Con lắc lò xo treo thẳng đứng, lò xo có khối lượng không đáng kể. Hòn bi đang ở vị trí cân bằng thì được kéo xuống dưới theo phương thẳng đứng một đoạn 3cm rồi thả nhẹ cho nó dao động. Hòn bi thực hiện 50 dao động mất 20s. Cho \(g = {\pi ^2} = 10\,\,m/{s^2}\). Tỉ số độ lớn lực đàn hồi cực đại và cực tiểu của lò xo khi dao động là :
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiChu kì của con lắc là: \(T = \frac{t}{n} = \frac{{20}}{{50}} = 0,4{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} \left( s \right)\)
Độ dãn của lò xo ở vị trí cân bằng là: \(\Delta l = \frac{{g{T^2}}}{{4{\pi ^2}}} = \frac{{{\pi ^2}.0,{4^2}}}{{4{\pi ^2}}} = 0,04{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} \left( m \right) = 4{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} \left( {cm} \right)\)
Nhận xét: \(\Delta l > A \to \) độ lớn lực đàn hồi của lò xo đạt cực tiểu khi lò xo ở biên âm.
Độ lớn cực đại và cực tiểu của lực đàn hồi là: \(\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}} {{F_{dh\max }} = k\left( {\Delta l + A} \right)}\\ {{F_{dh\min }} = k\left( {\Delta l - A} \right)} \end{array}} \right. \Rightarrow \frac{{{F_{dh\max }}}}{{{F_{dh\min }}}} = \frac{{\Delta l + A}}{{\Delta l - A}} = \frac{{4 + 3}}{{4 - 3}} = 7\)
Đề thi thử tốt nghiệp THPT QG môn Vật Lý năm 2020
Trường THCS & THPT Nguyễn Khuyến