Khảo sát con lắc lò xo theo phương thẳng đứng - Tài liệu - Vật lý 12

Khóa học Vật lí 12 Thầy ĐặngViệt Hùng

Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt
Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12
- Trang | 1 -





Ví dụ 1. Một CLLX dao động điều hòa theo phương thẳng đứng có
0
80
=
ℓ
cm; m = 500 g; k = 50 N/m.
a) Tính độ biến dạng của lò xo tại vị trí cân bằng, lấy g = 10 m/s
2
.
………………………………………………………………………………………………………………………….
b) Tính T; f; ω của vật.
………………………………………………………………………………………………………………………….
c) Tính chiều dài lò xo tại vị trí cân bằng?
………………………………………………………………………………………………………………………….
d) Kéo vật nặng xuống dưới để lò xo dãn 3 cm và thả nhẹ. Tìm chiều dài max, min của lò xo.
………………………………………………………………………………………………………………………….
Ví dụ 2. Một CLLX dao động điều hòa theo phương thẳng đứng có
0
32
=
ℓ

cm; m = 250 g; k = 100 N/m.
a) Tính
0
;F;f.
∆
ℓ
Lấy g = π
2
= 10.
………………………………………………………………………………………………………………………….
b) Trong quá trình dao động lò xo có chiều dài cực đại là 37 cm. Tính độ lớn vận tốc và gia tốc?
………………………………………………………………………………………………………………………….
Ví dụ 3. Một CLLX dao động điều hòa theo phương thẳng đứng có
0
32
=
ℓ
cm. Trong quá trình dao động chiều dài lò
xo biến thiên từ 32 cm đến 38 cm.
a) Tính
0
∆
ℓ
và biên độ A.
………………………………………………………………………………………………………………………….
b) Lấy g = π
2
= 10. Tính T; f.
………………………………………………………………………………………………………………………….
c) Tính độ lớn của tốc độ, gia tốc của vật trong quá trình chuyển động.

………………………………………………………………………………………………………………………….
Ví dụ 4. Một CLLX dao động điều hòa theo phương thẳng đứng với phương trình
π
x 4cos 4
πt cm
3
 
= +
 
 
. Chiều dài tự
nhiên của lò xo là 40 cm. Lấy g = π
2
= 10
a) Tính
0 cb max min
; ; ;∆
ℓ ℓ ℓ ℓ
biết khối lượng vật nặng là 250 g.
………………………………………………………………………………………………………………………….
b) Tính F
max
; F
min
.
………………………………………………………………………………………………………………………….
c) Tính độ lớn lực đàn hồi khi lò xo dài 48 cm.
………………………………………………………………………………………………………………………….
d) Tính độ lớn lực đàn hồi khi vật cách vị trí cân bằng 1 cm.
………………………………………………………………………………………………………………………….

Ví dụ 5. Một CLLX dao động điều hòa theo phương thẳng đứng với phương trình
π
x 5cos 5
πt cm
6
 
= +
 
 
.
Tài liệu bài giảng:
KHẢO SÁT CLLX THEO PHƯƠNG THẲNG ĐỨNG
Thầy Đặng Việt Hùng

Khóa học Vật lí 12 Thầy ĐặngViệt Hùng

Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt
Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12
- Trang | 2 -

Biết
2
0
m 200 g; 34 cm; g
π 10.
= = = =
ℓ

a)
Tính

0 cb max min
; ; ;∆
ℓ ℓ ℓ ℓ

………………………………………………………………………………………………………………………….
b) Tính F
max
; F
min
.
………………………………………………………………………………………………………………………….
c) Tính
độ
l
ớ
n l
ự
c
đ
àn h
ồ
i khi v
ậ
t cách v
ị
trí cân b
ằ
ng 2 cm.
………………………………………………………………………………………………………………………….
d) Tính

độ
l
ớ
n l
ự
c
đ
àn h
ồ
i t
ạ
i v
ị
trí mà
max
1
a a
3
= .
………………………………………………………………………………………………………………………….
e) Tính
độ
l
ớ
n l
ự
c
đ
àn h
ồ

i t
ạ
i v
ị
trí mà
max
1
v v
2
= .
………………………………………………………………………………………………………………………….
Ví dụ 6. M
ộ
t CLLX dao
độ
ng
đ
i
ề
u hòa theo ph
ươ
ng th
ẳ
ng
đứ
ng v
ớ
i biên
độ
5 cm. Bi

ế
t t
ỉ
s
ố

max
min
F
13
F 3
=

a) Tính T; f l
ấ
y g =
π
2
= 10.
………………………………………………………………………………………………………………………….
b) Bi
ế
t m = 600 g; chi
ề
u dài t
ự
nhiên c
ủ
a lò xo là 40 cm. Tính F
đh

khi lò xo dài 45 cm? khi lò xo dài 50 cm?
………………………………………………………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………………………………………………………….
c) Tính t
ố
c
độ
v
ậ
t n
ă
ng khi F
đh
= 4,5 N?
………………………………………………………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………………………………………………………….
Ví dụ 7. M
ộ
t CLLX dao
độ
ng
đ
i
ề
u hòa theo ph
ươ
ng th
ẳ
ng
đứ

ng v
ớ
i ph
ươ
ng trình
π
x 4cos 5
πt cm
6
 
= −
 
 
. Vật nặng có
khối lượng 200 g; chiều dài tự nhiên của lò xo là 30 cm.
a) Tính độ cứng lò xo k
………………………………………………………………………………………………………………………….
b) Khi vật cách vị trí cân bằng 2 cm thì F
hp
= ? ; F
đh
= ?
………………………………………………………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………………………………………………………….
c) Tính tỉ số
dh.max
hp.max
F
F

………………………………………………………………………………………………………………………….
d)
Tìm kho
ả
ng th
ờ
i gian ng
ắ
n nh
ấ
t k
ể
t
ừ
khi v
ậ
t dao
độ
ng
đế
n th
ờ
i
đ
i
ể
m mà l
ự
c
đ

àn h
ồ
i có
độ
l
ớ
n 3 N.
………………………………………………………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………………………………………………………….
Ví dụ 8.
M
ộ
t CLLX dao
độ
ng
đ
i
ề
u hòa theo ph
ươ
ng th
ẳ
ng
đứ
ng v
ớ
i biên
độ
10 cm. Bi
ế

t
max
min
F
7
F 3
=
. Tính T; f
………………………………………………………………………………………………………………………….
Khóa học Vật lí 12 Thầy ĐặngViệt Hùng

Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt
Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12
- Trang | 3 -

………………………………………………………………………………………………………………………….
Ví dụ 9. Một CLLX dao động điều hòa theo phương thẳng đứng với phương trình
π
x 10cos 2
πt cm
2
 
= −
 
 
. Vật nặng
có khối lượng 500 g; g = 10. Tính độ lớn lực đàn hồi và lực hồi phục khi t = 1,25 s.
………………………………………………………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………………………………………………………….

Ví dụ 10. Một CLLX dao động theo phương thẳng đứng, m = 400 g; tại vị trí cân bằng lò xo dãn 10 cm. Từ VTCB kéo
vật xuống dưới 5 cm và thả nhẹ để vật dao động điều hòa. Kể từ lúc thả đến lúc vật đi được quãng đường 8 cm thì độ
lớn lực đàn hồi bằng bao nhiêu?
………………………………………………………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………………………………………………………….
Ví dụ 11. Một CLLX dao động theo phương thẳng đứng, m = 100 g; k = 100 N/m. Kéo vật nặng xuống dưới để lò xo
dãn 3 cm rồi truyền cho vật tốc độ
20
π 3
cm/s hướng lên. Lấy g = π
2
= 10. Tính quãng đường vật đi được trong 5/6
chu kỳ đầu tiên?
………………………………………………………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………………………………………………………….
Ví dụ 12.
Một CLLX dao động theo phương thẳng đứng,
0
π
x 5sin
ωt cm; 50 cm.
6
 
= − =
 
 

ℓ
Khi vật dao động thì tỉ số
2
max
min
23
;g
π 10.
19
= = =
ℓ
ℓ
Tìm chu kỳ dao động T và lực tác dụng lên điểm treo tại t = 0, biết chiều dương hướng xuống.
………………………………………………………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………………………………………………………….
Ví dụ 13.
Một con lắc lò xo treo thẳng đứng gồm lò xo có chiều dài tự nhiên 20 cm và độ cứng 100 N/m, vật nặng có
khối lượng 400 g. Kéo vật nặng xuống phía dưới cách vị trí cân bằng 6 cm rồi thả nhẹ cho con lắc dao động điều hòa.
Lấy g = π
2
= 10. Xác định độ lớn của lực đàn hồi của lò xo khi vật ở vị trí cao nhất và thấp nhất của quỹ đạo.
Đ/s: 2 N và 10 N.
………………………………………………………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………………………………………………………….
Ví dụ 14.
Một lò xo có độ dài tự nhiên 30 cm, khối lượng không đáng kể, đầu trên O cố định, đầu dưới treo vật nặng

kích thước không đáng kể, khối lượng m = 100 g. Khi vật cân bằng lò xo có độ dài 34 cm.
a)
Tính độ cứng của lò xo và chu kì dao động của vật. Cho g = π
2
=10.
………………………………………………………………………………………………………………………….
b)
Kéo vật xuống theo phương thẳng đứng một đoạn cách vị trí cân bằng 6cm và truyền cho vật vận tốc v
0
=30π cm/s,
hướng về vị trí cân bằng. Chọn lúc đó là gốc thời gian, gốc tọa độ trùng vị trí cân bằng và chiều dương hướng xuống.
Viết phương trình dao động của m.
Khóa học Vật lí 12 Thầy ĐặngViệt Hùng

Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt
Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12
- Trang | 4 -

………………………………………………………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………………………………………………………….
c) Tìm chiều đai cực đại, cực tiểu của con lắc lò xo.
………………………………………………………………………………………………………………………….
d) Tính vận tốc của vật khi con lắc có chiều dài 27 cm
………………………………………………………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………………………………………………………….
e) Tính lực đàn hồi cực đại, cực tiểu.
………………………………………………………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………………………………………………………….
f) Xác định cường độ và chiều của lực mà lò xo tác dụng vào điểm treo O khi vật qua vị trí cân bằng, khi vật xuống
thấp nhất, và khi vật lên cao nhất.

………………………………………………………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………………………………………………………….
g) Nếu chỉ kéo vật m xuống dưới vị trí cân bằng đoạn 3 cm thì lực đàn hồi cực đại, cực tiểu khi đó là bao nhiêu?
………………………………………………………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………………………………………………………….


Giáo viên : Đặng Việt Hùng
Nguồn : Hocmai.vn