Bài toán hai vật cùng dao động trong con lắc lò xo

VnHocTap.com giới thiệu đến các em học sinh lớp 12 bài viết Bài toán hai vật cùng dao động trong con lắc lò xo, nhằm giúp các em học tốt chương trình Vật lí 12.

Nội dung bài viết Bài toán hai vật cùng dao động trong con lắc lò xo:
Hai vật cùng dao động a. Hai vật nằm sát nhau cùng dao động theo phương ngang. Bài toán: Một con lắc lò xo đặt trên mặt phẳng nằm ngang gồm có lò xo nhẹ có một đầu cố định, đầu kia gắn với vật nhỏ m1. Ban đầu giữ bật mí tại vị trí mà lò xo bị nén một đoạn A, đặt vật nhỏ m2 trên mặt phẳng nằm ngang và sát với vật. Buông nhẹ để hai vật bắt đầu chuyển động theo phương của trục lò xo. Bỏ qua mọi ma sát. Ở thời điểm lò xo có chiều dài cực đại lần đầu tiên thì khoảng cách giữa hai vật m1 và m2 là bao nhiêu? Giai đoạn 1: Cả hai vật cùng dao động với biên độ A, tần số góc p. Giai đoạn 2: Nếu đến VTCB m2 tách ra khỏi m thì dao động điều hòa với tần số góc T và biên độ (vì tốc độ cực đại vẫn không đổi vẫn là m2) chuyển động thẳng đều với vận tốc và nếu xét trong khoảng thời gian t = ? T bất kì (kể từ lúc hai vật tách nhau) thì vật m vẫn dao động điều hòa đồng thời cũng trong khoảng thời gian này vật m đi được quãng đường S.
Ví dụ 1: (Đề thi chính thức của Bộ Giáo dục và Đào tạo nănn ĐH 2011) Một con lắc lò xo đặt trên mặt phẳng nằm ngang gồm lò xo nhẹ có một đầu cố định, đầu kia gắn với vật nhỏ m1. Ban đầu giữ vật m1 tại vị trí mà lò xo bị nén 8 cm, đặt vật nhỏ m2 (có khối lượng bằng khối lượng vật m1) trên mặt phẳng nằm ngang và sát với vật m. Buông nhẹ để hai vật bắt đầu chuyển động theo phương của trục lò xo. Bỏ qua mọi ma sát. Ở thời điểm lò xo có chiều dài cực đại lần đầu tiên thì khoảng cách giữa hai vật m1 và m2 là?
Ví dụ 2: Một con lắc lò xo đặt trên mặt phẳng nằm ngang gồm lò xo nhẹ có một đầu cố định, đầu kia gắn với vật nhỏ m1. Ban đầu giữ vật m tại vị trí mà lò xo bị nén 4 cm, đặt vật nhỏ m2 = 2m trên mặt phẳng nằm ngang và sát với vật m1. Buông nhẹ để hai vật bắt đầu chuyển động theo phương của trục lò xo. Bỏ qua mọi ma sát. Ở thời điểm lò xo có chiều dài cực tiểu lần thứ nhất thì khoảng cách giữa hai vật m1 và m2 là? Chú ý: Bài toán ở trên ta đã chọn chiều dương hướng sang trái. Hướng dẫn hai vật dao động với biên độ là A = 4cm. Khi hai vật đến VTCB thì chúng tách rời nhau.