Một con lắc lò xo gồm lò xo nhẹ có độ cứng 100N/m và vật nhỏ khối lượng m = 1kg được đặt trên giá đỡ cố định nằm ngang dọc theo trục lò xo, hệ số ma sát trượt giữa giá đỡ và vật nhỏ là 0,1. Tại M lò xo nén 10cm, tại O lò xo không biến dạng. Vật được tích điện q = 2.10-5C đặt trong điện trường đều nằm ngang có chiều cùng với chiều dương từ M đến O, độ lớn 5.104V/m. Ban đầu giữ vật M rồi buông nhẹ để con lắc dao động. Lấy g = 10m/s2. Tốc độ lớn nhất vật nhỏ đạt được khi dao động ngược chiều dương là
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiLực ma sát Fms = µmg = 0,1.1.10 = 1N
Lực điện tác dụng lên vật : Fđ = qE = 2.10-5. 5.104 = 1N
Khi vật đi theo chiều điện trường, hợp lực tác dụng F = 0 khi x = 0 => Vật dao động điều hòa có vị trí cân bằng tại x = 0 và cơ năng bảo toàn.
Khi vật đi ngược chiều điện trường, vật chuyển động quang vị trí cân bằng có F = -kx + Fđ + Fms = 0 khi x = 0,02m => Vật dao động quanh vị trí cân bằng có x = 0,02m. Đây cũng là vị trí vật đạt tốc độ lớn nhất khi đi theo chiều âm.
Độ biến thiên năng lượng bằng công của ngoại lực nên :
0,5kA2 - 0,5kx2 – 0,5mv2 = (Fđ + Fms)(A – x)
=> v = 80cm/s
Chọn D
Đề thi thử THPT QG năm 2022 môn Vật Lý
Trường THPT Chuyên Bạc Liêu