Một con lắc lò xo treo thẳng đứng tại nơi có \(g{\rm{ }} = 10m/{s^2}\) đang dao động điều hòa trên trục Ox thẳng đứng hướng lên. Cho đồ thị biểu diễn độ lớn của lực đàn hồi lò xo vào thời gian như hình vẽ. Độ cứng lò xo và khối lượng vật nặng lần lượt bằng
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiĐáp án A
Từ đồ thị ta có:
+ \(\left\{ \begin{array}{l}{F_{dhmax}} = k\left( {A + \Delta {l_0}} \right) = 30N\,\,\,\left( 1 \right)\\{F_{dhmin}} = 0 \Rightarrow A > \Delta {l_0}\end{array} \right.\)
+ Lực đàn hồi khi vật nặng ở vị trí cao nhất là: \({F_{h}} = k(A - \Delta {l_0}) = 10N\,\,\,\,\left( 2 \right)\)
+ Thời gian từ khi lực đàn hồi của lò xo đạt giá trị cực đại đến khi lực đàn hồi của lò xo đạt giá trị cực tiểu (vị trí lò xo tự nhiên) là \(\dfrac{\pi }{{15}}s\)
Từ (1) và (2) ta có: \(\dfrac{{{\rm{A + }}\Delta {{\rm{l}}_{\rm{0}}}}}{{{\rm{A - }}\Delta {{\rm{l}}_{\rm{0}}}}} = 3 \Leftrightarrow A = 2\Delta {{\rm{l}}_{\rm{0}}}\)
Dùng đường tròn lượng giác:
Ta có \(t = \dfrac{T}{4} + \dfrac{T}{{12}} = \dfrac{\pi }{{15}} \Rightarrow T = 0,2\pi (s) \Rightarrow \omega = 10(rad/s) \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}\Delta {l_0} = \dfrac{g}{{{\omega ^2}}} = \dfrac{{10}}{{{{10}^2}}} = 0,1(m)\\A = 2\Delta {l_0} = 0,2(m)\end{array} \right.\)
Thay vào (1) ta có : \(k = \dfrac{{{F_{h\max }}}}{{\Delta {l_0} + A}} = \dfrac{{30}}{{0,1 + 0,2}} = 100N/m\)
Khối lượng vật nặng: \(m = \dfrac{k}{{{\omega ^2}}} = \dfrac{{100}}{{{{10}^2}}} = 1(kg)\)
Đề thi HK1 môn Vật lí 12 năm 2023-2024
Trường THPT Lê Quý Đôn
Câu hỏi liên quan
-
Nhận xét nào sau đây là sai khi nói về sóng âm
-
Một con lắc đơn dao động với biên độ góc α0 = 0,1 rad có chu kì dao động T = 1s. Chọn gốc tọa độ là vị trí cân bằng, khi vật bắt đầu chuyển động vật đi qua vị trí cân bằng theo chiều âm. Phương trình dao động của con lắc là:
-
Một con lắc đơn gồm vật nặng có khối lượng \(m\), dây treo dài \(l\). Kéo vật ra khỏi vị trí cân bằng một góc \({\alpha _0}\) rồi thả cho vật dao động. Biểu thức xác định lực căng dây tại vị trí \(\alpha \) bất kì là:
-
Một chất điểm dao động điều hòa có phương trình vận tốc \(v = 2\pi cos\left( {2\pi t + \dfrac{\pi }{6}} \right)cm/s\). Lấy \({\pi ^2} = 10\). Biểu thức gia tốc tức thời của chất điểm là:
-
Khi có sóng dừng trên một sợi dây đàn hồi, khoảng cách từ một bụng đến nút gần nó nhất bằng:
-
Một vật có khối lượng không đổi, thực hiện đồng thời hai dao động điều hòa có phương trình dao động lần lượt là \({x_1} = 8cos\left( {2\pi t + \varphi } \right)cm\) và \({x_2} = {A_2}cos(2\pi t - \dfrac{\pi }{2})cm\) thì dao động tổng hợp là \(x = Acos(2\pi t - \dfrac{\pi }{6})cm\). Để biên độ dao động tổng hợp của vật đạt giá trị lớn nhất thì \({A_2}\) có giá trị là:
-
Một vật dao động điều hòa có biên độ là \(2{\rm{ }}\left( {cm} \right)\) và tần số góc \(\omega = 2\pi \left( {rad} \right)\) . Lấy \({\pi ^2} = 10\), gia tốc của vật tại thời điểm vật có vận tốc \(v = 2\sqrt 3 \pi cm/s\) là:
-
Tại một nơi xác định, chu kì dao động điều hòa của con lắc đơn tỉ lệ thuận với:
-
Một nguồn phát sóng dao động theo phương trình \(u = ac{\rm{os4}}\pi {\rm{t}}\) (cm). Trong khoảng thời gian 2s sóng truyền đi được quãng đường bằng bao nhiêu lần bước sóng?
-
Con lắc đơn có khối lượng \(200g\) dao động với phương trình \(s = 10sin(2t) cm\). Ở thời điểm \(t = \dfrac{\pi }{6}s\), con lắc có động năng là:
-
Dòng điện xoay chiều hình sin chạy qua một đoạn mạch có biểu thức cường độ là \(i = {I_0}{\text{cos}}\left( {\omega t - \dfrac{\pi }{2}} \right)A\) , I0>0. Tính từ lúc t=0(s), điện lượng chuyển qua tiết diện phẳng của dây dẫn của đoạn mạch đó trong thời gian bằng nửa chu kì của dòng điện là:
-
Chọn câu trả lời sai. Năng lượng của sóng truyền từ một nguồn điểm sẽ:
-
Điện năng tiêu thụ ở một trạm phát điện được truyền dưới điện áp hiệu dụng là $2kV$, công suất $200kW$. Hiệu số chỉ của công to điện nơi phát và nơi thu sau mỗi ngày đêm chênh lệch 480 kWh. Hiệu suất của quá trinh tải điện là:
-
Đặt điện áp \(100V - 25Hz\) vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm cuộn dây có điện trở thuần \(r\), cuộn cảm có độ tự cảm \(L\) và tụ điện có điện dung \(C = \dfrac{{0,1}}{\pi }mF\). Biết điện áp hai đầu cuộn dây sớm pha hơn dòng điện trong mạch là \(\dfrac{\pi }{6}\), đồng thời điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn dây gấp đôi trên tụ điện. Công suất tiêu thụ của toàn mạch là:
-
Cho L là độ tự cảm, f là tần số, T là chu kì, \(\omega \) là tần số góc. Biểu thức tính cảm kháng của cuộn cảm là:
-
Trong dao động điều hòa, vì cơ năng được bảo toàn nên
-
Cho mạch điện như hình. Điện áp \({u_{AB}} = 80\cos 100\pi t(V)\), \(r = 15Ω\), \(L = \dfrac{1}{{5\pi }}H\)
Điều chỉnh biến trở R để công suất tiêu thụ trên R cực đại. Tính R và PRmax.
-
Một vật dao động điều hòa với phương trình \(x=10cos(4\pi t)cm\) . Tại thời điểm mà động năng bằng 3 lần thế năng thì vật ở cách VTCB một khoảng:
-
Một đoạn mạch nối tiếp gồm một cuộn dây và một tụ điện. Hiệu điện thế hiệu dụng hai đầu đoạn mạch, hai đầu cuộn dây, hai đầu tụ điện đều bằng nhau. Hệ số công suất \(cosφ\) của đoạn mạch là:
-
Chọn phát biểu sai về quan hệ giữa chuyển động tròn đều và dao động điều hoà là hình chiếu của nó.
