IMG-LOGO

Câu hỏi:

23/06/2022 43

Một con lắc lò xo thẳng đứng gồm lò xo nhẹ có độ cứng k=25N/m một đầu được gắn với hòn bi nhỏ có khối lượng m=100g . Khi vật đang ở vị trí cân bằng, tại thời điểm t = 0 người ta thả cho con lắc rơi tự do sao cho trục lò xo luôn nằm theo phương thẳng đứng và vật nặng ở phía dưới lò xo. Đến thời điểm t1=0,0215s  thì điểm chính giữa của lò xo đột ngột bị giữ lại cố định. Lấy g=10m/s2;π2=10 . Bỏ qua ma sát, lực cản. Tốc độ của hòn bi tại thời điểm t2=t1+0,07s  có độ lớn gần nhất với giá trị nào sau đây?

A. 75cm/s

Đáp án chính xác

B. 60cm/s

C. 90cm/s

D. 120cm/s

Trả lời:

verified Giải bởi Vietjack

Đáp án A

Phương pháp giải:

Quá trình chuyển động của vật được chia thành hai giai đoạn:

+ Giai đoạn 1: Vật rơi tự do xuống dưới. Chọn HQC gắn với điểm treo lò xo,trục Ox thẳng đứng chiều dương hướng xuống dưới, gốc O tại vị trí cân bằng.

+ Giai đoạn 2. Lò xo bị giữ ở chính giữa, khi đó độ cứng k thay đổi, tần số góc và chu kì thay đổi, vị trí cân bằng thay đổi. Ta xác định vị trí và li độ ở hệ quy chiếu đất và vị trí cân bằng mới. Từ đó xác định biên độ mới. Sử dụng VTLG tìm vận tốc tại t2.

Giải chi tiết:

Độ biến dạng của lò xo tại VTCB:Δl0=mgk=0,1.1025=4cm

Quá trình chuyển động của vật được chia làm hai giai đoạn:

+ Giai đoạn 1: Vật rơi tự do xuống dưới. Chọn HQC gắn với điểm treo lò xo,trục Ox thẳng đứng chiều dương hướng xuống dưới, gốc O tại vị trí cân bằng.

Vật nặng chịu tác dụng của các lực: trọng lực, lực đàn hồi của lò xo, lực quán tính Fqt=P.

Tại vị trí cân bằng và trong quá trình rơi, vật dao động điều hòa quanh vị trí lò xo không biến dạng với biên độA=Δl0

 Thời điểm t=0, con lắc bắt đầu rơi thì vật đang ở biên dưới.

Tần số góc của dao động:

 ω=km=5πrad/sT=2πω=0,4s

Sau khoảng thời gian t1=0,0215=1520T ứng với góc quétφ=ωt1=690

Một con lắc lò xo thẳng đứng gồm lò xo nhẹ có độ cứng k = 25N / m một đầu được gắn với hòn bi nhỏ (ảnh 1)

 

Khi đó li độ của vật là:x1=A.cos690=1,4cm

Khi đó vật có vận tốc là:v=ω.A2x2=58,93(cm/s)

+ Giai đoạn 2: Khi lò xo bị giữ ở chính giữa.

Xét trong hệ quy chiếu gắn với mặt đất, vật chịu tác dụng của 2 lực: Trọng lực và lực đàn hồi.

Độ cứng   VTCB mới ở cách vị trí cân bằng cũ 2cm, là vị trí lò xo dãnΔl=mgk'=2cm

Sau thời gian t1, vận tốc của vật nặng so với mặt đất là:v13=v12+v23

v13=58,93+gt=18,53cm/s

Li độ của vật tại thời điểm t1 trong hệ quy chiếu gắn với mặt đất là:x13=1,42=3,4cm

Khi đó tần số góc:ω'=k'm=2ω=52πrad/s

Khi đó vật dao động quanh vị trị  với biên độ:A'=x132+v13ω'23,5cm

Sau thời gian Δt=0,07s

Vị trí ban đầu α=acrcos3,43,5=13,80

Góc quét được φ=ωΔt=52π.0,07=890

Li độ lúc đó là x=A.sinα+φ900=0,77cm

Vận tốc lúc đó là v=ω'A'2x2=75,8cm/s

Câu trả lời này có hữu ích không?

0

CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ

Câu 1:

Theo thuyết lượng tử ánh sáng, phát biểu nào sau đây sai?

Xem đáp án » 23/06/2022 305

Câu 2:

Để so sánh độ bền vững của các hạt nhân người ta dùng đại lượng

Xem đáp án » 23/06/2022 183

Câu 3:

Hiện tượng quang dẫn là hiện tượng:

Xem đáp án » 23/06/2022 152

Câu 4:

Hai điểm sáng M và N dao động điều hòa trên trục Ox với cùng biên độ và vị trí cân bằng O. Hình bên biểu diễn sự phụ thuộc của pha dao động Φ  vào thời gian t . Từ thời điểm t = 0  tới thời điểm hai điểm sáng đi qua nhau lần thứ 5, tỉ số giữa khoảng thời gian li độ của hai điểm sáng cùng dấu với khoảng thời gian li độ của hai điểm sáng trái dấu là
Hai điểm sáng M và N dao động điều hòa trên trục Ox với cùng biên độ và vị trí cân bằng O. Hình bên biểu diễn sự phụ thuộc (ảnh 1)

Xem đáp án » 23/06/2022 147

Câu 5:

Theo Anh-xtanh khi một êlectron hấp thụ phôtôn sử dụng một phần năng lượng làm công thoát, phần còn lại biến thành động năng ban ban đầu cực đại của nó. Chiếu bức xạ có bước sóng vào một tấm kim loại thì nhận được các quang e có vân tốc cực đại là v1=2.105m/s . Khi chiếu bức xạ có bước sóng λ2=0,2μm  thì vận tốc cực đại của quang điện tử là:

Xem đáp án » 23/06/2022 123

Câu 6:

Thế nào là 2 sóng kết hợp?

Xem đáp án » 23/06/2022 111

Câu 7:

Khi nói về sự điều tiết của mắt, phát biểu nào sau đây là đúng?

Xem đáp án » 23/06/2022 85

Câu 8:

Mạch dao động điện từ điều hòa gồm cuộn cảm L và tụ điện C, khi tăng điện dung của tụ điện lên 4 lần thì chu kì dao động của mạch:

Xem đáp án » 23/06/2022 75

Câu 9:

Khi bắn hạt α có động năng K vào hạt nhân 714N  đứng yên thì gây ra phản ứng 24He+714N817O+X . Cho khối lượng các hạt nhân trong phản ứng lần lượt là mHe=4,0015u , mN=13,9992u , mO=16,9947u , mX=1,0073u . Lấy 1uc2=931,5MeV . Nếu hạt nhân X sinh ra đứng yên thì giá trị của K bằng

Xem đáp án » 23/06/2022 70

Câu 10:

Giới hạn quang điện của một kim loại là 300nm . Lấy h=6,625.1034J.s;c=3.108m/s . Công thoát êlectron của kim loại này là:

Xem đáp án » 23/06/2022 68

Câu 11:

Đồ thị của hai dao động điều hòa cùng tần số được cho như hình vẽ. Phương trình dao động tổng hợp của chúng là :
Đồ thị của hai dao động điều hòa cùng tần số được cho như hình vẽ. Phương trình dao động tổng hợp của chúng là : (ảnh 1)

Xem đáp án » 23/06/2022 66

Câu 12:

Nhận định nào dưới đây về dao động cưỡng bức là không đúng?

Xem đáp án » 23/06/2022 65

Câu 13:

Một mạch dao động LC lí tưởng. Ban đầu nối hai đầu cuộn cảm thuần với nguồn điện có r=2Ω,  suất điện động E. Sau khi dòng điện qua mạch ổn định, người ta ngắt cuộn dây với nguồn và nối nó với tụ điện thành mạch kín thì điện tích cực đại của tụ là 4.106C . Biết khoảng thời gian ngắn nhất kể từ khi năng lượng từ trường đạt giá trị cực đại đến khi năng lượng trên tụ bằng 3 lần năng lượng trên cuộn cảm là π6.106s . Giá trị của suất điện động E là:

Xem đáp án » 23/06/2022 62

Câu 14:

Trên bề mặt chất lỏng có hai nguồn phát sóng kết hợp S1,S2  dao động cùng pha, cách nhau một khoảng S1S2=40cm . Biết sóng do mỗi nguồn phát ra có tần số f=10Hz , vận tốc truyền sóng v=2m/s . Xét điểm M nằm trên đường thẳng vuông góc với S1S2  tại S1 . Đoạn S1M  có giá trị lớn nhất bằng bao nhiêu để tại M có dao động với biên độ cực đại?

Xem đáp án » 23/06/2022 62

Câu 15:

Cho hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số, có biên độ là A1 A2 . Biên độ dao động tổng hợp của hai dao động trên có giá trị lớn nhất bằng

Xem đáp án » 23/06/2022 59

Câu hỏi mới nhất

Xem thêm »
Xem thêm »