Phương pháp học nhanh Vật lý THPT chủ đề con lắc lò xo

Tài liệu Vật lý 12

Tài liệu Phương pháp học nhanh Vật lý THPT chủ đề con lắc lò xo được trích từ cuốn sách Phương Pháp Học Nhanh A – Z Vật Lý THPT Quốc Gia của tác giả Phạm Hồng Vương.

I. TÓM TẮT LÝ THUYẾT
DẠNG 1: ĐẠI CƯƠNG VỀ CON LẮC LÒ XO 1. Phương trình dao động: x A cos t 2. Chu kì, tần số, tần số góc và độ biến dạng: + Tần số góc, chu kỳ, tần số: k m 1 k Chú ý: 1N / cm 100N / m + Nếu lò xo thẳng đứng: m lo T 2 2 Nhận xét: Chu kỳ của con lắc lò xo + tỉ lệ với căn bậc 2 của m; tỉ lệ nghịch với căn bậc 2 của k + chỉ phụ thuộc vào m và k; không phụ thuộc vào A (sự kích thích ban đầu) 3. Trong cùng khoảng thời gian, hai con lắc thực hiện N1 và N2 dao động.
4. Chu kì và sự thay đổi khối lượng: Gắn lò xo k vào vật m1 được chu kỳ T vào vật m2 được T2 vào vật khối lượng m m m 3 1 2 được chu kỳ T vào vật khối lượng m m m m m 4 1 2 1 2 được chu kỳ T 4 Ta có: 2 2 2 T T T 3 1 2 và 2 2 2 T T T 4 1 2 (chỉ cần nhớ m tỉ lệ với bình phương của T là ta có ngay công thức này) 5. Chu kì và sự thay đổi độ cứng: Một lò xo có độ cứng k, chiều dài l được cắt thành các lò xo có độ cứng 1 2 k k và chiều dài tương ứng là 1 2 l thì có: 1 1 2 2 k (chỉ cần nhớ k tỉ lệ nghịch với l của lò xo).
Ghép lò xo: Nối tiếp: cùng treo một vật khối lượng như nhau thì: Song song: 1 2 k k k cùng treo một vật khối lượng như nhau thì: (Chỉ cần nhớ k tỉ lệ nghịch với bình phương của T là ta có ngay công thức này).
DẠNG 2: LỰC HỒI PHỤC, LỰC ĐÀN HỒI & CHIỀU DÀI LÒ XO KHI VẬT DAO ĐỘNG. 1. Lực hồi phục: Là nguyên nhân làm cho vật dao động, luôn hướng về vị trí cân bằng và biến thiên điều hòa cùng tần số với li độ. Lực hồi phục của CLLX không phụ thuộc khối lượng vật nặng.
2. Chiều dài lò xo: Với 0 l là chiều dài tự nhiên của lò xo Khi lò xo nằm ngang: Chiều dài cực đại của lò xo: max 0 l l A Chiều dài cực tiểu của lò xo: max 0 l l A Khi con lắc lò xo treo thẳng đứng hoặc nằm nghiêng 1 góc Chiều dài khi vật ở vị trí cân bằng: cb Chiều dài ở ly độ x: cb x Dấu nếu chiều dương cùng chiều dãn của lò xo Chiều dài cực đại của lò xo: max cb Chiều dài cực tiểu của lò xo Với 0 l được tính như sau: + Khi con lắc lò xo treo thẳng đứng: + Khi con lắc nằm trên mặt phẳng nghiêng góc 0 mg.
3. Lực đàn hồi: xuất hiện khi lò xo bị biến dạng và đưa vật về vị trí lò xo không bị biến dạng a. Lò xo nằm ngang: VTCB trùng với vị trí lò xo không bị biến dạng độ biến dạng; đơn vị mét. b. Lò xo treo thẳng đứng: Ở ly độ x bất kì: F Dấu “+” nếu chiều dương cùng chiều dãn của lò xo. Ví dụ: theo hình bên thì F k l x Ở vị trí cân bằng Lực đàn hồi cực đại (lực kéo): F k l A Kmax 0 (ở vị trí thấp nhất) Lực đẩy (lực nén) đàn hồi cực đại: F k A l N max 0 (ở vị trí cao nhất).
Lực đàn hồi cực tiểu: Nếu 0 n 0 Mi K m ni A A (vị trí cao nhất). Nếu 0 Min A 0 F (ở vị trí lò xo không biến dạng: 0 x). Chú ý: Lực tác dụng vào điểm treo Q tại một thời điểm có độ lớn đúng bằng lực đàn hồi nhưng ngược chiều. Lực kéo về là hợp lực của lực đàn hồi và trọng lực: + Khi con lắc lò xo nằm ngang: Lực hồi phục có độ lớn bằng lực đàn hồi (vì tại VTCB lò xo không biến dạng). + Khi con lắc lò xo treo thẳng đứng: Lực kéo về là hợp lực của lực đàn hồi và trọng lực.
4. Tính thời gian lò xo dãn – nén trong một chu kì: a. Khi A l (Với Ox hướng xuống): Trong một chu kỳ lò xo dãn (hoặc nén) 2 lần. Thời gian lò xo nén tương ứng đi từ M1 đến M2 Hoặc dùng công thức Thời gian lò xo dãn tương ứng đi từ M2 đến M1 b. Khi l A (Với Ox hướng xuống) Trong một chu kỳ CÁC VÍ DỤ ĐIỂN HÌNH.
II. BÀI TẬP

[ads]

TÀI LIỆU CÙNG CHUYÊN MỤC