại vị trí biên động năng cực tiểu (bằng không), thế năng cực đại (bằng cơ năng)
B. BÀI TẬP
DẠNG 1: CHU KÌ VÀ TẦN SỐ
1. Công thức
+Công thức chung 1
; ; 22
k k mf T
m m k
BAITAP123.COM – CHUYÊN ĐỀ CON LẮC LÒ XO
4
+ Lò xo thẳng đứng: 02l
Tg
hoặc 0
k g
m l
+ Lò xo nghiêng với phương ngang một góc : 02sin
lT
g
Ví dụ 1: Con lắc lò xo gồm vật có khối lượng m = 200 g và lò xo có độ cứng là k =
50 N/m .Lấy 2 10 . Chu kì dao động của con lắc lò xo là
A. 0,4s. B. 0,04s. C. 4s. D. 2s.
Hướng dẫn
Đối với bài này cần phải chú ý đổi đơn vị của các đại lượng để tính toán ra được
đáp án đúng nhất.
Đổi m =200g =0,2kg
Chu kì dao động của con lắc lò xo:
2 4 2m 0,2
T 2 2 2 4. .10 2 .2. .10 0,4 sk 50
=> Đáp án A
Ví dụ 2: Một con lắc lò xo treo thẳng đứng, kích thích cho con lắc dao động theo
phương thẳng đứng. Chu kì và biên độ dao động của con lắc lần lượt là 0,4 s và 8
cm, chọn trục Ox thẳng đứng, chiều dương hướng xuống, gốc tọa độ O tại vị trí cân
bằng, gốc thời gian t = 0 lúc vật qua vị trí cân bằng theo chiều dương. Lấy
2 2g 10 m/s . Thời gian ngắn nhất kể từ lúc t = 0 đến lực đàn hồi của lò xo có
độ lớn cực tiểu là
A. 30
7s B.
7
30s C.
7
300s D.
300
7s
Hướng dẫn
Áp dụng công thức: lực đàn hồi cân bằng với trọng lực: F=P hay 0
F k l mg
Tại vị trí cân bằng: m
mg kk g
BAITAP123.COM – CHUYÊN ĐỀ CON LẮC LÒ XO
5
2 2
2
m T .g 0,4 .10T 2 2 0,04 m 4 cm
k g 4 4.10
A
x A 8 4 4 cm2
Thời gian ngắn nhất lúc vật đi qua VTCB theo chiều dương đến lực đàn hồi của lò
xo có độ lớn cực tiểu là:
T T T 7T 7.0,4 7
t s4 4 12 12 12 30
=> Đáp án B
2. Phương pháp biến đổi
a. Phương pháp tỉ lệ:
Thay đổi m + Tỉ lệ: T
T '=
m
m'
Thay đổi k + Tỉ lệ: T
T '=
'k
k
+ Cắt lò xo:- Công thức k.l = k1.l1 = k2.l2
(Đem cắt lò xo thành n phần bằng nhau thì k tăng lên n lần, T giảm đi n lần)
+ Ghép nối tiếp: 21
111
kkk ..; Ghép song song: k = k1 + k2
b. Phương pháp chuyển qua hệ
+ Với 1
22 2 2 2
1 2 1 2 2 2 2
1 2
1 1 1. . . . . .
m mT f
k km x m y m T xT y T x yf f f
+ Với 1
22 2 2 2
1 2 2 2 2
1 2 1 2
1 1 1 1 1 1m k
T fk m
nt
T T Tk k k f f f
BAITAP123.COM – CHUYÊN ĐỀ CON LẮC LÒ XO
6
+ Với 1
22 2 22
/ / 1 2 1 22 2 2
1 2
1 1 1m k
T fk mk k k f f f
T T T
Ví dụ 1: Lần lượt treo vật có khối lượng m1 và m2 vào một lò xo có độ cứng 40 N/m
và kích thích cho chúng dao động. Trong cùng một khoảng thời gian nhất định, vật
m1 thực hiện được 20 dao động và vật m2 thực hiện được 10 dao động. Nếu treo cả
hai vật vào lò xo trên thì chu kì dao động của hệ bằng s2
. Khối lượng
1m và
2m
lần lượt là
A. 2kg; 0,5kg. B. 0,5kg;0,25kg.
C. 0,5kg;2kg. D. 0,25Kkg;0,5kg.
Hướng dẫn
Đây là dạng bài thay đổi m, ta cần vận dụng phương pháp tỉ lệ để làm bài.
- Chu kì dao động của vật m1 là: 1
1 1 1 1
1
tT t n T
n
- Chu kì dao động của vật m2 là: 2
2 2 2 2
2
tT t n T
n
Theo đề bài, ta suy ra:
2
2 1 1 2 1
1 2 1 1 2 2
1 2 2 1 21
m2
T n n m nkt t n T n TT n n m nm
2k
2 2
2 1
2 1
1 2
m n 204 m 4m
m n 10
Mặt khác:
2 2
2 2 2 2 2 2 2 21 2
1 2 1 2 1
m m 4 4T T T T 4 4 T m m T 5m
k k k k
BAITAP123.COM – CHUYÊN ĐỀ CON LẮC LÒ XO
7
2
2
1 2 2
40.kT 2
m 0,5 kg20 20
2 1m 4m 4.0,5 2 kg
=> Đáp án C.
DẠNG 2: CÁC ĐẠI LƯỢNG CỦA CON LẮC LÒ XO
1. Độ biến dạng: Mối quan hệ giữa x và l
- Tính 0l
+ Ngang: 0
0l
+ Thẳng đứng: 0
mgl
k hoặc
0
g
l
+Nghiêng: 0
sinmgl
k
hoặc
0
.sing
l
- Cách 1: Vẽ hình (Làm rõ: N, O, A và - A)
- Cách 2: Áp dụng công thức
Chọn chiều dương hướng xuống: 0
l l x
Chọn chiều dương hướng lên : 0
l l x
Ví dụ: Một con lắc lò xo treo thẳng đứng dao động điều hòa với chu kì 0,4s, biên độ
6 cm, khi chưa treo vật lò xo dài 44 cm. Lấy g = π2 m/s2. Chiều dài cực đại và cực
tiểu lần lượt của lò xo trong quá trình vật dao động là
A. 54cm; 42cm. B. 42cm, 54cm.
C. 0,54cm; 0,42cm. D. 0,42cm; 0,54cm.
Hướng dẫn
BAITAP123.COM – CHUYÊN ĐỀ CON LẮC LÒ XO
8
Ta có: 2 2 2
T 5 rad/sT 0,4
Tại vị trí cân bằng:
2
22
mg gmg k 0,04 m 4 cm
k 5
- Chiều dài cực đại của lò xo: max 0A 44 4 6 54 cm
- Chiều dài cực tiểu của lò xo: min 0A 44 4 6 42 cm
=> Đáp án A.
2. Lực đàn hồi
* Với con lắc lò xo nằm ngang thì:dh kv
F F
* Với con lắc lò xo thẳng đứng hoặc đặt trên mặt phẳng nghiêng :dh
F k l
+ Lực đàn hồi cực đại (lực kéo): (lúc vật ở vị trí thấp nhất)
max 0 max( )
KF k l A F
+ Lực đàn hồi cực tiểu:
Nếu 0 min 0 min
( )K
A l F k l A F
Nếu 0 min
0A l F (lúc vật đi qua vị trí lò xo không biến dạng)
max
( )nen
F k A l ( lúc vật ở vị trí cao nhất)
Ví dụ: Một con lắc lò xo treo thẳng đứng có vật nặng có khối lượng 100 g. Kích
thích cho con lắc dao động theo phương thẳng đứng thì thấy con lắc dao động điều
hòa với tần số 2,5 Hz và trong quá trình vật dao động, chiều dài của lò xo thay đổi
từ 20 cm đến 24 cm. Xác định chiều dài tự nhiên của lò xo và tính lực đàn hồi cực
đại, lực đàn hồi cực tiểu trong quá trình vật dao động. Lấy g = 10 m/s2 và 2 10
Hãy chọn phương án đúng.
A. 0,18cm; 150N; 50N. B. 0,18cm; 1,5N; 0,5N.
C. 18cm; 1,5N; 0,5N. D.18cm; 50N; 1,5N.
BAITAP123.COM – CHUYÊN ĐỀ CON LẮC LÒ XO
9
Hướng dẫn
Ta có: 2 f 2 .2,5 5 rad/s
Tại VTCB:
22
mg g 10 10,04 m 4 cm
k 255
Chiều dài của lò xo thay đổi từ 20 cm đến 24 cm tức min20 cm và
max24 cm
max min24 20
A 2 cm2 2
Mặt khác:
max 0 0 maxA A 24 4 2 18 cm
Hoặc có thể sử dụng công thức min rồi suy ra 0
22k
k m 0,1. 5 25 N/mm
- Lực đàn hồi cực đại:
maxF k A 25 0,04 0,02 1,5 N
- Lực đàn hồi cực tiểu:
minF k A 25 0,04 0,02 0,5 N
=> Đáp án C
3. Năng lượng:
+ Thế năng: 21
W W W x2
t dk
BAITAP123.COM – CHUYÊN ĐỀ CON LẮC LÒ XO
10
+ Cơ năng: 21
W2
kA
=> Cơ năng của con lắc lò xo không phụ thuộc vào khối lượng
Tuy cơ năng không đổi nhưng động năng và thế năng đều biến thiên với
' 2 , ' 2 ;T'2
Tf f
- Động năng và thế năng biến đổi qua lại cho nhau, khi động năng gấp n lần thế
năng W Wd tn ta có:
+)W W W (n 1)W W1
d t t
Ax
n
max
1+)W W W (1 )W W .
111
d t d
v nv v
n n
n
Tương tự:
- Lưu ý: 2 21W W-W ( )
2d t k A x , biểu thức này sẽ giúp tính nhanh động năng của
vật khi vật qua li độ x.
Ví dụ : Một con lắc lò xo gồm vật nặng có khối lượng 50 g, dao động điều hòa trên
trục Ox với chu kì 0,2 s và chiều dài quỹ đạo là 40 cm. Lấy2 10 .Cơ năng của
con lắc là
A. 10000 J. B. 100J. C.10J. D. 1J.
Hướng dẫn
Chú ý trong phần đơn vị, đưa về đơn vị đúng với từng đại lượng
Chiều dài quỹ đạo:
L 40
L 2A A 20 cm2 2
Từ công thức tính chu kì:
BAITAP123.COM – CHUYÊN ĐỀ CON LẮC LÒ XO
11
2
22
m 4 m 4.10.0,05T 2 k 50 N/m
k T 0,2
Cơ năng của con lắc:
221 1
W kA .50. 0,2 1 J2 2
=> Đáp án D.
4. Chú ý: Những bài toán về các đại lượng khác đều cố gắng đưa về x,v,a.
DẠNG 3: DẠNG BÀI VIẾT PHƯƠNG TRÌNH DAO ĐỘNG CỦA CON LẮC
LÒ XO
Thực chất bài của bài này là đi tìm , ,A
- Tần số góc : Tùy theo dữ kiện bài toán mà có thể tính khác nhau:
max max max
0
22
k g v a af
T m l A A A
- Biên độ A:
2
max max min
2 2
2
2 2
av E l l chieudaiA
k
- Pha ban đầu : Dựa vào điều kiện ban đầu
0
0
.cos0
. .sin
x At
v A
Ví dụ : Một con lắc lò xo gồm vật nặng có khối lượng 50 g dao động trên trục Ox
với chu kì 0,2 s và chiều dài quỹ đạo là 40 cm. Chọn gốc thời gian là lúc con lắc
qua vị trí cân bằng theo chiều âm. Phương trình dao động của con lắc là
A. x 20cos 10 t (cm).2
B. x 20cos 10 t (cm).
2
C. x 2cos 10 t (cm).2
D. x 2cos 10 t (cm).
2
BAITAP123.COM – CHUYÊN ĐỀ CON LẮC LÒ XO
12
Hướng dẫn
Phương trình dao động của vật có dạng: x Acos t
Ta có: 2 2
10 rad/sT 0,2
Biên độ dao động: L 40
A 20 cm2 2
Chọn t = 0 lúc x = 0 và v < 0, khi đó:
0 Acos cos 0
Asin 0 sin 0 2
Vậy phương trình dao động của vật là: x 20cos 10 t (cm).2
=> Đáp án A.
DẠNG 4: DẠNG BÀI LIÊN QUAN ĐẾN TÍNH THỜI GIAN LÒ XO NÉN
HAY GIÃN TRONG MỘT CHU KÌ
- Đối với con lắc lò xo nằm ngang thì thời gian lò xo giãn bằng thời gian lò xo nén.
- Đối với con lắc bố trí thẳng đứng hoặc nằm nghiêng, lò xo được treo ở dưới.
+ Trường hợp 0A l : Trong quá trình dao động, lò xo chỉ bị giãn mà không có
nén. Vì vật thời gian lo xo giãn = T, thời gian lò xo nén = 0.
+ Trường hợp 0A l : Lò xo bị nén khi vật có li độ nằm trong khoảng từ
1 0x l đến 2x A (chọn chiều dương hướng lên). Bài toán sẽ được chuyển thành
tìm khoảng thời gian ngắn nhất vật đi từ vị trí có li độ x1 đến x2.
>> Khoảng thời gian ngắn nhất vật đi từ vị trí có li độ 1 0x l đến 2x A là:
0, cosl
A
Thời gian lò xo nén trong 1 chu kì: 2t
>> Khoảng thời gian lò xo giãn: T t .
BAITAP123.COM – CHUYÊN ĐỀ CON LẮC LÒ XO
13
Ví dụ: Một con lắc lò xo được trep thẳng đứng, ở nơi có gia tốc trọng trường 210 /g m s . Từ vị trí cân bằng, tác dụng vào vật một lực theo phương thẳng đứng
xuống dưới, khi đó lò xo giãn một đoạn 10 cm. Ngừng tác dụng lực, để vật dao
động điều hòa. Biết k = 40N/m, vật có khối lượng 200g. Thời gian lò xo bị giãn
trong một chu kì là
A. 5 3
s
B. 5 2
s
C. 2 3
s
D. 2,5 2
s
Hướng dẫn
Ta có:
0,05 5mg
l m cmk
10 10 5 5A l cm A cm
Thời gian lò xo dãn 1 lần là thời gian ngắn nhất để vật đi từ vị trí 1
x l A
đến 2
x A là min
2
Tt
Mà trong một chu kì lò xo nén 2 lần và giãn 2 lần
=> Thời gian lò xo bị giãn trong một chu kì dao động của vật là:
0,22. 2 2
2 40 5 2
T mt T s
k
=> Đáp án B.
DẠNG 5: BÀI TOÁN THAY ĐỔI BIÊN ĐỘ
2
2 22 2
2
vA x
nếu
20x thì
2max 2 2v A
+ Xét tại thời điểm ngay trước thời điểm thay đổi: 1 1 1 1, , ,A v x (xem xét vị trí cân
bằng ban đầu của vật đang ở đâu)
+ Xét ngay tại thời điểm ngay sau dao động, thời điểm thay đổi:
BAITAP123.COM – CHUYÊN ĐỀ CON LẮC LÒ XO
14
22
2
k
m (người ta có thể thay đổi k (giữ lò xo); thay đổi m (va chạm mềm))
v2: vận tốc sẽ thay đổi chỉ khi có sự va chạm, tách, thêm vật
+Va chạm mềm: 1 01 2 02 1 2. . ( )m v m v m m v => nếu m2 đứng yên thì 1 1
1 2
.m vv
m m
+Va chạm đàn hồi:
1 01 2 02 1 2. . ( )m v m v m m v
2 2 2 21 01 2 02 1 1 2 2
1 1 1 1. . . .
2 2 2 2m v m v m v m v
=> Nếu m2 đứng yên : 1 12
1 2
2 .m vv
m m
+Nếu vật đang chuyển động mà đặt thêm vật theo phương vuông góc vơi vật thì
coi đó là va chạm mềm
+Nếu vật đang chuyển động mà nhấc vật ra theo phương vuông góc với phương
chuyển động thì coi như ngược lại của va chạm mềm
1 2 1 1 2 2( ) . .m m v m v m v
2x : tọa độ từ điểm thay đổi đến vị trí cân bằng. Xét lại vị trí cân bằng
+Vị trí cân bằng của con lắc lò xo nằm ngang: Là vị trí phần lò xo còn lại không
biến dạng
+ Vị trí cân bằng của con lắc lò xo thẳng đứng là 0
mgl
k
Ví dụ: Con lắc lò xo k = 200 N/m, 1
200m g . Kéo 1
m đến vị trí lò xo nén một
đoạn là cm rồi buông nhẹ. Cùng lúc đó, một vật có khối lượng 2
100m g bay
theo phương ngang với vận tốc 2
1 /v m s cách vị trí cân bằng của 1
m một đoạn
bằng 5cm đến va chạm hoàn toàn đàn hồi với 1
m . Biên độ của vật 1
m sau va chạm
là A. 4
cm
B. 3
cm
C. 5
cm
D. 2
cm
Hướng dẫn
BAITAP123.COM – CHUYÊN ĐỀ CON LẮC LÒ XO
15
Áp dụng những công thức liên quan đến bài toán thay đổi biên độ ta tìm ra được
biên độ của vật sau va chạm.
Con lắc lò xo 1
10 ( d / )k
ra sm
, vì thả nhẹ nên biên độ dao động của 1
m lúc
đầu (cm)A
1m và
2m sẽ va chạm với nhau tại vị trí cân bằng sau thời gian 0,05s=T/4 ( vì trong
thời gian này 1
m về đến VTCB O còn 2
m đi được đoạn đúng bằng 5 cm).
Ngay trước khi va chạm, vật 1
m có 1 1max
10 . 1 /v v A m s , còn 2
m có
21 /v m s (chiều dương như hình vẽ).
Gọi ' '
1 2;v v là các vận tốc của các vật ngay sau va chạm. Áp dụng định luật bảo tòa
động lượng và động năng ta có:
' '
1 1 2 2 1 1 2 2
2 2 ' 2 ' 2
1 1 2 2 1 1 2 2
2 2 2 2
m v m v m v m v
m v m v m v m v
Thay số và giải hệ ta có: '
11/ 3 /v m s
Đó cũng chính là vận tốc của 1
m khi đi qua VTCB theo chiều âm nhưng với biên
độ mới '
1' '
3v A A cm
=> Đáp án B.
C. LUYỆN TẬP
Câu 1. Sau 24s, con lắc lòxo có độ cứng k = 40N/m thực hiện được 48 dao động
toàn phần. .tính khối lượng của vật
A. 0,25kg B. 0,5kg C. 1kg D.2,5kg
Câu 2. Vật có khối lượng m = 0,5 kg gắn vào một lò xo . Con lắc này dao động với
tần số f = 2,0Hz . Lấy . Tính độ cứng của lò xo
A. 80N/cm B. 160N/cm C. 0,8N/cm D. 1,6N/cm
102
102
BAITAP123.COM – CHUYÊN ĐỀ CON LẮC LÒ XO
16
Câu 3. Lòxo dãn thêm 4cm khi treo vật nặng vào. Tính chu kì dao động của con
lắc lòxo này ? Lấy
A. 0,8s B. 0,6s C. 0,2s D.0,4s
Câu 4. Một lò xo có độ cứng k = 96N/m, lần lượt treo hai quả cầu khối lượng m1,
m2 vào lò xo và kích thích cho chúng dao động thì thấy: trong cùng một khoảng thời
gian m1 thực hiện được 10 dao động, m2 thực hiện được 5 dao động. Nếu treo cả hai
quả cầu vào lò xo thì chu kỳ dao động của hệ là T = /2 (s). Giá trị của m1, m2 là:
A. m1 = 1,0kg; m2 = 4.0kg. B. m1 = 4,8kg; m2 = 1,2kg.
C.m1 = 1,2kg; m2 = 4,8 kg. D. m1= 2,0kg; m2 = 3,0kg.
Câu 5. Một con lắc lò xo thẳng đứng ở VTCB lò xo giãn l , nếu lò xo được cắt ngắn
chỉ còn bằng 1/4 chiều dài ban đầu thì chu kì dao động của con lắc lò xo bây giờlà:
A.g
l
2
B.g
l C.
g
l2 D.
g
l4
Câu 6. Một con lắc lò xo dao động điều hoà theo phương thẳng đứng, lò xo có khối
lượng không đáng kể và có độ cứng 40N/m, vật nặng có khối lượng 200g. Kéo vật
từ vị trí cân bằng hướng xuống dưới một đoạn 5 cm rồi buông nhẹ cho vật dao động.
Lấy g = 10m/s2. Giá trị cực đại, cực tiểu của lực đàn hồi nhận giá trị nào sau đây?
A. 4N; 2N B. 4N; 0N C. 2N; 0N D. 2N; 1,2 N
Câu 7. Một con lắc lò xo treo thẳng đứng.Tại VTCB lò xo giãn 5cm . Kích thích cho
vật dao động điều hoà . Trong quá trình dao động lực đàn hồi cực đại gấp 4 lần lực
đàn hồi cực tiểu của lò xo . Biên độ dao động là
A. 2 cm B.3cm C. 2,5cm D. 4cm
Câu 8. Một con lắc lò xo gồm viên bi nhỏ và lò xo nhẹ có độ cứng 100 N/m, dao
động điều hoà với biên độ 0,1 m. Mốc thế năng ở vị trí cân bằng. Khi viên bi cách
vị trí cân bằng 6 cm thì động năng của con lắc bằng:
A. 0,64 J. B. 0,32 J. C. 6,4 mJ. D. 3,2 mJ.
Câu 9. Con lắc lò xo đặt nằm ngang, gồm vật nặng có khối lượng 500 g và một lò
xo nhẹ có độ cứng 100 N/m, dao động điều hòa. Trong quá trình dao động chiều dài
của lò xo biến thiên từ 22 cm đến 30 cm.Cơ năng của con lắc là:
A. 0,16 J. B. 0,08 J. C. 80 J. D. 0,4 J.
Câu 10. Một con lắc lò xo gồm lò xo nhẹ và vật nhỏ dao động điều hòa theo phương
ngang với tần số góc 10 rad/s. Biết rằng khi động năng và thế năng (mốc ở vị trí cân
bằng của vật) bằng nhau thì vận tốc của vật có độ lớn bằng 0,6 m/s. Biên độ dao
động của con lắc là :
A. 6 cm B. 6 2 cm C. 12 cm D. 12 2 cm
Câu 11. Một con lắc lò xo gồm một vật nặng khối lượng m = 0,2 kg và một lò xo có
độ cứng k = 20 N/m đang dao động điều hòa với biên độ A = 6 cm. Tính vận tốc của
vật khi đi qua vị trí có thế năng bằng 3 lần động năng.
A. v = 3 m/s B. v = 1,8 m/s C. v = 0,3 m/s D. v = 0,18 m/s.
22 / smg
BAITAP123.COM – CHUYÊN ĐỀ CON LẮC LÒ XO
17
Câu 12. Một vật m = 250 g gắn với lò xo đặt nằm ngang dao động điều hoà với phương
trình x = 4cos(2 t + /4) cm. Tính lực đàn hồi và lực phục hồi khi động năng gấp 3
lần thế năng
A. 0,8N; 0,4N B. 1,2N; 0,2N C. 0,2N; 0,2N D. kết quả khác
Câu 13. Con lắc lò xo dao động điều hòa theo phương thẳng đứng có năng lượng
dao động E = 2.10-2(J) lực đàn hồi cực đại của lò xo F(max) = 4(N). Lực đàn hồi của
lò xo khi vật ở vị trí cân bằng là F = 2(N). Biên độ dao động sẽ là
A. 2(cm) B. 4(cm). C. 5(cm). D. 3(cm).
Câu 14. Một vật khối lượng m = 200g được treo vào lò xo khối lượng không đáng
kể, độ cứng K. Kích thích để con lắc daođộng điều hoà (bỏ qua ma sát) với gia tốc
cực đại bằng 16m/s2 và cơ năng bằng 6,4.10-2J. Độ cứng của lò xo và vận tốc cực