Cho cơ hệ như hình vẽ. Vật m1 có khối lượng 200 g, gắn với lò xo nhẹ có độ cứng k = 50 N/m, vật m2 có khối lượng 50 g nối với m1 bằng một sợi dây mềm, nhẹ, không dãn có chiều dài l0 = 20 cm. Cả hai vật m1 và m2 có thể chuyển động trượt trên mặt phẳng ngang với cùng hệ số ma sát trượt \(\mu =0,4\). Ban đầu kéo vật m2 đến vị trí lò xo dãn 8 cm, sợi dây căng rồi buông nhẹ để hai vật chuyển động, Lấy g=10m/s2 . Tại thời điểm đầu tiên lò xo có chiều dài ngắn nhất thì khoảng cáchgiữa hai vật m1 và m2 gần giá trị nào nhất sau đây?
.PNG)
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiM0 là vị trí của m1 mà lò xo không biến dạng
.PNG)
+ Giai đoạn 1: Sợi dây căng, cả hai vật dao động
Vật m1 dao động quanh VTCB O1 lò xo dãn: \( \Delta {x_1} = {M_0}{O_1} = \frac{{\mu ({m_1} + {m_2})g}}{k} = 2cm\)
và \(\left\{ \begin{array}{l} {\omega _1} = \sqrt {\frac{k}{{{m_1} + {m_2}}}} = 10\sqrt 2 (rad/s)\\ {A_1} = {x_0} - \Delta {x_1} = 6cm \end{array} \right.\)
+ Vị trí gia tốc của hai vật bằng gia tốc do lực ma sát gây ra: \(a=\mu g \to -\omega_1^2x_1= \mu g \to x_1 =-2cm\)
đây chính là vị trí M0.
Tại M0 vận tốc 2 vật bằng: \( {v_0} = - {\omega _1}\sqrt {{A_1}^2 - {x_1}^2} = - 80cm/s\)
+ Giai đoạn 2: Dây chùng, vật m2 chuyển động chậm dần với gia tốc \(a_2=4m/s^2=400cm/s^2\) còn vậy m1 dao động quanh VTCB O2 lò xo dãn \( \Delta {x_2} = {M_0}{O_2} = \frac{{\mu {m_1}g}}{k} = 1,6cm\)
và: \(\left\{ \begin{array}{l} {\omega _2} = \sqrt {\frac{k}{{{m_1}}}} = 5\sqrt {10} (rad/s)\\ {A_2} = \sqrt {\Delta x_2^2 + {{(\frac{{{v_0}}}{{{\omega _2}}})}^2}} = 1,6\sqrt {11} cm \end{array} \right.\)
Thời gian m1 đi từ M0 đến biên M1 là: \( \Delta t = \frac{{arccos(\frac{{\left| {\Delta {x_2}} \right|}}{{{A_2}}})}}{{{\omega _2}}} \approx 0,08s\)
Trong thời gian này vật m2 đi được quãng đường:
\( S = O{M_2} = \left| {{v_0}\Delta t + \frac{1}{2}{a_2}\Delta {t^2}} \right| \approx 5,12cm\)
Khoảng cách hai vật: \( {M_1}{M_2} = {l_0} + {A_2} - {M_0}{O_2} - O{M_2} = 20 + 1,6\sqrt {11} - 1,6 - 5,12 \approx 18,5866cm\)
Đề thi thử tốt nghiệp THPT QG môn Vật Lý năm 2020
Trường THPT Phan Châu Trinh
Câu hỏi liên quan
-
Gọi h là hằng số Planck, c là vận tốc của ánh sáng trong chân không. Trong chân không ánh sáng đơn sắc có bước sóng \(\lambda\) thì mỗi photon của ánh sáng đó mang năng lượng:
-
Mạch dao động LC lý tưởng, tụ điện có điện dung là 25 nF. Đồ thị biểu diễn cường độ dòng điện trong mạch theo thời gian như hình vẽ. Lấy \(\pi ^2=10\) Cuộn dây có độ tự cảm là:
.PNG)
-
Khi nói về sóng điện từ, phát biểu nào dưới đây là sai?
-
Ở mặt chất lỏng, tại hai điểm A và B có hai nguồn dao động cùng pha theo phương thẳng đứng phát ra hai sóng kết hợp có bước sóng \(\lambda\) . Biết \(AB=8\sqrt2 \lambda\) . C là một điểm trên mặt nước sao cho \(\Delta ABC\) vuông cân tại B . Trên AC số điểm dao động với biên độ cực đại, cùng pha với nguồn là
-
Trong nguyên tử hidro, bán kính Bohr là r0 = 5,3. 10-11 m. Bán kính quỹ đạo dừng N là;
-
Một chất điểm dao động điều hòa theo phương trình \(x=10cos(15t+\pi)(cm)\) (trong đó x tính bằng cm; t tính bằng giây). Chất điểm dao động với tần số góc là:
-
Ba điểm O, A, B cùng nằm trên một nửa đường thẳng xuất phát từ O. Tại O đặt một nguồn điểm phát sóng âm đẳng hướng ra không gian, môi trường không hấp thụ âm. Mức cường độ âm tại A là 60 dB, tại B là 20dB. Mức cường độ âm tại điểm M thuộc đoạn AB với AM = 2BM gần nhất với giá trị nào sau đây?
-
Quang phổ liên tục do một vật rắn bị nung nóng phát ra
-
Cho phản ứng hạt nhân: \( T + D \to \alpha + n\). Biết năng lượng liên kết riêng của hai hạt nhân T và D lần lượt là 2,8230 MeV; 1,1187 MeV và độ hụt khối của hạt nhân. Lây 1u.c2 = 931,5 Mev. Năng lượng mà phản ứng tỏa ra là:
-
Cho nguồn điện có suất điện động 24 V, điện trở trong 2 Ω mắc với điện trở R thành mạch kín. Cường độ dòng điện đo được trong mạch có giá trị 0,8 A. Tính giá trị điện trở R?
-
Cường độ điện trường do 3 điện tích gây ra tại một điểm M là E1 , E2 , E3 . Nếu \( \overrightarrow {{E_M}} = \overrightarrow 0 \) thì điều khẳng định nào sau đây chắc chắn sai?
-
Trong sơ đồ ở hình vẽ bên: R là quang trở; AS là ánh sáng kích thích; A là ampe kế; V là vôn kế, bộ nguồn gồm mỗi nguồn có suất điện động và điện trở trong không đổi. Số chỉ của ampe kế và vôn kế sẽ thay đổi thế nào nếu tắt chùm sáng AS?
.PNG)
-
Một đoạn dây dẫn thẳng dài 100 cm được đặt vuông góc với các đường sức từ trong một từ trựờng đều.Cho biết khi dòng điện chạy qua đoạn dây dẫn có cường độ 4 A, thì đoạn dây dẫn này bị tác dụng một lực từ bằng 0,4 N. Cảm ứng từ của từ trường đều có độ lớn bằng
-
Khi nói về sóng cơ, phát biểu nào dưới đây là sai?
-
Bản chất lực tương tác giữa các nuclôn trong hạt nhân là
-
Máy phát điện xoay chiều một pha có phần cảm gồm p cặp cực ( p cực nam và p cực bắc). Khi máy hoạt động, rô to quay đều với tốc độ n vòng /phút. Suất điện động do máy tạo ra có tần số là:
-
Một người mắt không có tật có điểm cực cận cách mắt 20 cm. Người này dùng một kính lúp có tiêu cự 4 cm để quan sát một vật nhỏ. Số bội giác của của kính đối với mắt người này khi ngắm chừng ở vô cực là
-
Một con lắc đơn có chiều dài 30 cm được treo vào trần của một toa xe lửa. Con lắc bị kích động mỗi khi bánh xe của toa gặp chỗ nối của các đoạn ray. Biết khoảng cách giữa hai mối nối ray là 12,5 m và gia tốc trọng trường là 9,8 m/s2. Biên độ của con lắc đơn này lớn nhất khi đoàn tàu chuyển động thẳng đều với tốc độ xấp xỉ bằng
-
Điện năng được truyền từ máy phát đến nơi tiêu thụ bằng các đường dây tải một pha. Biết hiệu suất truyền tải H của hệ thống phụ thuộc vào điện áp hiệu dụng U hai đầu máy phát. Sự phụ thuộc giữa hiệu suất H vào \(1/U^2\) được diễn tả bởi đồ thị nào sau đây?
.PNG)
-
Mạch điện xoay chiều gồm điện trở thuần R, cuộn dây có điện trở r và độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C được mắc nối tiếp với nhau. Mạch được mắc vào mạng điện có tần số và điện áp hiệu dụng không đổi, biết R = 3r và tụ C có điện dung C thay đổi được. Gọi α là độ lệch pha giữa điện áp tức thì hai đầu cuộn dây và điện áp tức thì của mạch điện, đồ thị biểu diễn |tanα| theo dung kháng của tụ cho như hình. Tìm tổng trở của cuộn dây.
.PNG)
