Một con lắc lò xo treo thẳng đứng, dao động

Câu hỏi :

Một con lắc lò xo treo thẳng đứng, dao  động điều hòa nơi có gia tốc trọng trường g = 10 m/s2. Hình bên  là đồ thị sự phụ thuộc của độ lớn lực đàn hồi Fdh của lò xo và độ  lớn lực hồi phục Fhp tác dụng lên vật nặng của con lắc theo thời gian t. Biết t2t1=π12(s). Tốc độ trung bình của vật nặng từ thời điểm t1 đến thời điểm t3

Media VietJack

A. 1,52 m/s.

B. 1,12 m/s.

C. 1,43 m/s.

D. 1,27 m/s.

* Đáp án

D

* Hướng dẫn giải

Phương pháp: 

Độ lớn lực đàn hồi: Fdh=kΔl=kΔl0+x 

Độ lớn lực phục hồi: Fph=kx 

Sử dụng kĩ năng đọc đồ thị và vòng tròn lượng giác 

Tần số góc của con lắc lò xo:  ω=gΔl0 

Tốc độ trung bình: vtb=SΔt 

Cách giải: 

Ta có đồ thị: 

Media VietJack

Giả sử ở vị trí cân bằng, lò xo giãn một đoạn ∆l0

Lực đàn hồi và lực phục hồi có độ lớn cực đại là:

Fdhmax=kΔl0+AFphmax=kAFdhmax>Fphmax 

Từ đồ thị ta thấy đồ thị (1) là đồ thị lực phục hồi, đồ thị (2) là đồ thị lực đàn hồi

Ta có: FdhmaxFphmax=kΔl0+AkA=322Δl0+A=3AA=2Δl0x¨ 

Nhận xét: lực phục hồi có độ lớn nhỏ nhất tại vị trí cân bằng → tại thời điểm t1, vật ở vị trí cân bằng

Lực đàn hồi có độ lớn nhỏ nhất tại vị trí lò xo không biến dạng → tại thời điểm t2, vật ở vị trí lò xo không  biến dạng lần thứ 2 kể từ thời điểm t1 

Lực đàn hồi và lực phục hồi có độ lớn cực đại tại vị trí biên dưới → tại thời điểm t3, vật ở vị trí biên dưới lần  đầu tiên kể từ thời điểm t2 

Ta có vòng tròn lượng giác: 

Media VietJack

Từ vòng tròn lượng giác ta thấy từ thời điểm t1 đến t2, vecto quay được góc: Δφ=5π6(rad) 

Ta có: Δφ=ωt2t15π6=ω.π12ω=10(rad/s) 

ω=gΔl010=10Δl0Δl0=0,1(m) 

A=2Δl0=0,2(m) 

Nhận xét: từ thời điểm t1 đến t3, vật đi được quãng đường là:

S = 3A = 3.0,2 = 0,6 (m) 

Vecto quay được góc: 

Δφ=3π2=ω.t3t1t3t1=3π210=3π20(s) 

Tốc độ trung bình của vật trong khoảng thời gian từ t1 đến t3 là: 

vtb=St3t1=0,63π201,27(m/s) 

Chọn D.

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