Một con lắc lò xo gồm lò xo nhẹ và vật nhỏ khối lượng 100g đang dao động điều hòa theo phương ngang, mốc tính thế năng tại vị trí cân bằng. Từ thời điểm t1 = 0 đến \({t_2} = \frac{\pi }{{48}}s\), động năng của con lắc tăng từ 0,096J đến giá trị cực đại rồi giảm về 0,064J. Ở thời điểm t2, thế năng của con lắc bằng 0,064J. Biên độ dao động của con lắc là
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo sai.PNG)
Tại thời điểm t1 = 0:
\(\begin{array}{l} {{\rm{W}}_d} = 0,096J;{{\rm{W}}_t} = {\rm{W}} - {{\rm{W}}_d} = 0,032\\ \Rightarrow \frac{{{{\rm{W}}_d}}}{{{{\rm{W}}_t}}} = \frac{{{A^2} - {x^2}}}{{{x^2}}} = 3\\ \Rightarrow x = \pm \frac{A}{2} \end{array}\)
Tại thời điểm t2:
\(\begin{array}{l} {{\rm{W}}_d} = {{\rm{W}}_t}\\ \Rightarrow x = \pm \frac{A}{{\sqrt 2 }}\\ \sin \alpha = \frac{{{x_0}}}{A} = \frac{1}{2} \Rightarrow \alpha = \frac{\pi }{6};\\ \sin \beta = \frac{{\left| {{x_1}} \right|}}{A} = \frac{{\sqrt 2 }}{2} \Rightarrow \beta = \frac{\pi }{4}\\ \Rightarrow \Delta \varphi = \alpha + \beta = \frac{{5\pi }}{{12}}\\ \Delta t = {t_2} - {t_1} = \frac{{\Delta \varphi }}{\omega }\\ \Rightarrow \omega = \frac{{\Delta \varphi }}{{\Delta t}} = 20rad/s\\ \Rightarrow {\rm{W}} = \frac{1}{2}m{\omega ^2}{A^2}\\ \Rightarrow A = \sqrt {\frac{{2W}}{{m{\omega ^2}}}} = 8cm \end{array}\)
Đề thi thử tốt nghiệp THPT QG 2020 môn Vật lý
Trường THPT Thoại Ngọc Hầu
