Một con lắc lò xo gồm vật nhỏ có khối lượng 100 g và lò xo có độ cứng 40 N/m được đặt trên mặt phẳng nằm ngang không ma sát. Vật nhỏ đang nằm yên ở vị trí cân bằng, tại t = 0, tác dụng lực F = 2 N lên vật nhỏ (hình vẽ) cho con lắc dao động điều hòa đến thời điểm \(t = \frac{\pi }{3}\) s thì ngừng tác dụng lực F. Dao động điều hòa của con lắc sau khi không còn lực F tác dụng có giá trị biên độ gần giá trị nào nhất sau đây
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiTa có:
\(\Delta {l_0} = A\; = \frac{F}{k}{\rm{ = }}0,05{\rm{ }}m{\rm{ }} = {\rm{ }}5{\rm{ }}cm.{\rm{ }}T{\rm{ }} = {\rm{ }}2\pi \;\sqrt {\frac{m}{k}} = \;\frac{\pi }{{10}}s\).
Thời điểm \(t{\rm{ }} = \;\frac{\pi }{3} = {\rm{ }}3\;\frac{\pi }{{10}} + \;\frac{\pi }{{30}} = {\rm{ }}3T + \frac{T}{3}\) có: \(x{\rm{ }} = \;\frac{A}{2}\) và \(v{\rm{ }} = {\rm{ }}{v_{max}}\frac{{\sqrt 3 }}{2}\; = \omega A\frac{{\sqrt 3 }}{2}\) .
So với vị trí cân bằng khi không còn lực F tác dụng (vị trí lò xo không biến dạng) thì \(x'{\rm{ }} = {\rm{ }}A + \frac{A}{2}\; = \;\frac{{3A}}{2}\) và \(v' = v = \omega A\frac{{\sqrt 3 }}{2}\) .
Con lắc dao động với biên độ: \(A' = \sqrt {{{(x')}^2} + {{\left( {\frac{{v'}}{\omega }} \right)}^2}} {\rm{ = }}A\sqrt 3 \; = {\rm{ }}8,66{\rm{ }}cm\) .
Đáp án B.
Đề thi thử tốt nghiệp THPT QG môn Vật Lý năm 2020
Trường THPT Nguyễn Du