Bài giảng Vật lí 12 - Bài 4: Con lắc lò xo

Nội dung text: Bài giảng Vật lí 12 - Bài 4: Con lắc lò xo

1. VẬT LÝ 12 CHƯƠNG I DAO ĐỘNG CƠ
2. Bài 4 CON LẮC LÒ XO I. CON LẮC LÒ XO NGANG 1. Cấu tạo và hoạt động Vật gắn ở đầu lò xo chuyển động qua lại quanh một vị trí cân bằng xác định
3. 2. Khảo sát con lắc lò xo ngang về mặt động lực học. 퐹Ԧ = m Ԧ ⟺ - Kx = mx’’ k ⟺ mx’’+ kx = 0 ⟺ x’’+ x = 0 m
4. 퐾 Đặt 휔2 = ⟹ x’’ +휔2x = 0 Con lắc lò xo dao động với phương trình li độ x = Acos(휔t + 휑) 퐾 Với tần số góc 휔 = , chu kỳ T = 2π , 퐾 1 퐾 Tần số f = 2
5. Chú ý: vật dao động dưới tác dụng lực kéo về. F = - Kx VD: Một CLLX , độ cứng K = 1/cm, vật m = 50g. Kéo vật ra khỏi vị trí cân bằng 10cm và thả nhẹ cho vật dao động điều hòa. Tính chu kỳ và độ lớn lực kéo về cực đại.
6. Giải : 푣2 A = 2 + = 10 (cm) = 0,1 (m) 휔2 Chu kỳ : T = 2 ≈ 0,14 (s) 퐾 |Fkvmax|= KA = 100.0,1 = 10 (N)
7. 3. Khảo sát CLLX về mặt năng lượng Khi dao động : Thế năng ⇆ Động năng 2 Thế năng Wt = ½ Kx 2 Động năng Wđ = ½ mv Cơ năng W = Wt + Wđ = const
8. II. CON LẮC LÒ XO TREO ĐỨNG pHEt
9. Chú ý: tại VTCB : Fđh = P K∆ℓ = mg ∆ℓ m = g K ∆ℓ Do đó: chu kỳ T= 2
10. ℓmax = ℓo + 훥ℓ +A ℓmin = ℓo + Δℓ -A Fđhmax = K(Δℓ +A) Fđhmin = K(Δℓ -A) nếu Δℓ >A Fđhmin = 0 nếu Δℓ ≤A
11. Bài tập vận dụng: Một chất điểm dao động điều hòa (DĐĐH) với PT x = 10 cos ( 20πt + ) ( cm, s ) 3 a. Biên độ dao động ? Chu kỳ ? Tần số ? Pha ban đầu ? b. Chiều dài quỹ đạo ? c. Vị trí ban đầu của vật dao động ( ở thời điểm t = 0) ? d. Tính quãng đường vật dao động đi được sau 49/120 s kể từ thời điểm t = 0
12. Bài giải gợi ý : x = 10 cos ( 20πt + ) ( cm, s ) 3 a. Biên độ dao động A = 10 cm Chiều dài quỹ đạo L = 2A = 20 cm 2 2 b. Chu kỳ T = = = 0,1 (s) 휔 20 1 1 Tần số f = = = 10 (Hz) 0,1
13. c. Vị trí ban đầu của vật dao động Khi t = 0, x = 10 cos = 5 ( cm ) o 3 49 d. Quãng đường vật đi được sau s kể từ thời điểm 120 to = 0 49 48 1 ∆t = t – t = = + = 4T + o 120 120 120 12 Suy ra s = s +s = 4. 4A + = 4 . 4 . 10 + 5 = 165 (cm) 1 2 2 - Hết -
14. NHỚ HỌC BÀI VÀ LÀM BÀI TẬP