20 Bài tập công thức tính omega của con lắc lò xo

1. Phương pháp giải

$\omega =\sqrt{{\displaystyle \frac{k}{m}}}=\sqrt{{\displaystyle \frac{g}{\mathrm{\Delta }{l}_0}}}$

$mg=k\mathrm{\Delta }{l}_0$

Kiến thức mở rộng

2. Bài tập vận dụng

Câu 1: Phát biểu nào sau đây là không đúng với con lắc lò xo ngang?

A. Chuyển động của vật là chuyển động thẳng.

B. Chuyển động của vật là chuyển động biến đổi đều.

C. Chuyển động của vật là chuyển động tuần hoàn.

D. Chuyển động của vật là một dao động điều hoà.

Lời giải:

Chọn B. Với con lắc lò xo ngang vật chuyển động thẳng, dao động điều hoà.

Câu 2: Con lắc lò xo ngang dao động điều hoà, vận tốc của vật bằng không khi vật chuyển động qua

A. vị trí cân bằng.

B. vị trí vật có li độ cực đại.

C. vị trí mà lò xo không bị biến dạng.

D. vị trí mà lực đàn hồi của lò xo bằng không.

Lời giải:

Chọn B. Khi vật ở vị trí có li độ cực đại thì vận tốc của vật bằng không. Ba phương án còn lại đều là VTCB, ở VTCB vận tốc của vật đạt cực đại.

Câu 3: Một vật nặng treo vào một lò xo làm lò xo giãn ra 0,8 cm. Lấy g = 10 m/s². Chu kỳ dao động của vật là:

A. T = 0,178 s.

B. T = 0,057 s.

C. T = 222 s.

D. T = 1,777 s

Lời giải:

Câu 3: Chọn A. Chu kỳ dao động của con lắc lò xo dọc được tính theo công thức:

Đổi đơn vị 0,8 cm = 0,008 m rồi thay vào công thức (*) ta được T = 0,178s.

Câu 4: Trong dao động điều hoà của con lắc lò xo, phát biểu nào sau đây là không đúng?

A. Lực kéo về phụ thuộc vào độ cứng của lò xo.

B. Lực kéo về phụ thuộc vào khối lượng của vật nặng.

C. Gia tốc của vật phụ thuộc vào khối lượng của vật.

D. Tần số góc của vật phụ thuộc vào khối lượng của vật.

Lời giải:

Chọn B. Lực kéo về (lực phục hồi) có biểu thức F = - kx không phụ thuộc vào khối lượng của vật.

Câu 5: Con lắc lò xo gồm vật khối lượng m và lò xo có độ cứng k, dao động điều hoà với chu kỳ

Lời giải:

Chọn A. Con lắc lò xo gồm vật khối lượng m và lò xo có độ cứng k, dao động điều hoà với chu kỳ

Câu 6: Con lắc lò xo dao động điều hoà, khi tăng khối lượng của vật lên 4 lần thì tần số dao động của vật

A. tăng lên 4 lần.

B. giảm đi 4 lần.

C. tăng lên 2 lần.

D. giảm đi 2 lần.

Lời giải:

Chọn D. Tần số dao động của con lắc là khi tăng khối lượng của vật lên 4 lần thì tần số của con lắc giảm 2 lần.

Câu 7: Con lắc lò xo gồm vật m = 100g và lò xo k = 100 N/m. Lấy π² = 10. Dao động điều hoà với chu kỳ là:

A. T = 0,1 s.

B. T = 0,2 s.

C. T = 0,3s.

D. T = 0,4s.

Lời giải:

Chọn B. Con lắc lò xo gồm vật khối lượng m và lò xo có độ cứng k, dao động điều hoà với chu kỳ , thay m = 100g = 0,1kg; k = 100 N/m và π² = 10 ta được T = 0,2 s.

Câu 8: Con lắc lò xo gồm vật m = 200g và lò xo k = 50N/m. Lấy π² = 10. Dao động điều hoà với chu kỳ là

A. T = 0,2s.

B. T = 0,4s.

C. T = 50s.

D. T = 100s.

Lời giải:

Chọn B. Tương tự câu 5.

Câu 9: Một con lắc lò xo dao động điều hoà với chu kỳ T = 0,5 s, khối lượng của quả nặng là m = 400g. Lấy π² = 10. Độ cứng của lò xo là

A. k = 0,156 N/m

B. k = 32 N/m

C. k = 64 N/m

D. k = 6400 N/m

Lời giải:

Chọn C. Áp dụng công thức tính chu kỳ ta suy ra k = 64 N/m

Câu 10: Con lắc lò xo ngang dao động với biên độ A = 8 cm, chu kỳ T = 0,5s, khối lượng của vật là m = 0,4 kg. Lấy π² = 10. Giá trị cực đại của lực đàn hồi tác dụng vào vật là

A. F_max = 525 N

B. F_max = 5,12 N

C. F_max = 256 N

D. F_max = 2,56 N

Lời giải

Chọn B. Trong con lắc lò xo ngang lực đàn hồi tác dụng lên vật khi vật ở vị trí x là F = -kx, lực đàn hồi cực đại có độ lớn F_max = kA, với 

Thay A = 8 cm = 0,8 m; T = 0,5s; m = 0,4 kg; π² = 10 ta được F_max = 5,12 N

Câu 11: Một con lắc lò xo gồm vật nặng khối lượng 0,4 kg gắn vào đầu lò xo có độ cứng 40 N/m. Người ta kéo quả nặng ra khỏi VTCB một đoạn 4 cm rồi thả nhẹ cho nó dao động. Phương trình dao động của vật nặng là

A. x = 4cos (10t)cm

B. x = 4cos (10t - π/2)cm.

C. x = 4cos (10πt - π/2)cm

D. x = 4cos (10πt + π/2)cm

Lời giải:

Chọn A. Vật dao động theo phương trình tổng quát x = Acos(ωt + φ). Tần số góc ω = √(k/m) = 10 rad/s. Từ cách kích thích ban đầu để tạo nên dao động ta có Acosφ = 4 cm và Asinφ = 0, từ đó tính được A = 4 cm, φ = 0. Thay vào phương trình tổng quát ta được x = 4cos(10t) cm

Câu 12: Một con lắc lò xo gồm vật nặng khối lượng 0,4 kg gắn vào đầu lò xo có độ cứng 40 N/m. Người ta kéo quả nặng ra khỏi VTCB một đoạn 4 cm rồi thả nhẹ cho nó dao động. Vận tốc cực đại của vật nặng là:

A. v_max = 160 cm/s.

B. v_max = 80 cm/s.

C. v_max = 40 cm/s.

D. v_max = 20 cm/s.

Lời giải:

Chọn C. Tốc độ góc

Vận tốc cực đại

Câu 13: Một con lắc lò xo gồm vật nặng khối lượng 0,4 kg gắn vào đầu lò xo có độ cứng 40 N/m. Người ta kéo quả nặng ra khỏi VTCB một đoạn 4 cm rồi thả nhẹ cho nó dao động. Cơ năng dao động của con lắc là:

A. E = 320 J

B. E = 6,4.10^-2 J

C. E = 3,2.10^-2 J

D. E = 3,2 J

Lời giải:

Chọn C. Công thức tính cơ năng của con lắc lò xo

Đổi đơn vị và thay số ta được E = 3,2.10^-2 J

Câu 14: Con lắc lò xo gồm lò xo k và vật m, dao động điều hoà với chu kỳ T = 1 s. Muốn tần số dao động của con lắc là f’ = 0,5 Hz, thì khối lượng của vật m phải là

A. m’ = 2 m.

B. m’ = 3 m

C. m’ = 4 m

D. m’ = 5 m

Lời giải:

Chọn C. Con lắc gồm lò xo k và vật m dao động với chu kỳ con lắc gồm lò xo k và vật m’ dao động với tần số

Kết hợp với giả thiết T = 1s, f’ = 0,5 Hz suy ra m’ = 4 m

Câu 15: Một con lắc lò xo gồm một quả nặng có khối lượng m = 400 g và một lò xo có độ cứng k = 40 N/m. Người ta kéo quả nặng ra khỏi VTCB một đoạn bằng 8cm và thả cho nó dao động. Phương trình dao động của quả nặng là

A. x = 8cos0,1t (cm).

B. x = 8cos0,1πt (cm)

C. x = 8cos10πt (cm)

D. x = 8cos10t (cm)

Lời giải:

Chọn D. Xem hướng dẫn và làm tương tự câu 10

Câu 16: Một con lắc lò xo gồm quả nặng khối lượng 1kg và một lò xo có độ cứng 1600 N/m. Khi quả nặng ở VTCB, người ta truyền cho nó vận tốc ban đầu bằng 2 m/s. Biên độ dao động của quả nặng là

A. A = 5 m.        B. A = 5 cm.        C. A = 0,125 m.        D. A = 0,125 cm.

Lời giải:

Chọn B. Theo bảo toàn cơ năng trong dao động điều hoà ta có biểu thức tính biên độ dao động

Câu 17: Một con lắc lò xo gồm quả nặng khối lượng 1kg và một lò xo có độ cứng 1600 N/m. Khi quả nặng ở VTCB, người ta truyền cho nó vận tốc ban đầu bằng 2 m/s theo chiều dương trục toạ độ. Phương trình li độ dao động của quả nặng là

A. x = 5cos(40t - π/2) m.

B. x = 0,5cos(40t + π/2) m

C. x = 5cos(40t - π/2) cm

D. x = 0,5cos(40t) cm

Lời giải:

Chọn C. Vật dao động theo phương trình tổng quát x = Acos(ωt + φ). Tần số góc ω = √(m/k) = 40 rad/s. Từ cách kích thích ban đầu để tạo nên dao động ta có Acosφ = 0 cm và - Asinφ = 200 cm/s, từ đó tính được A = 5 cm, φ = - π/2

Thay vào phương trình tổng quát ta được x = 5cos (40t - π/2)cm

Câu 18: Khi gắn quả nặng m₁ vào một lò xo, nó dao động với chu kỳ T₁ = 1,2s. Khi gắn quả nặng m₂ vào một lò xo, nó dao động với chu kỳ T₂ = 1,6s. Khi gắn đồng thời m₁ và m₂ vào lò xo đó thì chu kỳ dao động của chúng là

A. T = 1,4s        B. T = 2,0s        C. T = 2,8s        D. T = 4,0s

Lời giải:

Chọn B

Khi con lắc có khối lượng m₁ nó dao động với chu kỳ

Khi con lắc có khối lượng m₂ nó dao động với chu kỳ

Khi gắn đồng thời m₁ và m₂ vào lò xo đó thì chu kỳ dao động của chúng là

Câu 19: Khi mắc vật m vào lò xo k₁ thì vật m dao động với chu kỳ T₁ = 0,6s, khi mắc vật m vào lò xo k₂ thì vật m dao động với chu kỳ T₂ = 0,8s. Khi mắc vật m vào hệ hai lò xo k₁ nối tiếp với k₂ thì chu kỳ dao động của m là

A. T = 0,48s        B. T = 0,70s        C. T = 1,00s        D. T = 1,40s

Lời giải:

Chọn C

Khi độ cứng của lò xo là k₁ thì chu kỳ dao động của con lắc là

Khi độ cứng của lò xo là k₂ thì chu kỳ dao động của con lắc là

Khi hai lò xo k₁ và k₂ mắc nối tiếp thì chu kỳ dao động của con lắc là

Câu 20: Khi mắc vật m vào lò xo k₁ thì vật m dao động với chu kỳ T₁ = 0,6s, khi mắc vật m vào lò xo k₂ thì vật m dao động với chu kỳ T₂ = 0,8s. Khi mắc vật m vào hệ hai lò xo k₁ song song với k₂ thì chu kỳ dao động của m là

A. T = 0,48s        B. T = 0,70s        C. T = 1,00s        D. T = 1,40s

Lời giải:

Chọn A

Khi độ cứng của lò xo là k₁ thì chu kỳ dao động của con lắc là

Khi độ cứng của lò xo là k₂ thì chu kỳ dao động của con lắc là

Khi hai lò xo k₁ và k₂ mắc song song thì chu kỳ dao động của con lắc là

Xem thêm các dạng bài tập khác:

20 Bài tập công thức tính cơ năng con lắc lò xo (2024)

20 Bài tập công thức liên hệ t trong con lắc đơn (2024)

20 Bài tập công thức lực kéo về của con lắc đơn (2024)

20 Bài tập công thức động năng của con lắc lò xo (2024)

30 bài tập về Lý thuyết Con lắc lò xo (2024)