Hai con lắc lò xo giống nhau đều có khối lượng vật nhỏ là m và độ cứng K. Chúng dao động điều hòa cùng pha với chu kì 1s. Con lắc thứ nhất có biên độ 10cm, con lắc thứ có biên độ 5cm. Lấy mốc thế năng tại vị trí cân bằng và π2 = 10. Biết tại thời điểm t, con lắc thứ nhất có động năng 0,06 J và con lắc thứ hai có thế năng 0,005 J. Tính giá trị của m.
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiHai con lắc dao động cùng pha nên:
\(\begin{array}{l}
\left\{ \begin{array}{l}
{x_1} = 10\cos \left( {\omega t + \varphi } \right)\\
{x_2} = 5\cos \left( {\omega t + \varphi } \right)
\end{array} \right.\\
\Rightarrow {x_1} = 2{x_2}{W_{t1}} = 4{W_{t2}}
\end{array}\)
+ Khi thế năng con lắc thứ 2 bằng 0,005J thì thế năng con lắc thứ nhất là:
\({W_{t1}} = 4{W_{t2}} = 4.0,005 = 0,02\left( J \right)\)
+ Vậy cơ năng của con lắc thứ nhất là:
\({W_1} = {W_{d1}} + {W_{t1}} = 0,06 + 0,02 = 0,08J\)
+ Cơ năng của con lắc thứ nhất:
\(\begin{array}{l}
{W_t} = \frac{1}{2}m{\omega ^2}A_1^2 = \frac{1}{2}m{\left( {\frac{{2\pi }}{T}} \right)^2}A_1^2\\
\Rightarrow m = \frac{{2{W_1}}}{{{{\left( {\frac{{2\pi }}{T}} \right)}^2}A_1^2}} = 0,4kg
\end{array}\)
Đề thi thử THPT QG năm 2021 môn Vật Lý
Trường THPT Trần Quốc Toản