Con lắc lò xo là một trong những chuyên đề quan trọng của chương trình vật lý lớp 12 và ôn thi đại học. Các bạn cần lưu ý những khái niệm liên quan tới con lắc lò xo để có thể giải được những bài toán một cách nhanh và chính xác nhất.
1/ Định nghĩa con lắc lò xo
– Định nghĩa: Con lắc lò xo là hệ thống bao gồm 1 lò xo có độ cứng k, nó có khối lượng không đáng kể, có 1 đầu cố định và đầu còn lại gắn với 1 vật nặng có khối lượng m đặt theo phương ngang hoặc theo phương thẳng đứng.
Con lắc lò xo có phương trình dao động:
– Chu kì dao động của con lắc lò xo:
– Lực gây ra trong dao động điều hòa của con lắc lò xo luôn luôn hướng về vị trí cân bằng được gọi là lực kéo về hay còn gọi là lực hồi phục. Lực kéo về này có độ lớn tỉ lệ với li độ dao động và chính là lực này gây ra gia tốc cho sự dao động điều hòa của con lắc lò xo.
– Lực kéo về có công thức:
2/ Các loại năng lượng của con lắc lò xo:
-
Động năng của con lắc lò xo:
-
Thế năng của con lắc lò xo:
Chú ý: Động năng, thế năng của con lắc lò xo hoặc dao động điều hòa biến thiên điều hòa cùng tần số góc: w’ = 2w, tần số f ‘ = 2f và chu kì T’=.T/2
-
Cơ năng của con lắc lò xo
Chú ý:
– Cơ năng của con lắc lò xo luôn tỉ lệ thuận với bình phương biên độ của dao động.
– Cơ năng của con lắc lò xo luôn được bảo toàn nếu ta bỏ qua mọi ma sát.
3/ Đối với dao động của lò xo treo:
- Độ biến dạng của lò xo khi vật tại vị trí cân bằng:
-
( trong đó lo là chiều dài tự nhiên của lò xo)Chiều dài của lò xo tại vị trí cân bằng:
- Chiều dài lớn nhất của lò xo tương ứng với vật tại vị trí thấp nhất:
- Chiều dài nhỏ nhất của lò xo tương ứng với vật tại vị trí cao nhất):
- Nếu A >Δl (với Ox hướng xuống) ta xét trong một chu kì dao động thì:
– Thời gian lò xo nén sẽ tương ứng với vật đi từ điểm M1 đến M2.
– Thời gian lò xo dãn sẽ tương ứng với vật đi từ điểm M2 đến M1.
Trên đây là một số tóm tắt lý thuyết về con lắc lò xo, hi vong sẽ giúp ích cho các bạn học sinh trong ôn thi trung học phổ thông
