2021 – 05-13 T03 : 17 : 17-04 : 00
Bạn đang đọc: Bài toán về cắt ghép lò xo vật lý 12
https://thcsbevandan.edu.vn/tai-lieu/tai-lieu-vat-ly/bai-toan-ve-cat-ghep-lo-xo-vat-ly-12-1926.htmlhttps://thcsbevandan.edu.vn/uploads/tai-lieu/vatly/on-tap-vat-ly.png
https://thcsbevandan.edu.vn/uploads/thi-online.png
Bài toán về cắt ghép lò xo vật lý 12, BÀI TẬP cắt ghép lò xo nặng cao, BÀI TẬP cắt ghép lò xo lớp 12, Cắt lò xo thành 2 phần bằng nhau, Con lắc vật lý 12, Con lắc lò xo lớp 12, Chuyên đề cắt ghép lò xo nặng cao, Phạm Quốc Toản Vật lý 12 .
Bài toán về cắt ghép lò xo
1 .
Phương pháp
Ta cần chú ý quan tâm 1 số ít kỹ năng và kiến thức sau :
* Cắt lò xo :
có độ cứng
. Cắt lò xo này thành n đoạn có chiều dài và độ cứng lần lượt là
. Khi đó ta luôn cóGiả sử ta có một lò xo có chiều dàicó độ cứng. Cắt lò xo này thành n đoạn có chiều dài và độ cứng lần lượt là. Khi đó ta luôn có
Nhận xét |
Lò xo có chiều dài tăng bao nhiêu lần thì độ cứng giảm đi bấy nhiêu lần và ngược lại |
* Ghép lò xo
a ) Trường hợp ghép nối tiếp
2 lò xo ghép tiếp nối đuôi nhau thì độ cứng của hệ lò xo ( độ cứng tương tự ) :
Chứng minh :
. Tại điểm nối giữa hai lò xo lực đàn hồi do lò xo 1 tác dụng lên lò xo 2 tại điểm nối bằng với lực đàn hồi do lò xo 2 tác dụng lên lò xo do 1 tại điểm nối, tức là ta cóXét khi vật ở vị trí cách vị trí cân đối ( lò xo không biến dạng ) một đoạn x. Độ biến dạng và lực đàn hồi của những lò xo thành phần là. Tại điểm nối giữa hai lò xo lực đàn hồi do lò xo 1 công dụng lên lò xo 2 tại điểm nối bằng với lực đàn hồi do lò xo 2 tính năng lên lò xo do 1 tại điểm nối, tức là ta có
Gọi độ biến dạng và lực đàn hồi của lò xo tương tự là x, F. Ta có
b ) Trường hợp ghép song song
ghép song song thì độ cứng của hệ lò xo (độ cứng tương đương) được xác định bởi
Khi 2 lò xo có độ cứngghép song song thì độ cứng của hệ lò xo ( độ cứng tương tự ) được xác lập bởi
Chứng minh :
Xét khi vật ở vị trí cách vị trí cân đối ( vị trí cân đối chọn là vị trí lò xo không biến dạng ) một đoạn x. độ biến dạng và lực đàn hồi của những lò xo thành phần là
Độ biến dạng và lực đàn hồi của lò xo tương tự là x, F. Ta có
2. Ví dụ minh họa
Ví dụ 1 :
. Tìm độ cứng của mỗi đoạnMột lò xo có độ dài l = 50 cm, độ cứng k = 50 N / m. Cắt lò xo làm 2 phần có chiều dài lần lượt là. Tìm độ cứng của mỗi đoạn
A. 150 N/m; 83,3 N/m.
B. 125 N/m; 133,3 N/m.
C. 150 N/m; 135,3 N/m.
D. 125 N/m; 83,33 N/m.
Lời giải
Ta có
Đáp án D .
Ví dụ 2 :
thì vật dao động điều hòa với chu kì {{T}_{1}}, gắn vật đó vào lò xo 2 có độ cứng
thì vật dao động điều hòa với chu kì
. Khi gắn vật m vào 2 lò xo trên ghép nốí tiếp thì chu kì, tần số dao động của vật được xác định bởi biểu thức nào?Một vật có khối lượng m gắn vào lò xo 1 có độ cứngthì vật giao động điều hòa với chu kì { { T } _ { 1 } }, gắn vật đó vào lò xo 2 có độ cứngthì vật giao động điều hòa với chu kì. Khi gắn vật m vào 2 lò xo trên ghép nốí tiếp thì chu kì, tần số giao động của vật được xác lập bởi biểu thức nào ?
Lời giải
Vì hệ lò xo ghép tiếp nối đuôi nhau nên độ cứng tương tự là
Mặt khác, ta có
nên kết hợp với (1) ta được
Tức là frac { 1 } { k } tỉ lệ thuận vớinên phối hợp với ( 1 ) ta được
Suy ra tần số xê dịch được xác lập bởi biểu thức
Ví dụ 3 :
thì vật dao động điều hòa với chu kì , gắn vật đó vào lò xo 2 có độ cứng thì vật dao động điều hòa với chu kì . Khi gắn vật m vào 2 lò xo trên ghép song song thì chu kì, tần số dao động của vật được xác định bởi biểu thức nào?Một vật có khối lượng m gắn vào lò xo 1 có độ cứngthì vật giao động điều hòa với chu kì, gắn vật đó vào lò xo 2 có độ cứngthì vật xê dịch điều hòa với chu kì. Khi gắn vật m vào 2 lò xo trên ghép song song thì chu kì, tần số giao động của vật được xác lập bởi biểu thức nào ?
Lời giải
Vì hệ lò xo ghép tiếp nối đuôi nhau nên độ cứng tương tự là
Mặt khác, ta có
tỉ lệ thuận với nên kết hợp với (1) ta được
Tức làtỉ lệ thuận vớinên tích hợp với ( 1 ) ta được
Suy ra tần số giao động được xác lập bởi biểu thức
Ví dụ 4 :
thì chu kì là . Nếu gắn vật m đó vào lò xo thì dao động với chu kì
s. Tm chu kì của con lắc lò xo ứng với các trường hợp ghép nối tiếp và song song hai lò xo với nhauMột con lắc lò xo khi gắn vật m với lò xothì chu kì là. Nếu gắn vật m đó vào lò xothì giao động với chu kìs. Tm chu kì của con lắc lò xo ứng với những trường hợp ghép nối tiếp và song song hai lò xo với nhau
A. 5s; 1s.
B. 6s; 4s.
C. 5s; 2,4s.
D. 10s; 7s.
Lời giải
Khi hai lò xo mắc tiếp nối đuôi nhau ta có
Khi hai lò xo ghép song song ta có
Đáp án C .
Ví dụ 5 :
độ cứng
. Cắt lò xo làm 3 đoạn tỉ lệ 1:2:3. Xác định độ cứng của mỗi đoạn.Một lò xo có độ dàiđộ cứng. Cắt lò xo làm 3 đoạn tỉ lệ 1 : 2 : 3. Xác định độ cứng của mỗi đoạn .
A. 200; 400; 600 N/m.
B. 100; 300; 500 N/m.
C. 200; 300; 400 N/m.
D. 200; 300; 600 N/m.
Lời giải
Ta có khi cắt lò xo thì tích của độ cứng và chiều dài là không đổi
Vì ta cắt lò xo làm 3 đoạn có tỉ lệ 1 : 2 : 3 nên ta có :
Như vậy độ cứng của lò xo thứ nhất là
Tương tự ta tính được
Đáp án D .
Ví dụ 6 :
, lò xo thứ hai có độ cứng là
N/m. Hỏi nếu ghép song song hai lò xo trên thì độ cứng là bao nhiêu?Lò xo thứ nhất có độ cứng, lò xo thứ hai có độ cứng làN / m. Hỏi nếu ghép song song hai lò xo trên thì độ cứng là bao nhiêu ?
A. 600 N/m.
B. 500 N/m.
C. 1000 N/m.
D. 2400 N/m.
Lời giải
Vì hai lò xo ghép song song nên có độ cứng tương tự là
Đáp án C .
Ví dụ 7 :
, lò xo 2 có độ cứng là
. Hỏi nếu ghép nối tiếp 2 lò xo trên thì độ cứng của hệ là bao nhiêu?Lò xo 1 có độ cứng, lò xo 2 có độ cứng là. Hỏi nếu ghép nối tiếp 2 lò xo trên thì độ cứng của hệ là bao nhiêu ?
A. 600 N/m.
B. 500 N/m.
C. 1000 N/m.
D. 240 N/m.
Lời giải
Vì 2 lò xo mắc tiếp nối đuôi nhau nên ta có độ cứng tương tự là
Đáp án D .
Ví dụ 8 :
và T. Biết độ cứng của các lò xo tỉ lệ nghịch với chiều dài tự nhiên của nó. Giá trị của T làMột lò xo đồng chất, tiết diện đều được cắt thành ba lò xo có chiều dài tự nhiên là l, ( cm ), ( l-10 ) ( cm ) và ( l – 20 ) ( cm ). Lần lượt gắn mỗi lò xo này ( theo thứ tự trên ) với vật nhỏ khối lượng m thì được ba con lắc có chu kì giao động riêng tương ứng là 2 s, và T. Biết độ cứng của những lò xo tỉ lệ nghịch với chiều dài tự nhiên của nó. Giá trị của T là
A. 1,00 s. B. 1,28 s. C. 1,41 s. D. 1,50 s .
Lời giải
Vì độ cứng lò xo tỉ lệ nghịch với chiều dài tự nhiên, nên ta có :
Đáp án C .
3. Bài tập tự luyện
Câu 1 :
Một con lắc lò xo gồm vật nặng m treo dưới lò xo dài. Chu kỳ xê dịch là T. Chu kỳ giao động là bao nhiêu nếu giảm độ dài lò xo xuống 2 lần :
Câu 2 :
Một con lắc lò xo gồm vật nặng m treo dưới lò xo dài. Chu kỳ xê dịch là T. Chu kỳ giao động là bao nhiêu nếu tăng độ dài lò xo lên 2 lần :
Câu 3 :
nếu mắc nối tiếp n lò xo trên rồi treo cùng một vật nặng thì chu kỳ hệ là:Có n lò xo khi treo cùng một vật nặng vào mỗi lò xo thì chu kì giao động tương ứng của mỗi lò xo lànếu mắc tiếp nối đuôi nhau n lò xo trên rồi treo cùng một vật nặng thì chu kỳ luân hồi hệ là :
Câu 4 :
nếu ghép song song n lò xo trên rồi treo cùng một vật nặng thì chu kì hệ là:Có n lò xo khi treo cùng một vật nặng vào mỗi lò xo thì chu kì giao động tương ứng của mỗi lò xo lànếu ghép song song n lò xo trên rồi treo cùng một vật nặng thì chu kì hệ là :
Câu 5 :
, độ cứng là . Nếu cắt lò xo làm 4 đoạn với tỉ lệ 1:2:3:4 thì độ cứng của mỗi đoạn là bao nhiêu?Một con lắc lò xo có độ dài tự nhiên, độ cứng là. Nếu cắt lò xo làm 4 đoạn với tỉ lệ 1 : 2 : 3 : 4 thì độ cứng của mỗi đoạn là bao nhiêu ?
A. 500; 400; 300; 200.
B. 500; 250; 166,67; 125.
C. 500; 166,7; 125; 250.
D. 500; 250; 450; 230.
Câu 6 :
. Gắn nối tiếp hai lò xo trên vào vật m=0,4 kg. Tìm chu kỳ dao động của hệ?Có hai lò xo. Gắn tiếp nối đuôi nhau hai lò xo trên vào vật m = 0,4 kg. Tìm chu kỳ luân hồi xê dịch của hệ ?
A. 0,760 s. B. 0,789 s. C. 0,350 s. D. 0,379 s .
Câu 7 :
thì vật dao động với tần số
; gắn vật m vào lò xo
thì nó dao động với tần số
Hỏi nếu gắn vật m vào lò xo có độ cứng
thì tần số sẽ là bao nhiêu?Gắn vật m vào lò xothì vật xê dịch với tần số ; gắn vật m vào lò xothì nó xê dịch với tần sốHỏi nếu gắn vật m vào lò xo có độ cứngthì tần số sẽ là bao nhiêu ?
Câu 8 :
thì vật dao động với chu kỳ , gắn vật m vào lò xo thì dao động với chu kỳ
. Hỏi nếu gắn vật m vào lò xo song song thì chu kỳ của hệ là?Gắn vật m vào lò xothì vật xê dịch với chu kỳ luân hồi, gắn vật m vào lò xothì xê dịch với chu kỳ luân hồi. Hỏi nếu gắn vật m vào lò xosong songthì chu kỳ luân hồi của hệ là ?
A. 0,20 s. B. 0,17 s. C. 0,50 s. D. 0,24 s .
Câu 9
Xem thêm: Công thức tính diện tích xung quanh hình trụ – Trường THPT Thành Phố Sóc Trăng
và một vật nặng m=1kg. Khi mắc hai lò xo song song thì tạo ra một con lắc dao động điều hòa với
, khi mắc nối tiếp hai lò xo thì con lắc dao động với
. Giá trị của
là: Hai lò xo có độ cứng làvà một vật nặng m = 1 kg. Khi mắc hai lò xo song song thì tạo ra một con lắc giao động điều hòa với, khi mắc tiếp nối đuôi nhau hai lò xo thì con lắc giao động với. Giá trị củalà
A. 200 ; 300. B. 250 ; 250 .
C. 300 ; 250. D. 250 ; 350 .
Câu 10 :
có cùng độ dài. Khi treo vật m vào lò xo
thì chu kỳ dao động của vật là
, khi treo vật vào lò xo
thì chu kỳ dao động của vật là 0,8s. Nối hai lò xo với nhau ở cả hai đầu để được một lò xo cùng độ dài rồi treo vật vào hệ hai lò xo thì chu kỳ dao động của vật làHai lò xocó cùng độ dài. Khi treo vật m vào lò xothì chu kỳ luân hồi giao động của vật là, khi treo vật vào lò xothì chu kỳ luân hồi xê dịch của vật là 0,8 s. Nối hai lò xo với nhau ở cả hai đầu để được một lò xo cùng độ dài rồi treo vật vào hệ hai lò xo thì chu kỳ luân hồi giao động của vật là
A. 1,000 s. B. 0,240 s .
C. 0,692 s. D. 0,480 s .
Câu 11 :
thì vật dao động điều hòa với chu kỳ, khi mắc vật m vào lò xo thì vật dao động điều hòa với chu kỳ . Khi mắc m vào hệ hai lò xo
mắc nối tiếp thì chu kì dao động của vật là?Khi mắc vật m vào lò xothì vật xê dịch điều hòa với chu kỳ luân hồi, khi mắc vật m vào lò xothì vật giao động điều hòa với chu kỳ luân hồi. Khi mắc m vào hệ hai lò xomắc tiếp nối đuôi nhau thì chu kì giao động của vật là ?
A. 1,000 s. B. 0,240 s .
C. 0,693 s. D. 0,480 s .
Câu 12 :
Treo quả nặng m vào lò xo thứ nhất, thì con lắc tương ứng xê dịch với chu kì 0,24 s. Nếu treo quả nặng đó vào lò xo thứ 2 thì con lắc tương ứng giao động với chu kì 0,32 s. Nếu mắc song song 2 lò xo rồi gắn quả nặng m thì con lắc tương ứng giao động với chu kì ?
A. 0,400 s. B. 0,370 s. C. 0,137 s. D. 0,192 s .
Câu 13 :
.Nối hai lò xo song song rồi treo quả nặng 200g vào và cho vật dao động tự do. Chu kỳ dao động của vật là?Có hai lò xo giống hệt nhau độ cứng. Nối hai lò xo song song rồi treo quả nặng 200 g vào và cho vật giao động tự do. Chu kỳ giao động của vật là ?
A. 2,80 s. B. 1,99 s. C. 2,50 s. D. 1,40 s .
Câu 14 :
. Khi vật ở vị trí cân bằng tổng độ dãn của hai lò xo là 5cm. Kéo vật tới vị trí lò xo l có chiều dài tự nhiên, sau đó thả vật dao động điều hòa. Biên độ và tần số góc của dao động là (bỏ qua mọi ma sát):Cho một hệ lò xo như hình vẽ ,. Khi vật ở vị trí cân đối tổng độ dãn của hai lò xo là 5 cm. Kéo vật tới vị trí lò xo l có chiều dài tự nhiên, sau đó thả vật giao động điều hòa. Biên độ và tần số góc của xê dịch là ( bỏ lỡ mọi ma sát ) :
Câu 15 :
được treo nối tiếp thẳng đứng. Độ cứng của hệ hai lò xo trên là?Hai lò xo có khối lượng không đáng kể, độ cứng lần lượt làđược treo tiếp nối đuôi nhau thẳng đứng. Độ cứng của hệ hai lò xo trên là ?
Câu 16 :
đặt nằm ngang nối tiếp, bỏ qua mọi ma sát. Vật nặng có khối lượng m=600g. Lấy
. Tần số dao động của hệ là?Hệ hai lò xo có khối lượng không đáng kể, độ cứng lần lượt làđặt nằm ngang tiếp nối đuôi nhau, bỏ lỡ mọi ma sát. Vật nặng có khối lượng m = 600 g. Lấy. Tần số xê dịch của hệ là ?
A. 4,00 Hz.
B. 1,00 Hz.
C. 3,00 Hz.
D. 2,05 Hz.
Câu 17 :
thì dao động với chu kỳ . Nếu mắc vật m trên vào lò xo có độ cứng thì nó dao động với chu kỳ là
. Mắc hệ nối tiếp 2 lò xo thì chu kỳ dao động của hệ là bao nhiêu?Một vật có khói lượng m khi treo vào lò xo có độ cứngthì giao động với chu kỳ luân hồi. Nếu mắc vật m trên vào lò xo có độ cứngthì nó xê dịch với chu kỳ luân hồi là. Mắc hệ tiếp nối đuôi nhau 2 lò xo thì chu kỳ luân hồi xê dịch của hệ là bao nhiêu ?
A. 0,3100 s. B. 0,7340 s .
C. 0,5392 s. D. Đáp án khác .
Câu 18 :
thì dao động với chu kỳ. Nếu mắc vật m trên vào lò xo có độ cứng thì nó dao đọng với chu kỳ là Mắc hệ song song 2 lò xo thì chu kỳ dao động của hệ là bao nhiêu?Một vật có khối lượng m khi treo vào lò xo có độ cứngthì xê dịch với chu kỳ luân hồi. Nếu mắc vật m trên vào lò xo có độ cứngthì nó dao đọng với chu kỳ luân hồi làMắc hệ song song 2 lò xo thì chu kỳ luân hồi xê dịch của hệ là bao nhiêu ?
A. 0,3100 s. B. 0,7340 s .
C. 0,5392 s. D. Đáp án khác .
Câu 19 :
, độ cứng
, được cắt thành hai lò xo có chiều dài
. Độ cứng
của hai lò xo
lần lượt là:Một lò xo có chiều dài tự nhiên, độ cứng, được cắt thành hai lò xo có chiều dài. Độ cứngcủa hai lò xolần lượt là :
D. Đáp án khác.D. Đáp án khác .
Câu 20 :
. Cắt lò xo làm 3 phần với tỉ lệ 1:2:3 tính độ cứng của mỗi đoạn:Một lò xo có độ dài l, độ cứng. Cắt lò xo làm 3 phần với tỉ lệ 1 : 2 : 3 tính độ cứng của mỗi đoạn :
Câu 21 :
, cắt lò xo làm hai phần với tỉ lệ 2:3. Tìm độ cứng của mỗi đoạnMột lò xo có độ cứng, cắt lò xo làm hai phần với tỉ lệ 2 : 3. Tìm độ cứng của mỗi đoạn
Câu 22 :
, dài
. Cắt lò xo thành 3 phần tỉ lệ 1:2:2. Tìm độ cứng của mỗi đoạn? Một lò xo có, dài. Cắt lò xo thành 3 phần tỉ lệ 1 : 2 : 2. Tìm độ cứng của mỗi đoạn ?
A. 500, 200 ; 200. B. 500 ; 250 ; 200 .
C. 500 ; 250 ; 250. D. 500 ; 200 ; 250 .
Câu 23 :
Độ cứng của lò xo tương đương khi 2 lò xo mắc song song là:Hai lò xo có độ cứngĐộ cứng của lò xo tương tự khi 2 lò xo mắc song song là :
Câu 24 :
. Mắc hai lò xo song song nhau rồi treo vật nặng khối lượng m=200g. Lấy. Chu kỳ dao động tự do của hệ là:Hai lò xo giống nhau có cùng độ cứng. Mắc hai lò xo song song nhau rồi treo vật nặng khối lượng m = 200 g. Lấy. Chu kỳ giao động tự do của hệ là :
Câu 25 :
Mắc hai lò xo nối tiếp nhau rồi treo vật nặng khối lượng m=150g. Lấy. Chu kì dao động tự do của hệ là:Hai lò xo giống nhau có cùng độ cứngMắc hai lò xo tiếp nối đuôi nhau nhau rồi treo vật nặng khối lượng m = 150 g. Lấy. Chu kì xê dịch tự do của hệ là :
Câu 26
có độ cứng
; một đầu gắn cố định, đầu còn lại gắn vào vật m có thể dao động điều hòa theo phương ngang. Khi ở trạng thái cân bằng lò xo 1 bị nén 2cm. Lực đàn hồi tác dụng vào m khi vật có li độ 1cm là?: Một hệ gồm 2 lò xocó độ cứng ; một đầu gắn cố định và thắt chặt, đầu còn lại gắn vào vật m hoàn toàn có thể xê dịch điều hòa theo phương ngang. Khi ở trạng thái cân đối lò xo 1 bị nén 2 cm. Lực đàn hồi tính năng vào m khi vật có li độ 1 cm là ?
A. 4,0 N. B. 1,5 N. C. 2,0 N. D. 1,0 N .
Câu 27 :
; Khối lượng không đáng kể, được cắt thành hai lò xo có độ cứng lần lượt
Gọi là chiều dài mỗi lò xo khi cắt. Tìm Cho một lò xo có độ dài ; Khối lượng không đáng kể, được cắt thành hai lò xo có độ cứng lần lượtGọilà chiều dài mỗi lò xo khi cắt. Tìm
Câu 28 :
mắc nối tiếp vào nhau. Gắn với vật m=2kg. Dao động điều hòa. Tại thời điểm vật có gia tốc thì nó có vận tốc
. Xác định biên độ.Hai lò xo giống hệt nhau cómắc tiếp nối đuôi nhau vào nhau. Gắn với vật m = 2 kg. Dao động điều hòa. Tại thời gian vật có gia tốcthì nó có tốc độ. Xác định biên độ .
A. 6,00 cm. B. 4,00 cm .
C. 5,00 cm. D. 3,97 cm .
ĐÁP ÁN
1 – D |
2 – C |
3 – A |
4 – C |
5 – B |
6 – A |
7 – C |
8 – D |
9 – A |
10 – D |
11 – A |
12 – D |
13 – D |
14 – C |
15 – C |
16 – B |
17 – B |
18 – A |
19 – A |
20 – A |
21 – A |
22 – C |
23 – C |
24 – C |
25 – C |
26 – D |
27 – B |
28 – A |
Xem thêm: Định lý pytago – Hướng dẫn giải bài tập Hình học lớp 7 |
Bài toán về cắt ghép lò xo vật lý 12, BÀI TẬP cắt ghép lò xo nặng cao, BÀI TẬP cắt ghép lò xo lớp 12, Cắt lò xo thành 2 phần bằng nhau, Con lắc vật lý 12, Con lắc lò xo lớp 12, Chuyên đề cắt ghép lò xo nặng cao, Phạm Quốc Toản Vật lý 12, Chứng minh công thức cơ năng con lắc lò xo, BÀI TẬP cắt ghép lò xo nặng cao, Cắt ghép lò xo, Cắt lò xo thành 2 phần bằng nhau, Bài tập về con lắc lò xo, Chuyên đề cắt ghép lò xo nặng cao, Bài tập tổng hợp con lắc lò xo
Source: https://thcsbevandan.edu.vn
Category : Phương pháp học tập