Bài giảng Vật lí Lớp 12 - Bài 2: Con lắc lò xo (Chuẩn kĩ năng)

Tiết 3;4_12 CB: 
 Bài 2. CON LẮC LÒ XO 
BÀI GIẢNG VẬT LÝ 12_CB_ NĂM HỌC 2011-2012 
GIÁO VIÊN: TRẦN VIẾT THẮNG 
TRƯỜNG THPT CHU VĂN AN TN 
CON L ẮC LÒ XO 
B ÀI 2:Ti ết 3,4 
BÀI GIẢNG VẬT LÝ 12_CB_ NĂM HỌC 2011-2012 
GIÁO VIÊN: TRẦN VIẾT THẮNG 
TRƯỜNG THPT CHU VĂN AN TN 
I. CON LẮC LÒ XO 
1. Con l ắc lò xo : Gồm vật nhỏ khối lượng m gắn vào một đầu của lò xo có độ cứng k, đầu kia của lò xo được giữ c ố định . 
2. V ị trí cân bằng : Con lắc lò xo nằm ngang là vị trí lò xo không bị biến dạng 
o 
VTCB 
II. KHẢO SÁT DAO ĐỘNG CUĂ CON LẮC LÒ XO VỀ MẶT ĐỘNG LỰC HỌC 
1. Chọn trục toạ độ Ox trungf với trục lò xo, chiều dương là chiều tăng độ dài của lò xo, gốc to ạ độ là VTCB 
Khi vật có li độ x, lực đàn hồi của lò xo 
 F = - kx (1) 
o 
x 
x 
o 
x 
2. Hợp lực tác dụng vào vật 
Vì : 
nên : 
F = - kx 
F = ma 
3. Đặt 
x’’ = -  2 x 
Phương trình có nghiệm là ; 
x = Acos( t + ) 
V =0 
A 
--A 
O 
A 
--A 
O 
A 
--A 
O 
A 
--A 
O 
A 
--A 
O 
A 
--A 
O 
A 
--A 
O 
A 
--A 
O 
A 
--A 
O 
A 
--A 
O 
A 
--A 
O 
A 
--A 
O 
A 
--A 
O 
A 
--A 
O 
A 
--A 
O 
A 
--A 
O 
A 
--A 
O 
A 
--A 
O 
A 
--A 
O 
A 
--A 
O 
A 
--A 
O 
A 
--A 
O 
A 
--A 
O 
A 
--A 
O 
A 
--A 
O 
A 
--A 
O 
A 
--A 
O 
A 
--A 
O 
A 
--A 
O 
A 
--A 
O 
A 
--A 
O 
A 
--A 
O 
A 
--A 
O 
3.Tần số góc , tần số và chu kì của con lắc lò xo 
4. Lực kéo về : 
Lực luôn hướng về vị trí cân bằng gọi là lực kéo về . 
Vật dao động điều hoà có lực kéo về tỉ lệ với li độ 
III. KHẢO SÁT DAO ĐỘNG CỦA CON LẮC LÒ XO VỀ MẶT NĂNG LƯỢNG 
1. Động năng của con lắc lò xo : 
W đ (J); m(kg ); v(m/s ) 
2. Th ế năng của con lắc lò xo 
W t (J); k(N/m ); x(m ) 
3. Cơ năng của con lắc lò xo. Sự bảo toàn cơ năng 
a. Cơ năng bằng tổng động năng và thế năng 
b. Khi kh ông có ma sát 
Cơ năng của con lắc lò xo tỉ lệ với bình phương biên độ dao động 
Khi không có ma sát cơ năng của con lắc được bảo toàn 
1. Một vật nhỏ hình cầu khối lượng 400g được treo vào lò xo nhẹ có độ cứng 160N/m. Vật dao động điều hoà theo phương thẳng đứng với biên độ 10cm. Vận tốc của vật khi đi qua vị trí cân bằng là 
A. 4m/s. 
B. 6,28m/s. 
C. 0 m/s 
D. 2m/s. 
BÀI TẬP 
2. Một Con lắc lò xo có quả cầu khối lượng 200g, dao động với phương trình x = 6cos(20πt)(cm). Xác định chu kỳ , tần số dao động chất điểm . 
A. f =5Hz; T= 0,2s 
B. f =100Hz; T= 0,01s . 
C. f =1Hz; T= 1s. 
D. f =10Hz; T= 0,1s . 
BÀI TẬP 
3. Một con lắc lò xo dao động điều hoà với chu kì T = 0,5 s khối lượng của quả nặng là m = 400g, ( lấy π 2 = 10). Độ cứng của lò xo là: 
A. k = 0,156 N/m 
B. k = 32 N/m	 
C. k = 6400 N/m 
D. k = 64 N/m . 
BÀI TẬP 
BÀI TẬP 
4.Một vật có khối lượng 50g gắn vào lò xo , kích thích nó dao động điều hòa với biên độ A = 4cm và chu kỳ T =2s. 
a/Tính độ cứng của lò xo?. Lấy π 2 = 10. 
b/Tính năng lượng kích thích cho con lắc dao động (bỏ qua mọi lực cản môi trường)