Chủ nhật, 15/12/2024
IMG-LOGO

Câu hỏi:

25/06/2024 68

Một con lắc lò xo treo thẳng đứng gồm vật nặng khối lượng m = 120g được tích điện q=2,16.104C. Lò xo không dẫn điện, vật cô lập về điện. Chọn gốc O tại vị trí cân bằng của vật, trục Ox thẳng đứng hướng lên. Cho vật dao động điều hòa với phương trình x=5.cos4πtπ3cm. Lấy g = 10 m/s2, π2 = 10. Ngay khi vật đi hết quãng đường 173,5 cm tính từ thời điểm t = 0, người ta thiết lập một điện trường đều có vectơ cường độ điện trường E thẳng đứng hướng xuống, E = 2.103 V/m trong thời gian 1,375s rồi ngắt điện trường. Biên độ dao động của vật sau khi ngắt điện trường gần đúng bằng.

A. 7,36 cm.

B. 6,76 cm.

C. 4,82 cm.

D. 5,26 cm.

Đáp án chính xác

Trả lời:

verified Giải bởi Vietjack

Phương pháp: 

Áp dụng VTLG và công thức độc lập với thời gian: x2+v2ω2=A2 

Khi áp điện trường vào thì lò xo dãn thêm một đoạn: q.E=k.ΔlΔl=q.Ek=q.Em.ω2

Vị trí cân bằng của lò xo lệch đi một đoạn Δl, xác định tọa độ và vận tốc của vật ở đó để xác định biên độ dao động mới. 

Khi ngắt điện trường, vị trí cân bằng trở về vị trí ban đầu, tại thời điểm ngắt điện trường, xác định tọa độ và vận tốc của vật ở vị trí đó để xác định biên độ dao động mới.

Lời giải: 

Vật dao động điều hòa với phương trình: x=5.cos4πtπ3cm,

A=5cmω=4πrad/sT=2πω=2π4π=0,5s

 

Ban đầu vật ở vị trí có li độ x=2,5cm đang chuyển động theo chiều dương.

Khi vật đi quãng đường: 173,5cm=2,5+17.10+1

VTLG cho ta vị trí ban đầu và vị trí t. 

Tại M thì vẫn đang có vận tốc là: v=ω2.A2x2=4π2.5242=12πcm/s

Tại vị trí này, thiết lập điện trường. Lực điện trường làm lò xo dãn thêm một đoạn Δl

qE=k.ΔlΔl=qEk=2,16.104.2.1030,12.4π2=2,25.102m=2,25cm

 

Vậy vị trí cân bằng lùi xuống dưới một đoạn 2,25 cm. Khi đó vật đang có li độ: x=42,25=6,25cm

Biên độ dao động mới lúc này là: A'=x2+v2ω2=42,252+12π4π2=6,93cm

Thời gian thiết lập điện trường là: 1,375s=114T=2T+34T

Ta có VTLG:

 

Ta có độ lớn của góc a là: a=arccos45=36,870

Vậy góc b=900a=5307'

Li độ của vật khi đó là: x=A'.cosb=4,158cm

Vận tốc của vật khi đó là: v=ω2.A2x2=22,176πcm/s

Lúc này ngừng tác dụng lực điện, vị trí cân bằng của vật trở về vị trí ban đầu, nên li độ của vật lúc này là:

x'=4,1582,25=1,908cm

Biên độ của vật là: A''=x'2+v2ω2=1,9082+22,176π4π2=5,863cm

Vậy gần nhất với giá trị biên độ này là 5,26 cm.

Chọn D.

Câu trả lời này có hữu ích không?

0

CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ

Câu 1:

Một con lắc lò xo gồm vật nhỏ và lò xo nhẹ có độ cứng k. Con lắc dao động điều hòa dọc theo trục Ox với phương trình dao động là x=A.cosωt+φ. Chọn mốc thế năng tại vị trí cân bằng của vật, cơ năng của con lắc là 

Xem đáp án » 23/06/2022 229

Câu 2:

Trong thông tin liên lạc bằng sóng vô tuyến, bộ phận nào sau đây ở máy phát thanh dùng để biến dao động âm thành dao động điện có cùng tần số ?

Xem đáp án » 23/06/2022 152

Câu 3:

Chất phóng xạ X có hằng số phóng xạ λ Ban đầu (t = 0), một mẫu có N0 hạt nhân X. Tại thời điểm t, số hạt nhân X còn lại trong mẫu là 

Xem đáp án » 23/06/2022 149

Câu 4:

Một sóng hình sin truyền trong một môi trường dọc theo trục Ox với phương trình sóng là u=a.cos30πtπxmm, trong đó x tính bằng mét (m), t tính bằng giây (s). Tốc độ truyền sóng là:

Xem đáp án » 23/06/2022 147

Câu 5:

Một máy biến áp lí tưởng có số vòng dây ở cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp tương ứng là N1, N2. Đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U1 thì điện áp hiệu dụng ở hai đầu cuộn thứ cấp để hở là U2. Tìm công thức đúng

Xem đáp án » 23/06/2022 135

Câu 6:

Trong chân không, bức xạ có bước sóng nào sau đây thuộc miền hồng ngoại?

Xem đáp án » 23/06/2022 112

Câu 7:

Hiện tượng quang điện trong xảy ra đối với

Xem đáp án » 23/06/2022 111

Câu 8:

Cho độ hụt khối của hạt nhân 1837Ar là 0,3402u. Biết lu = 931,5 MeV/c2, năng lượng liên kết của hạt nhân 1837Ar là

Xem đáp án » 23/06/2022 111

Câu 9:

Một con lắc lò xo gồm vật nhỏ có khối lượng m = 25 g và lò xo nhẹ có độ cứng 100 N/m. Con lắc dao động cưỡng bức theo phương trùng với trục của lò xo dưới tác dụng của ngoại lực tuần hoàn F=F0cosωtN. Khi ω có giá trị lần lượt là 10 rad/s và 20 rad/s thì biên độ dao động của vật tương ứng là A1 và A2. So sánh A1 và A2, tìm đáp án đúng?

Xem đáp án » 23/06/2022 106

Câu 10:

Một vật dao động điều hòa dọc theo trục Ox, có đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của bình phương vận tốc (v2) vào li độ x như hình vẽ. Tần số góc của vật là
Một vật dao động điều hòa dọc theo trục Ox, có đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc (ảnh 1)

Xem đáp án » 23/06/2022 103

Câu 11:

M và N là hai điểm trên một mặt nước phẳng lặng cách nhau 1 khoảng 12 cm. Tại 1 điểm O trên đường thẳng MN và nằm ngoài đoạn MN, người ta đặt nguồn dao động theo phương vuông góc với mặt nước với phương trình u=2,52cos20πtcm, tạo ra sóng trên mặt nước với tốc độ truyền sóng v=1,6m/s. Khoảng cách xa nhất giữa 2 phần tử môi trường tại M và N khi có sóng truyền qua là

Xem đáp án » 23/06/2022 100

Câu 12:

Một con lắc đơn dao động điều hòa tại nơi có gia tốc trọng trường g = 10 m/s2, đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc giữa li độ góc α và thời gian như hình vẽ. Lấy π2 = 10, tốc độ lớn nhất của con lắc gần đúng bằng

Một con lắc đơn dao động điều hòa tại nơi có gia tốc trọng trường g = 10 m/s2 (ảnh 1)

Xem đáp án » 23/06/2022 93

Câu 13:

Một hạt α đang chuyển động với tốc độ v thì có động năng 5 MeV. Lấy khối lượng hạt nhân tính theo đơn vị u bằng số khối, 1 u = 931,5 MeV/c2, c = 3.108 m/s. Giá trị của v gần đúng bằng

Xem đáp án » 23/06/2022 92

Câu 14:

Gọi nđ, nt và nv lần lượt là chiết suất của một môi trường trong suốt đối với các ánh sáng đơn sắc đỏ, tím và vàng. Sắp xếp nào sau đây là đúng?

Xem đáp án » 23/06/2022 89

Câu 15:

Đặt vật AB có chiều cao 4 cm và vuông góc với trục chính của thấu kính phân kì và cách thấu kính 50 cm. Thấu kính có tiêu cực -30 cm. Ảnh của vật qua thấu kính

Xem đáp án » 23/06/2022 80

Câu hỏi mới nhất

Xem thêm »
Xem thêm »