Một con lắc lò xo dao động điều hòa theo phương thẳng đứng với chu kì 0,2 s. Biết trong mỗi chu kì dao động, thời gian lò xo bị giãn lớn gấp 3 lần thời gian lò xo bị nén. Lấy g = 10 m/s2. Biết khối lượng vật nặng là 200g, cơ năng của con lắc là
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiChu kì của con lắc là: \(T = 2\pi \sqrt {\frac{{\Delta {l_0}}}{g}} = 0,2 \\\Rightarrow \Delta {l_0} = 0,01m = 1cm\)
Trong một chu kì, thời gian giãn lớn gấp 3 lần thời gian lò xo bị nén.
Thời gian lò xo nén trong một chu kì là: \(t = \frac{\alpha }{{2\pi }}.T = \frac{{2\arccos \frac{{\Delta {l_0}}}{A}}}{{2\pi }}.T\)
Thời gian lò xo dãn bằng ba lần thời gian nén nên ta có:
\(\begin{array}{l}t = \frac{\alpha }{{2\pi }}.T = \frac{{2\arccos \frac{{\Delta {l_0}}}{A}}}{{2\pi }}.T = \frac{1}{4}.T\\ \Rightarrow \arccos \frac{{\Delta {l_0}}}{A} = \frac{\pi }{4} \\\Rightarrow \frac{{\Delta {l_0}}}{A} = \frac{{\sqrt 2 }}{2} \Rightarrow \Delta {l_0} = \frac{1}{{\sqrt 2 }}A \Rightarrow A = \sqrt 2 cm\end{array}\)
Cơ năng của con lắc là: \({\rm{W}} = \frac{1}{2}.k.{A^2} = \frac{1}{2}.m.{\omega ^2}.{A^2} = \frac{1}{2}.m.{\left( {\frac{{2\pi }}{T}} \right)^2}{A^2} \\= 0,02J\)
Chọn C.
Đề thi giữa HK1 môn Vật Lý 12 năm 2021-2022
Trường THPT Nguyễn Trung Trực
Câu hỏi liên quan
-
Sóng cơ truyền dọc theo trục Ox có phương trình là \(u = 4\cos \left( {5\pi t - 0,2\pi x} \right)\) cm với t đo bằng s, x đo bằng m. Tốc độ truyền sóng này là
-
Một nguồn phát sóng cơ dao động với phương trình \(u = 4\cos \left( {4\pi t - \frac{\pi }{4}} \right)\left( {{\rm{cm}}} \right)\). Biết dao động tại hai điểm gần nhau nhất trên cùng một phương truyền sóng cách nhau 0,5m có độ lệch pha là \(\frac{\pi }{3}.\) Tốc độ truyền của sóng đó là:
-
Một con lắc đơn có chiều dài dây treo 50 cm, dao động điều hòa tại nơi có gia tốc trọng trường 9,8 m/s2. Kéo con lắc sao cho dây treo hợp với phương thẳng đứng góc 100 rồi thả nhẹ cho con lắc dao động điều hòa. Con lắc dao động với vận tốc cực đại là
-
Để số dao động trong một giây của con lắc đơn dao động điều hòa tăng lên thì phải
-
Một sóng ngang hình sin truyền trên một sợi dây dài. Hình vẽ bên là hình dạng của một đoạn dây tại một thời điểm xác đinh. Trong quá trình lan truyền sóng, khoảng cách lớn nhất giữa hai phần tử M và N là
.png)
-
Một con lắc lò xo dao động điều hòa với tần số 5 Hz. Biết rằng tại thời điểm ban đầu vật bắt đầu dao động tại vị trí mà lò xo có chiều dài lớn nhất. Tỉ số giữa tốc độ trung bình và độ lớn vận tốc trung bình của vật sau thời gian \(\frac{1}{3}s\) kể từ lúc vật bắt đầu dao động có giá trị gần nhất với giá trị nào sau đây?
-
Một con lắc lò xo nằm ngang có tần số góc dao động riêng ω0 = 20 rad/s. Tác dụng vào vật nặng theo phương của trục lò xo một ngoại lực biến thiên điều hòa \({F_n} = {F_0}.\cos 10t\left( N \right)\). Sau một thời gian vật dao động điều hòa với biên độ 6 cm. Khi vật qua li độ x = 3,6 cm thì tốc độ của vật là
-
Một vật nhỏ dao động điều hòa trên trục Ox với biên độ A, mốc thế năng tại vị trí cân bằng. Vật có động năng bằng thế năng khi cách vị trí cân bằng một khoảng
-
Cho các phát biểu sau. Số phát biểu đúng là
- Cơ năng của con lắc lò xo tỉ lệ thuận với biên độ dao động
- Khi con lắc lò xo dao động điều hòa, gia tốc sớm pha \(\frac{\pi }{2}\) so với vận tốc
- Khi con lắc lò xo dao động điều hòa, gia tốc và vận tốc luôn cùng tần số với li độ
- Khi tăng độ cứng của lò xo thì tần số dao động của con lắc tăng
Với con lắc lò xo thẳng đứng dao động điều hòa, lực kéo về là lực đàn hồi của lò xo
-
Một sóng ngang truyền trên phương x theo phương trình \(u = 3\cos (100\pi t - x){\mkern 1mu} cm\), trong đó x tính bằng mét (m), t tính bằng giây (s). Tốc độ dao động cực đại của phần tử vật chất môi trường là
-
Đồ thị biểu diễn dao động điều hoà ở hình vẽ bên ứng với phương trình dao động nào sau đây?
.png)
-
Ở một nơi trên Trái Đất, hai con lắc đơn có cùng khối lượng đang dao động điều hòa với cùng biên độ. Gọi l1, F1 và l2, F2 lần lượt là chiều dài, độ lớn lực kéo về cực đại của con lắc thứ nhất và của con lắc thứ hai. Biết 4l1 = 5l2. Tỉ số \(\frac{{{F_1}}}{{{F_2}}}\) bằng
-
Một sóng cơ lan truyền trên sợi dây dài với biên độ không đổi. Điều kiện để tốc độ trung bình trong một chu kì của một điểm trên sợi dây bằng một nửa tốc độ truyền sóng là
-
Một sóng ngang truyền trên mặt nước với tần số f = 5Hz. Tại một thời điểm nào đó một phần mặt cắt của nước có hình dạng như hình vẽ. Trong đó khoảng cách từ vị trí cân bằng của A đến vị trí cân bằng của C là 40 cm và điểm C đang đi xuống qua vị trí cân bằng. Phát biểu nào sau đây sai?
.png)
-
Một chất điểm dao động theo phương trình \(x = 2\sqrt 2 .\cos \left( {5\pi t + 0,5\pi } \right)\left( {cm} \right)\). Dao động của chất điểm có biên độ là
-
Một con lắc lò treo thẳng đứng gồm lò xo độ cứng k = 100 N/m, quả nặng khối lượng 400g. Kích thích cho con lắc dao động điều hòa theo phương thẳng đứng. Chọn mốc thế năng ở vị trí cân bằng. Cơ năng của con lắc là 0,16 J. Lấy gia tốc rơi tự do g = 10 m/s2 và π2 = 10. Trong một chu kì, khoảng thời gian mà lực đàn hồi tác dụng lên vật nặng có chiều hướng từ trên xuống dưới là
-
Vật dao động điều hòa theo phương trình \(x = A.\cos \left( {\frac{{2\pi }}{T}t + \frac{\pi }{2}} \right)\) , gia tốc của vật có độ lớn cực đại tại thời điểm
-
Một con lắc lò xo đang dao động điều hòa. Hình bên là đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của động năng Wđ của con lắc theo thời gian t. Phát biểu nào sau đây không đúng?
-
Một chất điểm dao động điều hòa với phương trình \(x = 4cos\left( {6\pi t + \frac{\pi }{3}} \right)\left( {cm} \right)\). Trong mỗi giây chất điểm thực hiện được
-
Một sóng cơ truyền trong một môi trường dọc theo trục Ox với phương trình \(u = 5\cos \left( {6\pi t - \pi x} \right){\mkern 1mu} {\mkern 1mu} \left( {cm} \right)\) ( x tính bằng mét, t tính bằng giây). Tốc độ truyền sóng trong môi trường bằng
