Dang 2 Luc trong dao dong dieu hoa

<span class='text_page_counter'>(1)</span>LUYỆN THI ĐH GIAI ĐOẠN 2. TRƯỜNG THPT QUẢNG XƯƠNG 1 LỚP LUYỆN THI ĐẠI HỌC. PHẦN 1. DAO ĐỘNG CƠ (Buổi thứ hai – phần 1). DẠNG 2. BÀI TOÁN VỀ LỰC ĐÀN HỒI. A. CƠ SỞ LÝ THUYẾT & PHƯƠNG PHÁP I. Lực Hồi Phục. . . F ma mx Hợp lực tác dụng vào vật: . ,,.  m 2 A cos(t   ). . Nguyên nhân làm cho con lắc lò xo dao động điều hòa là do có lực phục hồi F  kx II. Lực đàn hồi 1. Xét con lắc lò xo nằm ngang. F k x Lực đàn hồi tác dụng vào con lăc có độ lớn • Lực đàn hồi cực đại: FMax = kA (Vật ở VT biên) • Lực đàn hồi cực tiểu: FMin = 0 (Vật ở VT CB) 2. Con lắc lò xo treo thẳng đứng. Lực đàn hồi tác dụng lên con lắc trong quá trình dao động là F k (l  x ) (Chiều dương con lắc hướng xuống) Hoặc F k (l  x ) (Chiều dương con lắc hướng lên) ( l là độ biến dạng của lò xo khi vật cân bằng). Lực này có: + Phương thẳng đứng. + Chiều ngược với hướng biến dạng của lò xo. F k l  x F  k l  x + Độ lớn .(hoặc ) Trong quá trình dao động có những lúc lực đàn hồi là lực nén (lò xo có chiều dài ngắn hơn chiều dài tự nhiên), có lúc lực đàn hồi là lực kéo(lò xo có chiều dài, dài hơn chiều dài tự nhiên). Ta cần phân biệt các trường hợp sau đây: a. Trường hợp 1: A < l (Biên độ dao động nhỏ hơn độ biến dạng của lò xo tại VTCB). Trong quá trình dao động của con lắc chỉ sinh ra lực kéo. • Lực kéo đàn hồi cực đại: FMax = k(A + l) lúc này lò xo có chiều dài lớn nhất. • Lực kéo đàn hồi cực tiểu: FMin = k(l - A) lúc này lò xo chiều dài ngắn nhất. b. Trường hợp 2: A > l (Biên độ dao động lớn hơn độ biến dạng của lò xo tại VTCB). • Lực kéo đàn hồi cực đại: FMax = k(A + l) lúc này lò xo có chiều dài lớn nhất. • Lực nén đàn hồi cực đại: FMin = k(A - l) lúc này lò xo chiều dài ngắn nhất. • Lực đàn hồi cực tiểu: FMin = 0 (Vật ở x = - l) c. Trường hợp 3: A = l (Biên độ dao động bằng độ biến dạng của lò xo tại VTCB). • Lực kéo đàn hồi cực đại: FMax = k(A + l) lúc này lò xo có chiều dài lớn nhất. • Lực đàn hồi cực tiểu: FMin = 0 (Vật ở x = - l) III. PHƯƠNG PHÁP Khi gặp bài toán con lắc lò xo nằm ngang thì việc giải bài toán dễ dàng. Ở đây ta chỉ chú trọng làm sao để giải nhanh bài toán lực khi con lắc lò xo treo thẳng đứng. Ta thực hiện các bước sau đây: Bước 1: Xác định độ biến dạng l. mg g l  l  2 k hoặc  Bước 2: Thực hiện tính toán theo yêu cầu của đề ra: • Nếu bài toán tìm lực kéo đàn hồi cực đại thì dù trong trường hợp nào (A  l hay A < l ) thì FMax = k(A + l). • Nếu bài toán tìm lực nén đàn hồi cực đại (A > l ) thì.

<span class='text_page_counter'>(2)</span> FMax = k(A - l) • Nếu bài toán tìm lực đàn hồi cực tiểu thì ta cần so sánh A với l + Nếu A  l thì FMin = 0 + Nếu A < l thì FMin = k(l - A) B. BÀI TẬP VẬN DỤNG Bài 1. Con lắc lò xo treo thẳng đứng, dđđh với biên độ 4cm, chu kì 0,5s; m= 400g; g = 10m/s2, π 2=10 . a) Xác định lực đàn hồi và lực hồi phục tác dụng vào vật khi lò xo giãn 8,25cm. b) Xác định lực đàn hồi cực đại và cực tiểu tác dụng vào điểm treo Bài 2. Con lắc lò xo treo thẳng đứng tại VTCB lò xo giãn 4cm, k=50N/m, dđđh với biên độ A(cm). Xác lực đàn hồi cực đại và cực tiểu tác dụng vào vật, khi: a) A= 2cm b) A= 5cm Bài 3. Một con lắc lò xo treo thẳng đứng, lo xo có độ cức K = 50N/m. khi vật ở vị trí cân bằng lò xo giãn 6 cm. Kích thích cho vật dao động điều hòa thì thấy thời gian lò xo giãn trong một chu kì là 2T/3 (T là chu kì dao động của vật). Tính lực đàn hồi cực đại, cực tiểu tác dụng lên vật? Bài 4. Con lắc lò xo treo thẳng đứng, lò xo có khối lượng không đáng kể. Hòn bi đang ở vị trí cân bằng thì được kéo xuống dưới theo phương thẳng đứng một đoạn 3cm rồi thả ra cho nó dao động. Hòn bi thực hiện 50 dao động mất 20s. Cho g  π210m/s2. Tính tỉ số độ lớn lực đàn hồi cực đại và lực đàn hồi cực tiểu của lò xo khi dao động Bài 5. Một con lắc lò xo treo thẳng đứng, đầu trên cố định, đầu dưới treo một vật m = 100g. Kéo vật xuống dưới vị trí cân bằng theo phương thẳng đứng rồi buông nhẹ. Vật dao động theo phương trình:    4 t   2  cm. Chọn gốc thời gian là lúc buông vật, lấy g = 10m/s 2. Tính lực dùng để kéo vật trước x = 5cos  khi dao động ? Bài 6. Một chất điểm có khối lượng m = 50g dao động điều hoà trên đoạn thẳng MN = 8cm với tần số f = 5 2 Hz . Khi t = 0 chất điểm qua vị trí cân bằng theo chiều dương. Lấy π =10 . ở thời điểm t 1/12 s, Tính lực gây ra chuyển động của chất điểm ? Bài 7. Một vật treo vào lò xo làm nó dãn ra 4cm. Cho g  π210m/s2. Biết lực đàn hồi cực đại và cực tiểu lần lượt là 10N và 6N. Chiều dài tự nhiên của lò xo 20cm. Tính chiều dài cực tiểu và cực đại của lò xo trong quá trình dao động ? Bài 8. Một lò xo có độ cứng k = 40(N/m) đợc đặt thẳng đứng , phía trên có vật khối lợng m = 400g. Lò xo luôn giữ thẳng đứng. a) Tính độ biến dạng của lò xo khi vật cân bằng. Lấy g = 10 (m/s2). b) Từ VTCB ấn xuống dới một đoạn x0 = 2cm rồi buông nhẹ. Chứng tỏ vật m dao động điều hoà. Tính chu kỳ dao động. c) TÝnh lùc t¸c dông lín nhÊt vµ nhá nhÊt mµ lß xo nÐn lªn sµn. Bài 9. Hai vật A và B dán liền nhau mB=2mA=200g, treo vào một lò xo có độ cứng k =50 N/m. Nâng vật lên đến vị trí lò xo có chiều dài tự nhiên L0=30 cm thì buông nhẹ. Vật dao động điều hoà đến vị trí lực đàn hồi của lò xo có độ lớn lớn nhất , vật B bị tách ra. Tính chiều dài ngắn nhất của lò xo. Bài 10. Một lò xo có khối lượng không đáng kể, hệ số đàn hồi k = 100 N/m được đặt nằm ngang, một đầu được giữ cố định, đầu còn lại được gắn với chất điểm m 1 = 0,5 kg. Chất điểm m1 được gắn với chất điểm thứ hai m2 = 0,5 kg .Các chất điểm đó có thể dao động không ma sát trên trục Ox nằm ngang (gốc O ở vị trí.

<span class='text_page_counter'>(3)</span> cân bằng của hai vật) hướng từ điểm cố định giữ lò xo về phía các chất điểm m 1, m2. Tại thời điểm ban đầu giữ hai vật ở vị trí lò xo nén 2 cm rồi buông nhẹ. Bỏ qua sức cản của môi trường. Hệ dao động điều hòa. Gốc thời gian chọn khi buông vật. Chỗ gắn hai chất điểm bị bong ra nếu lực kéo tại đó đạt đến 1 N. Tinh thời điểm mà m2 bị tách khỏi m1 ? Bài 11. Cho một con lắc lò xo đợc bố trí nh hình vẽ. Lò xo có độ cứng k=200(N/m); vËt cã khèi lîng m = 500g. m0 1) Từ vị trí cân bằng ấn vật m xuống một đoạn x0 = 2,5cm theo phơng thẳng đứng rồi thả nhẹ cho vật dao động. m a) Lập phơng trình dao động. b) Tính lực tác dụng lớn nhất và nhỏ nhất mà lò xo nén lên mặt giá đỡ. 2) §Æt lªn m mét gia träng m0 = 100g. Tõ VTCB Ên hÖ xuèng mét ®o¹n x0’ råi th¶ nhÑ. a) TÝnh ¸p lùc cña m0 lªn m khi lß xo kh«ng biÕn d¹ng. b) Để m0 nằm yên trên m thì biên độ dao động phải thoả mãn điều kiện gì? Suy ra giá trÞ cña x0’. LÊy g =10(m/s2). Bài 12. Mét lß xo k = 100(N/m) phÝa trªn cã g¾n vËt khèi lîng m = 100g. Mét vËt khèi lîng m0 = 400g r¬i tù do từ độ cao h = 50cm xuống đĩa. Sau va chạm chúng dính vào nhau và dao động điều hoà. Hãy tính : a) Năng lợng dao động. b) Chu kỳ dao động. m c) Biên độ dao động. h 0 d) Lùc nÐn lín nhÊt cña lß xo lªn sµn. LÊy g = 10 (m/s2). m k.

<span class='text_page_counter'>(4)</span>