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
-
Trong dao động điều hòa, vì cơ năng được bảo toàn nên
-
Đặt điện áp \(u = {U_0}{\rm{cos100}}\pi {\rm{t}}\left( V \right)\) (t tính bằng s) vào đoạn mạch gồm cuộn dây và tụ điện mắc nối tiếp. Cuộn dây có độ tự cảm \(L = \dfrac{{1,5}}{\pi }H\), điện trở \(r = 50\sqrt 3 \Omega \), tụ điện có điện dung \(C = \dfrac{{{{10}^{ - 4}}}}{\pi }F\) . Tại thời điểm t1, điện áp tức thời giữa hai đầu cuộn dây có giá trị $150V$, đến thời điểm \({t_1} + \dfrac{1}{{75}}s\) thì điện áp giữa hai đầu tụ điện cũng bằng 150V. Giá trị của U0 bằng
-
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.
-
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:
-
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:
-
Hai nguồn sóng cơ AB cách nhau dao động chạm nhẹ trên mặt chất lỏng, cùng tấn số 100Hz, cùng pha theo phương vuông vuông góc với mặt chất lỏng. Vận tốc truyền sóng 20m/s.Số điểm không dao động trên đoạn AB = 1m là :
-
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:
-
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:
-
Nhận xét nào sau đây là sai khi nói về sóng âm
-
Một sợi dây đàn hồi nằm ngang có điểm đầu O dao động theo phương đứng với biên độ \(3cm\), chu kì truyền sóng 0,5s. Vận tốc truyền sóng là \(32cm/s\). Sóng truyền từ O đến M. Viết phương trình sóng tại M cách O \(d{\rm{ }} = {\rm{ }}50{\rm{ }}cm\).
-
Tại một nơi xác định, chu kì dao động điều hòa của con lắc đơn tỉ lệ thuận với:
-
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:
-
Giảm xóc của ô tô là áp dụng của
-
Một dây đàn hồi AB đầu A được rung nhờ một dụng cụ để tạo thành sóng dừng trên dây, biết phương trình dao động tại đầu A là \({u_A} = {\rm{ }}acos50\pi t\left( {cm} \right)\). Quan sát sóng dừng trên sợi dây ta thấy trên dây có những điểm không phải là điểm bụng dao động với biên độ b \((b \ne 0)\) cách đều nhau và cách nhau khoảng \(0,6m\). Giá trị của b và tốc truyền sóng trên sợi dây lần lượt là:
-
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?
-
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 chất điểm dao động điều hòa có đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc vào thời gian của li độ như hình vẽ. Phương trình dao động của vật là:
-
Vật dao động điều hoà theo phương trình \(x = 5\cos \left( {2\pi t - \frac{\pi }{4}} \right)cm\). Tốc độ trung bình của vật đi được trong khoảng thời gian từ \({t_1} = 1s\) đến \({t_2} = 4,625s\) là:
-
Chọn phát biểu đúng khi sóng cơ truyền càng xa nguồn thì:
-
Trong mạch R, L, C nối tiếp với điện áp hai đầu đoạn mạch là u và cường độ dòng điện qua mạch là i. Chọn phát biểu đúng:
