Bài 1 trang 13 SGK Vật lí 12
Khảo sát dao động của con lắc lò xo nằm ngang. Tìm công thức của lực kéo về.
Giải
- Con lắc lò xo là một hệ dao động điều hòa.
Công thức của lực kéo về tác dụng vào con lắc lò xo là:
F = -kx
trong đó:
- x là li độ của của vật m
- k là độ cứng của lò xo
- dấu trừ chỉ rằng lực F luôn luôn hướng về vị trí cân bằng
Bài 2 trang 13 SGK Vật lí 12
Nêu công thức tính chu kì của con lắc lò xo
Giải
Công thức tính chu kì của con lắc lò xo là:
\[T = 2\pi \sqrt {{m \over k}} \]
Bài 3 trang 13 SGK Vật lí 12
Viết công thức của động năng, thế năng và cơ năng của con lắc lò xo.
Khi con lắc lò xo dao động điều hòa thì động năng và thế năng của con lắc biến đổi qua lại như thế nào?
Giải
Động năng của con lắc lò xo:
Wđ = 1/2 mv2 [ m là khối lượng của vật]
Thế năng của con lắc lò xo [mốc thế năng ở vị trí cân bằng]:
Wt = 1/2kx2 [x là li độ của vật m]
Cơ năng của con lắc lò xo:
W = 1/2 mv2 + 1/2kx2 hay W = 1/2kA2 = 1/2mω2A2
= hằng số
Khi con lắc dao động điều hòa thì cơ năng của con lắc được bảo toàn. Nó chỉ biến đổi từ dạng thế năng sang động năng và ngược lại.
Bài 4 trang 13 SGK vật lí 12
Chọn đáp án đúng.
Công thức tính chu kì dao động của con lắc lò xo là:
a. T = 2π\[\sqrt{\frac{k}{m}}\]. B. T =\[\frac{1}{2\pi }\]\[\sqrt{\frac{k}{m}}\].
C. T =\[\frac{1}{2\pi }\]\[\sqrt{\frac{m}{k}}\]. D. T = 2π\[\sqrt{\frac{m}{k}}\].
Giải
Chọn D
Bài 5 trang 13 sgk vật lí 12
Một con lắc lò xo dao động điều hòa. Lò xo có độ cứng k = 40 N/m. Khi vật m của con lắc đang qua vị trí có li độ x = - 2 cm thì thế năng của con lắc bằng vào nhiều?
A. - 0,016J. B. - 0,008J.
C. 0,006J. D. 0,008J.
Giải
D.
Áp dụng công thức tính thê năng:
Wt =\[\frac{1}{2}\]kx2, ta có: Wt=\[\frac{1}{2}\].40[- 2.10-2 ]2= 0,008J.
Bài 6 trang 13 sgk vật lí 12
Một con lắc lò xo gồm một vật có khối lượng m = 0,4 kg và một lò xo có độ cứng k = 80 N/m. con lắc dao động điều hòa với biên độ bằng 0,1 m. hỏi tốc độ của con lắc khi qua vị trí căn bằng?
A. 0 m/s. B. 1,4 m.s.
C. 2,0 m/s. D. 3,4 m/s.
Giải
B.
Khi con lắc qua vị trí cân bằng [x = 0] thì thế năng bằng 0, động năng cực đại [bằng cơ năng]:
\[\frac{1}{2}mv_{max}^{2}\]=\[\frac{1}{2}\]KA2 =>Vmax= A.\[\sqrt{\frac{k}{m}}\]= 0,1\[\sqrt{\frac{80}{0,4}}\] 1,4 m/s.