Bài 2. Con lắc lò xo

Bài 2.16 trang 8 SBT Vật Lí 12

Đề bài

Một con lắc lò xo gồm một vật nhỏ khối lượng \(200g\) gắn với một lò xo nhẹ, dao động điều hòa theo trục \({\rm{Ox}}\) nằm ngang với tần số \(2,5Hz\). Trong khi dao động, chiều dài lò xo biến thiên từ \({l_1} = 20cm\) đến \({l_2} = 24cm\).

a) Tính biên độ dao động của vật và chiều dài của lò xo khi chưa biến dạng.

b) Viết phương trình dao động của vật, biết khi \(t = 0\) vật ở vị trí biên \(x = + A\).

c) Tính vận tốc và gia tốc của vật khi vật đi qua vị trí cân bằng.

Phương pháp giải - Xem chi tiết

a) Sử dụng biểu thức độ dài quỹ đạo chuyển động của vật bằng khoảng biến thiên chiều dài của lò xo: \(L = 2A = {l_2} - {l_1}\)

b) Vận dụng các bước viết phương trình dao động điều hòa: tìm \(\omega \), tìm \(A\), tìm pha ban đầu \(\varphi \)

c) Sử dụng công thức tính vận tốc và gia tốc của vật dao động điều hòa

Lời giải chi tiết

a) Độ dài quỹ đạo chuyển động của vật bằng khoảng biến thiên chiều dài của lò xo:

\(\begin{array}{l}L = 2A = {l_2} - {l_1} = 24 - 20 = 4cm\\ \Rightarrow A = 2cm\end{array}\)

Chiều dài tự nhiên \({l_0} = {l_1} + A = 20 + 2 = 22cm\)

b) Viết phương trình dao động của vật

+ Tần số góc: \(\omega = 2\pi f = 2\pi .2,5 = 5\pi (rad/s)\)

+ Biên độ: \(A = 2cm\)

+ Tìm \(\varphi \): \(t = 0:{x_0} = A\cos \varphi = A\)

\( \Leftrightarrow \cos \varphi = 1 \Leftrightarrow \varphi = 0(rad)\)

Vậy phương trình dao động: \(x = 2\cos (5\pi t)(cm)\)

c) Khi vật đi qua vị trí cân bằng:

Vật tốc: \(v = \pm A\omega = \pm 2.5\pi = \pm 10\pi (cm/s)\)

Gia tốc: \(a = 0\)

Chú ý:

Vận tốc có thể âm có thể dương, khi đi qua vị trí cân bằng theo chiều dương \(v = A\omega \) còn khi đi qua vị trí cân bằng theo chiều âm \(v = - A\omega \)

Loigiaihay.com

Bình luận

Bình chọn:

3.6 trên 5 phiếu

Bài tiếp theo

Các bài liên quan: - Bài 2. Con lắc lò xo

Bài 2.17 trang 8 SBT Vật Lí 12
Giải bài 2.17 trang 8 sách bài tập vật lí 12. Một con lắc lò xo dao động điều hoà.
Bài 2.18 trang 8 SBT Vật Lí 12
Giải bài 2.18 trang 8 sách bài tập vật lí 12. Một con lắc lò xo gồm một vật khối lượng 0,5 kg gắn vào đầu tự do của một lò xo nhẹ có độ cứng 20 N/m. Con lắc dao động theo trục Ox nằm ngang với biên độ dao động là 3 cm. Tính :
Bài 2.15 trang 8 SBT Vật Lí 12
Giải bài 2.15 trang 8 sách bài tập vật lí 12. Một vật có khối lượng 10 g dao động điều hoà với biên độ 24 cm và chu kì 4,0 s. Tại thời điểm t = 0, vật ở vị trí biên x = -A.
Bài 2.14 trang 8 SBT Vật Lí 12
Giải bài 2.14 trang 8 sách bài tập vật lí 12. Một con lắc lò xo có biên độ A = 10,0 cm, có tốc độ cực đại 1,2 m/s và có cơ năng 1 J.Hãy tính
Bài 2.13 trang 7 SBT Vật Lí 12
Giải bài 2.13 trang 7 sách bài tập vật lí 12. Một con lắc lò xo có khối lượng m = 50 g, dao động điều hoà trên trục x với chu kì T = 0,2 s và biên độ A = 0,2 m. Chọn gốc toạ độ O tại vị trí cân bằng, chọn gốc thời gian là lúc con lắc qua vị trí cân bằng theo chiều âm.
Bài 2.10, 2.11., 2.12 trang 7 SBT Vật Lí 12
Giải bài 2.10, 2.11., 2.12 trang 7 sách bài tập vật lí 12. Một chất điểm dao động điều hoà trên trục Ox . Trong các đại lượng sau của chất điểm: biên độ, vận tốc, gia tốc, động năng thì đại lượng nào không thay đổi theo thời gian?
Bài 2.7, 2.8, 2.9 trang 7 SBT Vật Lí 12
Giải bài 2.7, 2.8, 2.9 trang 7 sách bài tập vật lí 12. Một con lắc lò xo dao động điều hoà theo phương ngang với biên độ 10 cm. Mốc thế năng ở vị trí cân bằng. Cơ năng của con lắc là 200 mJ. Lò xo của con lắc có độ cứng là
Bài 2.4, 2.5, 2.6 trang 6 SBT Vật Lí 12
Giải 2.4, 2.5, 2.6 trang 6 sách bài tập vật lí 12. Một con lắc lò xo có cơ năng W=0,9J và biên độ dao động A=15cm. Động năng của con lắc tại li độ x = -5cm là
Bài 2.1, 2.2., 2.3 trang 6 SBT Vật Lí 12
Giải bài 2.1, 2.2, 2.3 trang 6 sách bài tập vật lí 12. Một lò xo giãn ra 2,5 cm khi treo và nó một vật có khối lượng 250 g. Chu kì của con lắc được tạo thành như vậy là bao nhiêu ? Cho g = 10 m/s2.

Báo lỗi - Góp ý

>> Luyện thi TN THPT & ĐH năm 2022 trên trang trực tuyến Tuyensinh247.com. Học mọi lúc, mọi nơi với Thầy Cô giáo giỏi, đầy đủ các khoá: Nền tảng lớp 12; Luyện thi chuyên sâu; Luyện đề đủ dạng; Tổng ôn chọn lọc.