Một con lắc lò xo nằm ngang gồm lò xo có khối lượng không đáng kể, độ cứng k = 100 N/m gắn với vật có khối lượng M = 400 g. Khi M đang đứng yên tại vị trí lò xo không biến dạng thì vật m bay từ phía trên tới va chạm và dính vào M . Biết rằng va chạm giữa m và M là va chạm mềm; Hệ số ma sát trượt giữa hệ vật (m+M) và mặt nằm ngang là 0,1 ; khối lượng m = 100 g; khi m tiếp xúc với M , vận tốc của vật m là 20 m/s và hợp với phương ngang một góc 600 ; lấy g =10 m/s2 . Sau va chạm, độ giãn cực đại của lò xo gần nhất với giá trị nào sau đây?
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo sai+ Quá trình va chạm mềm giữa hai vật, động lượng theo phương ngang được bảo toàn.
+ Trước va chạm: \( {p_{1x}} = mv\cos \alpha \) ,
+ Sau và chạm : \( {p_{2x}} = (M+m)v_0\)
\( \to {p_{1x}} = {p_{2x}} \Leftrightarrow mv\cos \alpha = (M + m){v_0} \to {v_0} = \frac{{mv\cos \alpha }}{{M + m}} = \frac{{({{100.10}^{ - 3}}).20.\cos {{60}^0}}}{{{{400.10}^{ - 3}} + {{100.10}^{ - 3}}}} = 2m/s\)
+ Sau va chạm, dao động của con lắc là tắt dần dưới tác dụng của lực ma sát.
Ta có: \( O{O_1} = O{O_2} = \Delta {l_0} = \frac{{\mu (M + m)g}}{k} = \frac{{0,1({{500.10}^{ - 3}})10}}{{100}} = 0,5cm\)
+ Tần số góc: \( \omega = \sqrt {\frac{k}{{M + m}}} = \sqrt {\frac{{100}}{{{{500.10}^{ - 3}}}}} = 10\sqrt 2 (rad/s)\)
.PNG)
Ta xem dao động của con lắc lúc bây giờ là các dao động điều hòa trong từng nửa chu kì với vị trí cân bằng động tương ứng O1 và O2. Khi đó:
\(\begin{array}{l} {A_1} = \sqrt {\Delta {l_0}^2 + {{(\frac{{{v_0}}}{\omega })}^2}} = \sqrt {{{0,5}^2} + {{(\frac{{2.10}}{{10\sqrt 2 }})}^2}} = \frac{{3\sqrt {89} }}{2}cm\\ {A_2} = {A_1} - 2\Delta {l_0} = \frac{{3\sqrt {89} }}{2} - 2.0,5 = 13,15cm \end{array}\)
+ Vậy độ giãn lớn nhất của lò xo là 2: \( \Delta {l_{\max }} = {A_2} - \Delta {l_0} = 13,15 - 0,5 = 12,65cm\)
Đề thi thử tốt nghiệp THPT QG môn Vật Lý năm 2020
Trường THPT Lương Thế Vinh lần 1
Câu hỏi liên quan
-
Hiện nay chỉ số chất lượng không khí AQI (ari quality index) tại Hà Nội là đề tài thời sự được nhiều người quan tâm. Một số gia đình đã chọn máy lọc không khí của Nhật Bản nội địa để giảm thiểu các tác dụng tiêu cực do không khí ô nhiễm. Tuy nhiên hiệu điện thế định mức của loại máy này là 100 V nên để sử dụng với mạng điện dân dụng tại Việt Nam thì cần một máy biến áp có tỷ lệ giữa số vòng dây cuộn sơ cấp và số vòng cuộn thứ cấp là
-
Một vật thực hiện đồng thời hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số, cùng biên độ là 10cm . Biên độ dao động tổng hợp không thể nhận các giá trị nào sau đây?
-
Đặt vào hai đầu cuộn thuần cảm với độ tự cảm \(L=1/ \pi H\) một hiệu điện thế xoay chiều \( u = {U_0}\cos (100\pi t)(V)\). Tại thời điểm t1 thì u1 =200 V và i1=2 A, tại thời điểm t2 thì \(u_2=200\sqrt2 V\) và i2 = 0. Biểu thức của hiệu điện thế và dòng điện trong mạch là:
-
Thời gian ngắn nhất để một chất điểm dao động điều hòa với chu kì 2,00 s đi từ vị trí động năng cực đại đến vị trí thế năng cực đại là
-
Một con lắc lò xo dao động điều hòa với biên độ 10 cm. Con lắc có động năng gấp ba lần thế năng tại vị trí vật cách vị trí cân bằng
-
Trong thí nghiệm giao thoa sóng nước, hai nguồn kết hợp A và B dao động cùng tần số, cùng pha và cùng biên độ 1 cm. Phần tử sóng tại O là trung điểm của AB dao động với biên độ
-
Ba tụ điện giống nhau \(C_1=C_2=C_3= 4,7 μF\) ghép song song thành một bộ tụ. điện dung của bộ tụ đó là
-
Mạch dao động điện từ gồm tụ điện \(C=16nF\) và cuộn cảm \(L=25mH\) . Tần số góc của dao động điện từ tự do trong mạch là
-
Độ cao là đặc tính sinh lí của âm phụ thuộc vào
-
Trên một sợ dây đàn hồi dài 1,6 m, hai đầu cố định, đang có sóng dừng. biết sóng truyền trên dây có tốc độ 4 m/s và tần số 20 Hz. Số bụng sóng trên dây là
-
Một ăngten rađa phát sóng điện từ đến một máy bay đang bay về phía rađa. Thời gian từ khi ăngten phát sóng đến lúc nhận sóng phản xạ trở lại là 160 μs. Ăngten quay với tần số 0,5 Hz. Ở vị trí của đầu vòng quay tiếp theo ứng với ứng với hướng của máy bay, ăngten lại phát sóng điện từ và thời gian từ lúc phát đến lúc nhận lần này là 150 μs. Tốc độ trung bình của máy bay là
-
Một sóng cơ truyền trong môi trường vật chất tại điểm cách nguồn sóng một khoảng x cm có phương trình là \(u = 4\cos (\frac{\pi }{3}t - \frac{{2\pi x}}{3})(cm)\). Tốc độ truyền sóng trong môi trường đó bằng
-
Chu kì dao động điều hòa của con lắc đơn có độ dài dây treo l tại nơi có gia tốc trọng trường g là:
-
Trong quá trình truyền tải điện năng đi xa, để giảm công suất hao phí trên đường dây truyền tải thì người ta thường sử dụng biện pháp nào sau đây?
-
Trong sơ đồ khối của một máy thu sóng vô tuyến điện cơ bản, không có mạch (tầng)
-
Hằng số điện môi \(\epsilon\) của không khí ở điều kiện tiêu chuẩn có thể nhận giá trị nào trong các giá trị sau đây
-
Trên một sợi dây đàn hồi đang có sóng dừng ổn định với khoảng cách giữa hai nút sóng liên tiếp là 6 cm. Trên dây có những phần tử sóng dao động với tần số 5 Hz và biên độ lớn nhất là 3 cm. Gọi N là vị trí của một nút sóng, C và D là hai phần tử trên dây ở hai bên của N và có vị trí cân bằng cách N lần lượt là 10,5 cm và 7,0 cm. Tại thời điểm 1 t , phần tử C có li độ 1,5 cm và đang hướng về vị trí cân bằng. Vào thời điểm\(t_2=t_1+85/40 (s)\), phần tử D có li độ là
-
Roto của máy phát điện xoay chiều một pha quay với tốc độ n (vòng/phút). Nếu số cặp cực bên trong máy phát là p thì tần số dòng điện do máy phát sinh ra được tính bởi biểu thức
-
Một bóng đèn có ghi 6 V – 3 W, một điện trở R và một nguồn điện được mắc thành mạch kín như hình vẽ. Biết nguồn điện có suất điện động \( \xi = 12V\) và điện trở trong r =2 Ω; đèn sáng bình thường. Giá trị của R là:
.PNG)
-
Bước sóng của một sóng cơ có tần số 500 Hz lan truyền với vận tốc 340 m/s là
