Khóa học PEN–C (Nhóm N3) mơn Vật lí – HOCMAI.VN – Thầy ĐẶNG VIỆT HÙNG Facebook: LyHung95 Tài liệu giảng (Khóa PEN-C N3) 11 THỜI GIAN LỊ XO DÃN, NÉN VÀ LỰC (P2) Thầy Đặng Việt Hùng – Hocmai.vn HỆ THỐNG BÀI GIẢNG LỜI GIẢI BÀI TẬP có website: www.Hocmai.vn Lò xo bị dãn Lò xo bị nén Lực đàn hồi: - Lực đàn hồi lực độc lập, lò xo tác dụng vào bi giá đỡ, phụ thuộc vào độ biến dạng lò xo trạng thái tự nhiên - Lực đàn hồi có tác dụng đưa lò xo trạng thái tự nhiên Lực hồi phục: - Lực hồi phục hợp lực lực tác dụng vào bi, phụ thuộc vào li độ bi VTCB - Lực hồi phục có tác dụng trì chuyển động bi +) Lực đàn hồi xuất hai đầu lò xo tác dụng vào vật làm biến dạng Khi bị dãn, lực đàn hồi lò xo hướng vào lò xo, bị nén, lực đàn hồi lò xo hướng ngồi +) Với lò xo lực đàn hồi lực tác dụng vào điểm treo có phương dọc theo trục lò xo Chiều ngược với chiều biến dạng lò xo Độ lớn tích độ cứng độ biến dạng lò xo Chú ý: +) Lực hồi phục (hay lực kéo về) hợp lực tác dụng lên vật, lực gây dao động điều hòa Có xu hướng đưa vật VTCB +) Lực đàn hồi xuất lò xo bị biến dạng, có xu hướng đưa vật vị trí lò xo khơng biến dạng +) Con lắc lò xo nằm ngang lực đàn hồi lực hồi phục +) Lực lò xo; lực cực đại, cực tiểu lò xo hay lực tác dụng vào điểm treo lực đàn hồi Nói chung nói: lực lò xo; lực cực đại, cực tiểu lò xo; lực tác dụng vào điểm treo hay lực lò xo tác dụng vào vật lực đàn hồi Còn u cầu tính lực hồi phục hay kéo người ta nói rõ lực hồi phục, lực kéo về, hay lực gây dao động Ví dụ [ĐVH]: Cho lắc lò xo treo thẳng đứng dao động điều hoà theo phương thẳng đứng với phương trình dao động x  2cos 10πt  cm Biết vật nặng có khối lượng m = 100 g, lấy g = π2 = 10 m/s2 Lực đẩy đàn hồi lớn lò xo A N B N C 0,5N D 1N Ví dụ [ĐVH]: Con lắc lò treo thẳng đứng, lò xo có khối lượng khơng đáng kể Hòn bi vị trí cân kéo xuống theo phương thẳng đứng đoạn cm thả cho dao động Hòn bi thực 50 dao động 20 s Lấy g = π2 =10 m/s2 Tỉ số độ lớn lực đàn hồi cực đại lực đàn hồi cực tiểu lò xo dao động A B C D Tham gia trọn vẹn khóa Luyện thi PEN-C (Nhóm N3) HOCMAI.VN để sẵn sàng chinh phục kì thi THPTQG 2017 ! Khóa học PEN–C (Nhóm N3) mơn Vật lí – HOCMAI.VN – Thầy ĐẶNG VIỆT HÙNG Facebook: LyHung95 Ví dụ [ĐVH]: Con lắc lò xo treo thẳng đứng, lò xo có khối lượng khơng đáng kể Hòn bi vị trí cân kéo xuống theo phương thẳng đứng đoạn cm thả cho dao động Hòn bi thực 50 dao động 20 s Cho g = π2 = 10 m/s2 Tỉ số độ lớn lực đàn hồi cực đại lực đàn hồi cực tiểu lò xo dao động A B C D Ví dụ [ĐVH]: Con lắc lò xo khối lượng m = kg dao động điều hoà theo phương nằm ngang Vận tốc vật có độ lớn cực đại 0,6 m/s Chọn thời điểm t = lúc vật qua vị trí x0 = cm theo chiều dương π động Tính chu kỳ dao động lắc độ lớn lực đàn hồi thời điểm t  s 20 A T = 0,314 s; F = N B T = 0,628 s; F = N C T = 0,628 s; F = N D T = 0,314 s; F = N Ví dụ [ĐVH]: Một lắc lò xo treo thẳng đứng nơi có gia tốc rơi tự g = π2 = 10 m/s2, có độ cứng lò xo k = 50 N/m Khi vật dao động lực kéo cực đại lực nén cực đại lò xo lên giá treo N N Vận tốc cực đại vật A 60 cm/s B 30 cm/s C 40 cm/s D 50 cm/s Ví dụ [ĐVH]: Một lò xo có độ cứng k = 20N/m treo thẳng đứng Treo vào đầu lò xo vật có khối lượng m = 200 g Từ VTCB nâng vật lên 5cm buông nhẹ Lấy g = 10 m/s2 Trong trình vật dao động, giá trị cực tiểu cực đại lực đàn hồi lò xo A N N B N N C 1N 5N D N N Ví dụ [ĐVH]: Một lắc lò xo thẳng đứng có k = 50 N/m, m = 500 g, lấy g = π2 = 10 m/s2 Từ vị trí cân kéo vật xuống đoạn cm truyền cho vật vận tốc đầu 40 cm/s hướng lên vật dao động điều hoà Chọn trục toạ độ thẳng đứng hướng xuống, gốc O vị trí cân dao động, gốc thới gian lúc vật bắt đầu dao động Lực đàn hồi cực tiểu tác dụng lên giá treo A N B C N D 100 N Ví dụ [ĐVH]: (ĐH Khối A – 2005): Một lắc lò xo gồm lò xo nhẹ có độ cứng k vật nhỏ khối lượng m = 100 g treo vào giá cố định Tại VTCB O vật, lò xo dãn 2,5 cm Kéo dọc theo trục lò xo xuống VTCB O đoạn cm truyền cho vật vận tốc ban đầu v0  40 cm/s có phương thẳng đứng hướng xuống Chọn trục Ox theo phương thẳng đứng, gốc tọa độ VTCB, chiều dương hướng lên, gốc thời gian lúc vật bắt đầu dao động Hãy viết phương trình dao động vật Tính độ lớn lực lò xo tác dụng vào giá treo vật vật đạt vị trí cao (Đ/s: Fmax = 0,6 N) … Tham gia trọn vẹn khóa Luyện thi PEN-C (Nhóm N3) HOCMAI.VN để sẵn sàng chinh phục kì thi THPTQG 2017 ! Khóa học PEN–C (Nhóm N3) mơn Vật lí – HOCMAI.VN – Thầy ĐẶNG VIỆT HÙNG Facebook: LyHung95 Ví dụ [ĐVH]: Một lắc lò xo treo thẳng đứng có chiều dài tự nhiên 20 cm treo vật m = 100 g lò xo dài π  30 cm VTCB Biết lắc lò xo dao động với phương trình x  5cos  ωt   cm Lấy g  π2  10 Chọn chiều 2  dương hướng từ xuống, gốc tọa độ VTCB a) Tính lực đàn hồi cực đại cực tiểu trình dao động (Đ/s: 1,5 N 0,5 N ) b) Tính lực đàn hồi lực hồi phục trường hợp : + Vật nặng qua VTCB (Đ/s: N N) + Vật nặng qua vị trí x = –2,5 cm (Đ/s: 0,75 N 0,25 N) + Vật nặng vị trí lò xo dãn cực đại (Đ/s: 1,5 N 0,5 N) … Ví dụ 10 [ĐVH]: Một lắc lò xo treo thẳng đứng kích thích cho dao động hòa với chu kì T = s tỉ số độ lớn lực đàn hồi trọng lực cầu vị trí thấp 26 Chọn gốc tọa độ VTCB, chiều dương 25 hướng lên, t = lúc cầu vị trí thấp Viết phương trình dao động hệ ? (Đ/s: x = 4cos(πt + π) cm) .… Ví dụ 11 [ĐVH]: (ĐH Khối A – 2013) Gọi M, N, I điểm lò xo nhẹ, treo thẳng đứng điểm O cố định Khi lò xo có chiều dài tự nhiên OM = MN = NI = 10 cm Gắn vật nhỏ vào đầu I lò xo kích thích để vật dao động điều hòa theo phương thẳng đứng Trong q trình dao động tỉ số độ lớn lực kéo lớn độ lớn lực kéo nhỏ tác dụng lên O 3; lò xo dãn đều; khoảng cách lớn hai điểm M N 12 cm Lấy π2 = 10 Vật dao động với tần số A 2,9 Hz B 2,5 Hz C 3,5 Hz D 1,7 Hz Hướng dẫn: k  l  A    g  Fmin k  l  A    l   cm      10  5  f  2,5  Hz    Lò xodãn cực đại  l  A  2.3   cm    Fmax  3 Ví dụ 12 [ĐVH]: (ĐH Khối A – 2014) Một lắc lò xo treo vào điểm cố định, dao động điều hòa theo phương thẳng đứng với chu kì 1,2 s Trong chu kì, tỉ số thời gian lò xo giãn với thời gian lò xo nén thời gian mà lực đàn hồi ngược chiều lực kéo A 0,2 s B 0,1 s C 0,3 s D 0,4 s Hướng dẫn: Thời gian lò xo giãn t1 vật từ li độ x = A đến li độ x = -l0 ngược lại; thời gian lò xo bị nén t2 vật từ li độ x = - l0 đến biên – A ngược lại t1 = 2t2  l0 = A/2 Thời gian t lực đàn hồi ngược chiều lực kéo ứng với thời gian lò xo giãn vật từ x = -l0 = -A/2đến VTCB T T ngược lại: t    0,2 Đáp án A 12 Giáo viên Nguồn Đăng kí học Online : ĐẶNG VIỆT HÙNG : HOCMAI.VN : www.Hocmai.vn Tham gia trọn vẹn khóa Luyện thi PEN-C (Nhóm N3) HOCMAI.VN để sẵn sàng chinh phục kì thi THPTQG 2017 ! ... thời gian lò xo bị nén t2 vật từ li độ x = - l0 đến biên – A ngược lại t1 = 2t2  l0 = A /2 Thời gian t lực đàn hồi ngược chiều lực kéo ứng với thời gian lò xo giãn vật từ x = -l0 = -A /2 ến... với chu kì 1 ,2 s Trong chu kì, tỉ số thời gian lò xo giãn với thời gian lò xo nén thời gian mà lực đàn hồi ngược chiều lực kéo A 0 ,2 s B 0,1 s C 0,3 s D 0,4 s Hướng dẫn: Thời gian lò xo giãn t1...   l   cm      10  5  f  2, 5  Hz    Lò xodãn cực đại  l  A  2. 3   cm    Fmax  3 Ví dụ 12 [ĐVH]: (ĐH Khối A – 20 14) Một lắc lò xo treo vào điểm cố định, dao động điều