Con lắc lò xo nằm ngang dao động điều hoà với biên độ A, dọc theo phương trùng với trục của lò xo. Khi vật nặng chuyển động qua vị trí cân bằng thì giữ cố định điểm I trên lò xo cách điểm cố định của lò xo một đoạn bằng b thì sau đó vật sẽ tiếp tục dao động điều hòa với biên độ bằng 0 , 5 A 3 . Chiều dài tự nhiên của lò xo lúc đầu là
A. 4b/3
B. 4b
C. 2b
D. 3b
Trên mặt phẳng ngang có hai lò xo nhẹ độ cứng k, chiều dài tự nhiên l 0 . Một đầu của mỗi lò xo cố định tại A, B và trục các lò xo trùng với đường thẳng qua A B. Đầu tự do còn lại của các lò xo ở trong khoảng A, B và cách nhau l 0 . Đặt một vật nhỏ khối lượng m giữa hai lò xo, đẩy vật để nén lò xo gắn với A một đoạn 0,2 l 0 rồi buông nhẹ. Bỏ qua mọi ma sát và lực cản môi trường. Chu kì dao động của vật m là
A. T = 2 π + 2 , 5 m k
B. T = 2 π m k
C. T = 2 π m k
D. T = 2 π + 5 m k
Trên mặt phẳng ngang có hai lò xo nhẹ độ cứng k, chiều dài tự nhiên l 0 . Một đầu của mỗi lò xo cố định tại A, B và trục các lò xo trùng với đường thẳng qua A B. Đầu tự do còn lại của các lò xo ở trong khoảng A, B và cách nhau l 0 . Đặt một vật nhỏ khối lượng m giữa hai lò xo, đẩy vật để nén lò xo gắn với A một đoạn 0,2 l 0 rồi buông nhẹ. Bỏ qua mọi ma sát và lực cản môi trường. Chu kì dao động của vật m là
A. T = 2 π + 2 ٫ 5 m k
B. T = 2 π m k
C. T = 2 π m k
D. T = 2 π + 5 m k
Trên mặt phẳng ngang có hai lò xo nhẹ độ cứng k, chiều dài tự nhiên l 0 . Một đầu của mỗi lò xo cố định tại A, B và trục các lò xo trùng với đường thẳng qua AB. Đầu tự do còn lại của các lò xo ở trong khoảng A, B và cách nhau l 0 . Đặt một vật nhỏ khối lượng m giữa hai lò xo, đẩy vật m để nén lò xo gắn với A một đoạn Δ l = 0 , 2 l 0 rồi buông nhẹ. Bỏ qua mọi ma sát và lực cản của môi trường Chu kì dao động của vật m là
A. 4 π m k
B. 2 π + 2 , 5 m k
C. 2 π + 5 m k
D. 2 π m k
Đáp án C
Ta có thể chia nửa chu kì chuyển động của m thành các giai sau:
+ Giai đoạn 1: vật dao động điều hòa từ biên đến vị trí cân bằng O.
Tần số góc của dao động trong giai đoạn này ω = k m → T = 2 π m k
+ Vật đi từ biên A đến vị trí cân bằng O tương ứng với khoảng thời gian t 1 = T 4 = π 2 m k
→ Khi đến O tốc độ của vật là v 0 = ω A = k m 0 , 2 l 0
+ Giai đoạn 2: vật chuyển động thẳng đều từ O đến O’.
Chuyển động trong giai đoạn này được xem là thẳng đều với vận tốc v 0 , vậy thời gian để vật chuyển động trong quãng đường này là t 2 = l 0 v 0 = 5 m k
+ Giai đoạn 3: vật dao động điều hòa từ vị trí cân bằng O′ đến biên A′.
Vật đi từ vị trí cân bằng O′ đến biên A′ tương ứng với khoảng thời gian t 1 = T 4 = π 2 m k
→ Vậy chu kì chuyển động của vật m là: Γ = 2 t 2 + t 2 + t 3 = 2 π + 10 m k
Một lò xo có chiều dài tự nhiên l 0 = 37 cm , độ cứng K=100N/m, khối lượng không đáng kể. Vật m=400g được gắn vào một đầu của lò xo. Đưa vật lên độ cao h=45cm so với mặt đất (lò xo dưới vật và có phương thẳng) rồi thả nhẹ cho vật và lò xo rơi tự do. Giả sử khi lò xo chạm đất thì đầu dưới của lò xo được giữ chặt và vật dao động điều hòa theo phương thẳng đứng. Lấy g = 10 m / s 2 . Biên độ dao động của vật là:
A. 5 2 cm
B. 4 5 cm
C. 20cm
D. 8cm
Đáp án B
Chọn gốc thế năng là mặt đất.
+ Xét thời điểm t1 khi vật m cách mặt đất 45cm ta có thế năng trọng tường của vật là:
+ Xét thời điểm khi mà vật nén lò xo cực đại lần đầu tiên từ sau khi thả rơi, ta có vật ở độ cao h1 với
Lại có
Vì khi xuống vị trí thấp nhất, vận tốc của vật bằng 0 nên cơ năng tại thời điểm đó bằng tổng thế năng đàn hồi cộng thế năng trọng tường tại vị trí đó
Một lò xo có chiều dài tự nhiên l 0 = 37 c m , độ cứng K = 100 N / m , khối lượng không đáng kể. Vật m = 400 g được gắn vào một đầu của lò xo. Đưa vật lên độ cao h = 45 c m so với mặt đất (lò xo dưới vật và có phương thẳng) rồi thả nhẹ cho vật và lò xo rơi tự do. Giả sử khi lò xo chạm đất thì đầu dưới của lò xo được giữ chặt và vật dao động điều hòa theo phương thẳng đứng. Lấy g = 10 m / s 2 . Biên độ dao động của vật là:
A. 5 2 c m
B. 4 5 c m
C. 20 c m
D. 8 c m
Đáp án B
Chọn gốc thế năng là mặt đất
+ Xét thời điểm t 1 khi vật m cách mặt đất 45cm ta có thế năng trọng tường của vật là: W t 1 = m g h = 0,4.10.0,45 ( J )
+ Xét thời điểm khi mà vật nén lò xo cực đại lần đầu tiên từ sau khi thả rơi, ta có vật ở độ cao h 1 với l 0 = h 1 + A + Δ l 0 ⇒ h 1 = 0,37 − Δ l 0 − A
Lại có Δ l 0 = m g k = 0,04 ( m ) ⇒ h 1 = 0,33 − A ( m )
Vì khi xuống vị trí thấp nhất, vận tốc của vật bằng 0 nên cơ năng tại thời điểm đó bằng tổng thế năng đàn hồi cộng thế năng trọng tường tại vị trí đó
⇒ W = k Δ l 0 + A 2 2 + m g h
Mà W t 1 = W ⇒ A = 4 5 ( c m )
Một con lắc lò xo có m = 100g và k0 = 12,5N/m. Thời điểm ban đầu (t = 0), lò xo không biến dạng, thả nhẹ để hệ vật và lò xo rơi tự do sao cho trục lò xo luôn có phương thẳng đứng và vật nặng ở phía dưới lò xo, Đến thời điểm t1 = 0,11s, điểm chính giữa của lò xo được giữ cố định, sau đó vật dao động, Lấy g = 10m/s2. Biết độ cứng của lò xo tỉ lệ nghịch với chiều dài tự nhiên của nó. Tốc độ của vật đạt giá trị cực đại là
A. 1,27 m/s
B. 2,17 m/s
C. 2,71 m/s
D. 1,72 m/s
Đáp án A
- Như đã chứng minh ở câu 1 chú ý thế năng của hệ (lò xo và vật nặng) xác định bởi biểu thức 
- Do độ cứng của lò xo tỉ lệ nghịch với chiều dài tự nhiên của nó nên khi điểm chính giữa của lò xo được giữ cố định thì chiều dài của con lắc còn một nửa do vậy độ cứng k tăng gấp 2 lần:
- Cơ năng của con lắc với mốc thế năng của hệ ở vị trí cân bằng O bằng:
- Vật đạt vận tốc lớn nhất khi động năng bằng cơ năng, vậy:
Một con lắc lò xo có m=100g và k=12,5N/m. Thời điểm ban đầu (t=0 ), lò xo không biến dạng, thả nhẹ để hệ vật và lò xo rơi tự do sao cho trục lò xo luôn có phương thẳng đứng và vật nặng ở phía dưới lò xo. Đến thời điểm t 1 = 0 , 11 s, điểm chính giữa của lò xo được giữ cố định, sau đó vật dao động điều hòa. Lấy g=10m/s2; π 2 = 10 . Biết độ cứng của lò xo tỉ lệ nghịch với chiều dài tự nhiên của nó. Thời điểm đầu tiên lực đàn hồi của lò xo bị triệt tiêu kể từ khi giữ cố định lò xo là
A. 0,38 s.
B. 0,24 s
C. 0,22 s.
D. 0,15 s.
Một lò xo có độ cứng 20 N/m, một đầu gắn vào điểm J cố định, đầu còn lại gắn vào vật nhỏ khối lượng 0,2 kg sao cho nó có thể dao động trên giá đỡ nằm ngang dọc theo trục lò xo. Hệ số ma sát trượt giữa giá đỡ và vật nhỏ là 0,01. Từ vị trí lò xo không bị biến dạng, truyền cho vật vận tốc ban đầu 1 m/s (theo hướng làm cho lò xo nén) thì thấy con lắc dao động tắt dần trong giới hạn đàn hồi của lò xo. Lấy g = 10 m/s2. Lực đẩy cực đại và lực kéo cực đại của lò xo tác dụng lên điểm J trong quá trình dao động lần lượt là
A. 1,98 N và 1,94 N.
B. 1,98 N và 1,94 N.
C. 1,5 N và 2,98 N
D. 2,98 N và 1,5 N.
Hướng dẫn: Chọn đáp án A
Tại vị trí lò xo nén cực đại lần 1, tốc độ triệt tiêu và cơ năng còn lại:
