Một con lắc lò xo thẳng đứng gồm một vật nặng khối lượng m = 100 g

Câu hỏi :

Một con lắc lò xo thẳng đứng gồm một vật nặng khối lượng m = 100 g và lò xo có độ cứng k = 20 N/m. Vật nặng được đặt trên giá đỡ nằm ngang sao cho lò xo không biến dạng. Cho giá đỡ đi xuống không vận tốc đầu với gia tốc a = 2,0 m/s2. Bỏ qua mọi ma sát và lực cản, lấy g = 10 m/s2. Ở thời điểm lò xo dài nhất lần đầu tiên, khoảng cách giữa vật nặng và giá đỡ gần giá trị nào nhất sau đây?

A. 4,0 cm. 

B. 3,7 cm. 

C. 3,0 cm. 

D. 4,2 cm.

* Đáp án

C

* Hướng dẫn giải

Đáp án C

+ Mấu chốt của bài toán ta phải tìm được vị trí vật rời khỏi giá đỡ → sau đó vật sẽ dao động điều hòa.

Một con lắc lò xo thẳng đứng gồm một vật nặng khối lượng m = 100 g (ảnh 1)

Một con lắc lò xo thẳng đứng gồm một vật nặng khối lượng m = 100 g (ảnh 2)

+ Chọn trục Ox theo phương thẳng đứng, gốc O trùng với vị trí cân bằng của con lắc lò xo, có chiều dương hướng xuống.

+ Các lực tác dụng lên vật trong quá trình chuyển động cùng giá đỡ là: P, N, Fdh (như hình vẽ)

+ Áp dụng định luật II Niuton cho vật: P+N+Fdh=ma (1)

Chiếu (1)Ox:PNFdh=ma

+ Khi vật m rời khỏi giá đỡ thì N=0PFdh=maFdh=mgma=0,8N

→ Độ dãn của lò xo khi đó là Δl=Fdhk=0,04m=4cm

+ Sau khi rời lò xo bắt đầu dao động điều hòa xung quanh vị trí cân bằng O (Δl0=mgk=0,05m=5cm)

→ Li độ của vật tại vị trí rời giá đỡ: x=54=1cm

+ Vận tốc của vật tại vị trí rời: v2v02=2asv20=2.2.0,04v=0,4 m/s=40 cm/s

+ Tần số góc dao động con lắc: ω=km=102 rad/s

→ Biên độ dao động của con lắc là: A=v2ω2+x2=3cm

+ Quãng đường vật m đi từ vị trí rời (x = − 1) → vị trí lò xo dãn cực đại (+A = 3) là:

S1=1+3=4cm

+ Thời gian vật m đi từ vị trí rời (x = − 1) → vị trí lò xo dãn cực đại ((+A = 3) là:

t=arcsin13+π2102=0,135s

+ Quãng đường giá đỡ đi được từ vị trí rời đến khi lò xo dãn cực đại:

S2=v0t+12at2=40.0,135+12.200.0,1352=7,23cm

→ Khoảng cách giá đỡ và vật khi đó là: Δd=7,234=3,23cm

Câu hỏi trên thuộc đề trắc nghiệm dưới đây !

Tuyển tập 30 đề thi THPT quốc gia môn Vật lý năm 2022 !!

Số câu hỏi: 1200

Bạn có biết?

Vật lý học (tiếng Anh:physics, từ tiếng Hi Lạp cổ: φύσις có nghĩa là kiến thức về tự nhiên) là một môn khoa học tự nhiên tập trung vào sự nghiên cứu vật chất và chuyển động của nó trong không gian và thời gian, cùng với những khái niệm liên quan như năng lượng và lực.Vật lí học là một trong những bộ môn khoa học lâu đời nhất, với mục đích tìm hiểu sự vận động của vũ trụ.

Nguồn : Wikipedia - Bách khoa toàn thư

Tâm sự

Lớp 12 - Năm cuối ở cấp tiểu học, năm học quan trọng nhất trong đời học sinh trải qua bao năm học tập, bao nhiêu kì vọng của người thân xung quanh ta. Những nỗi lo về thi đại học và định hướng tương lai thật là nặng. Hãy tin vào bản thân là mình sẽ làm được rồi tương lai mới chờ đợi các em!

Nguồn : ADMIN :))

Liên hệ hợp tác hoặc quảng cáo: gmail

Điều khoản dịch vụ

Copyright © 2021 HOCTAPSGK