Con lắc lò xo treo thẳng đứng, lò xo có khối lượng không đáng kể. Hòn bi đang ở vị trí cân bằng thì được kéo xuống dưới theo phương thẳng đứng một đoạn 3cm rồi thả nhẹ cho nó dao động. Hòn bi thực hiện 50 dao động mất 20s. Cho \(g = {\pi ^2} = 10m/{s^2}\). Tỉ số độ lớn lực đàn hồi cực đại và lực đàn hồi cực tiểu của lò xo \(\left( {\frac{{{F_{dh\max }}}}{{{F_{dh\min }}}}} \right)\) khi dao động là:
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiTa có:
+ Biên độ dao động của vật: \(A = 3cm\)
+ Chu kì dao động của vật: \(T = \frac{{20}}{{50}} = 0,4s\)
+ Độ dãn của lò xo tại vị trí cân bằng:
\(\Delta l = \frac{{mg}}{k} = \frac{{g{T^2}}}{{4{\pi ^2}}} = \frac{{10.0,{4^2}}}{{4.10}} = 0,04m = 4cm\)
Lực đàn hồi cực đại tại vị trí thấp nhất: \({F_{dhMax}} = k\left( {\Delta l + A} \right)\) (1)
Nhận thấy \(\Delta l > A\) \( \Rightarrow {F_{dhMin}} = k\left( {\Delta l - A} \right)\) (2)
Từ (1) và (2), ta suy ra:
\(\begin{array}{l}
\frac{{{F_{dhMax}}}}{{{F_{dhMin}}}} = \frac{{k\left( {\Delta l + A} \right)}}{{k\left( {\Delta l - A} \right)}}\\
= \frac{{\Delta l + A}}{{\Delta l - A}} = \frac{{4 + 3}}{{4 - 3}} = 7
\end{array}\)
Chọn A.
Đề thi giữa HK1 môn Vật lí 11 KNTT năm 2023 - 2024
Trường THPT Trần Phú
