Cho hai vật nhỏ A và B có khối lượng bằng nhau và bằng 1 kg. Hai vật được nối với nhau bằng một sợi dây mảnh, nhẹ, không dãn và không dẫn điện dài 10 cm, vật B tích điện tích q = 10-6C còn vật A được gắn vào lò xo nhẹ có độ cứng k = 10 N/m. Hệ được đặt nằm ngang trên một bàn không ma sát trong điện trường đều có cường độ điện trường E = 105 V/m hướng dọc theo trục lò xo. Ban đầu hệ nằm yên, lò xo bị dãn. Cắt dây nối hai vật, vật B rời xa vật A và chuyển động dọc theo chiều điện trường, vật A dao động điều hòa. Lấy π2 =10. Khi lò xo có chiều dài ngắn nhất lần đầu tiên thì A và B cách nhau một khoảng là
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiTa có lực điện F = q.E = 0,1 N
+ Tại vị trí cắt dây thì lực đàn hồi của lò xo cân bằng với lực điện: F = k.∆l = q.E
Suy ra \( \Delta l = \frac{F}{g} = 0,01m = 1cm\)
Vậy biên độ dao động của vật A là A = 1 cm.
Chu kì của dao động của vật A là: \(T = 2\pi \sqrt {\frac{m}{k}} = 2s\)
+ Sau khi cắt dây thì vật B chuyển động nhanh dần đều với gia tốc : \( a = \frac{F}{{{m_B}}} = 0,1m/s\)
+ Quãng đường mà B đi được trong thời gian t là :
S=1/2.a.t2
+ Khi lò xo có chiều dài ngắn nhất lần đầu tiên là khi ở biên âm –A; khi đó thời gian chuyển động là T/2 = 1s.
+ Vật B đã chuyển động được quãng đường là :
SB=1/2.0,1.12 = 0,05m = 5cm
+ Vật A đã đi được SA = 2A = 2 cm
Khoảng cách giữa A và B là d = 5 + 10 + 2 = 17 cm
Đề thi thử tốt nghiệp THPT QG môn Vật Lý năm 2020
Trường THPT Đồng Đậu