I. Con lắc lò xo

Xét một con lắc lò xo gồm một vật nhỏ có khối lượng m gắn vào đầu của một lò xo có độ cứng k và có khối lượng không đáng kể; đầu kia của lò xo được giữ cố định. Vật m có thể trượt trên một mặt phẳng nằm ngang không có ma sát.

Vị trí cân bằng của vật là vị trí khi lò xo không biến dạng (Hình a).

Kéo vật ra khỏi vị trí cân bằng cho lò xo dãn ra một đoạn nhỏ rồi buông tay (Hình b), ta thấy vật dao động trên một đoạn thẳng quanh vị trí cân bằng (Hình c và d).

Ta hãy xét xem dao động của vật m (hay của con lắc lò xo) có phải là dao động điều hòa hay không?

II. Khảo sát dao động của con lắc lò xo về mặt động lực học

- Chọn trục tọa độ x như hình trên, thì lực đàn hồi của lò xo là: $F=-kx$.

- Áp dụng định luật II Niu-tơn, ta được: $a =  - \frac{k}{m}x$

- Đặt ${\omega ^2} = \frac{k}{m}$, ta rút ra kết luận:

Dao động của con lắc lò xo là dao động điều hòa theo phương trình $x=Acos(ωt+φ)$.

Tần số góc và chu kì của con lắc lò xo lần lượt là :

Tần số góc: $\omega  = \sqrt {\frac{k}{m}} $

Chu kì dao động của con lắc lò xo là:

$T = 2\pi .\sqrt {\frac{m}{k}}$

- Lực luôn hướng về vị trí cân bằng gọi là lực kéo về, có độ lớn tỉ lệ với li độ là lực gây ra gia tốc cho vật dao động điều hòa.

III. Khảo sát dao động của con lắc lò xo về mặt năng lượng

1. Động năng của con lắc lò xo

${W_đ} = \frac{1}{2}m{v^2}$ (m là khối lượng của vật)

2. Thế năng của con lắc lò xo

${W_t} = \frac{1}{2}k{x^2}$ (x là li độ của vật m)

3. Cơ năng của con lắc lò xo. Sự bảo toàn cơ năng

$W = \frac{1}{2}m{v^2} + \frac{1}{2}k{x^2}$

Hay

$W = \frac{1}{2}m{A^2}$
      $ = \frac{1}{2}m{\omega ^2}{A^2}$ = hằng số

Cơ năng của con lắc tỉ lệ với bình phương của biên độ dao động.

Cơ năng của con lắc được bảo toàn nếu bỏ qua mọi ma sát.