Một con lắc lò xo treo thẳng đứng có độ lớn lực đàn hồi của lò xo biến đổi theo thời gian như hình vẽ bên. Lấy g = 10m/s2, p2 = 10. Cơ năng dao động của vật bằng
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiLực đàn hồi của lò xo đạt cực đại ở biên dưới nên khoảng thời gian liên tiếp giữa hai lần lực đàn hồi cực đại là chu kì T. Từ đồ thị ta thấy T = 0,6 s.
Lực đàn hồi bằng 0 khi đi qua vị trí lò xo không biến dạng.
Từ đồ thị ta thấy khoảng thời gian giữa 2 lần lực đàn hồi có độ lớn bằng 0 là:
\(\Delta t=0,4-0,2=0,2\left( s \right)=\frac{T}{3}\)
Góc quét tương ứng là: \(\Delta \varphi =\omega .\Delta t=\frac{2\pi }{T}.\frac{T}{3}=\frac{2\pi }{3}\)
Ta có vòng tròn lượng giác:
Từ vòng tròn lượng giác, ta có: \(\Delta {{\ell }_{0}}=A\cos \frac{\pi }{3}=\frac{A}{2}\)
Chu kì của con lắc là: \(T=2\pi \sqrt{\frac{m}{k}}=2\sqrt{\frac{\Delta {{\ell }_{0}}}{g}}=0,6\left( s \right)\)
\(\Rightarrow 2\pi \sqrt{\frac{A}{2g}}=0,6\Rightarrow 2\sqrt{10}.\sqrt{\frac{A}{2.10}}=0,6\Rightarrow A=0,18\left( m \right)\)
Độ lớn lực đàn hồi cực đại là: \({{F}_{h\max }}=k\left( A+\Delta {{\ell }_{0}} \right)=k.\frac{3A}{2}\Rightarrow k.\frac{3.0,18}{2}=9\Rightarrow k=\frac{100}{3}\left( N\text{/}m \right)\)
Cơ năng của vật là: \(\text{W}=\frac{1}{2}k{{A}^{2}}=\frac{1}{2}.\frac{100}{3}.0,{{18}^{2}}=0,54\left( J \right)\).
Đề thi thử THPT QG năm 2021 môn Vật Lý
Trường THPT Hiệp Thành
Câu hỏi liên quan
-
Trên sợi dây căng ngang, hai đầu cố định có sóng dừng với tần số dao động là 5 Hz. Biên độ của điểm bụng là 2 cm. Ta thấy khoảng cách giữa hai điểm trong một bó sóng có cùng biên độ 1 cm là 10 cm. Tốc độ truyền sóng trên dây là:
-
Một tụ điện có điện dung 2000 pF mắc vào hai cực của nguồn điện hiệu điện thế 5000 V. Điện tích của tụ điện có giá trị là
-
Ban đầu có một mẫu chất phóng xạ nguyên chất. Sau thời gian ba năm có 87,5% số hạt nhân của chất phóng xạ bị phân rã thành chất khác. Chu kì bán rã của chất phóng xạ này là
-
Giới hạn quang dẫn của một chất bán dẫn là 1,88 mm. Lấy \(h=6,{{625.10}^{-34}}J.s,\text{ }c={{3.10}^{8}}m\text{/}s\) và \(1eV=1,{{6.10}^{-19}}J\). Năng lượng cần thiết để giải phóng một êlectron liên kết thành êlectron dẫn (năng lượng kích hoạt) của chất đó là
-
Đặt một điện áp \(u={{U}_{0}}\cos \left( 100\pi t+\pi \right)V\) vào hai đầu đoạn mạch RLC không phân nhánh thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu điện trở, hai đầu cuộn dây thuần cảm và giữa hai bản tụ điện có giá trị lần lượt là 60 V, 100 V và 40 V. Giá trị của U0 bằng:
-
Đặt điện áp \(u=200\cos \left( 100\pi t \right)\)(u tính bằng V, t tính bằng s) vào hai đầu đoạn mạch AB. Biết ở thời điểm t, điện áp tức thời giữa hai đầu AB có giá trị 200 V, ở thời điểm \(t+\frac{1}{600}s\), cường độ dòng điện tức thời qua đoạn mạch bằng không và đang giảm. Điện áp giữa hai đầu đoạn mạch và cường độ dòng điện trong mạch lệch nhau một góc là:
-
Đối với mạch điện xoay chiều chỉ có cuộn cảm, cuộn cảm có tác dụng:
-
Trên màn quan sát các vân giao thoa, ta thấy cứ 4 vân sáng liên tiếp thì cách nhau 4 mm. M và N là hai điểm trên màn nằm cùng một phía đối với vân sáng trung tâm và cách vân trung tâm lần lượt là 3 mm và 9 mm. Số vân tối quan sát được từ M đến N là:
-
Đặt một điện áp xoay chiều \(u=200\sqrt{2}\cos 100\pi t\left( V \right)\) vào hai đầu một đoạn mạch gồm điện trở thuần 100W, cuộn cảm thuần và tụ điện mắc nối tiếp. Điện áp ở hai đầu tụ điện là \({{u}_{c}}=100\sqrt{2}\cos \left( 100\pi t-\frac{\pi }{2} \right)V\). Công suất tiêu thụ điện của đoạn mạch là
-
Mắt của một người có thể nhìn rõ những vật đặt cách mắt trong khoảng từ 50cm đến vô cực. Người này dùng kính lúp có độ tụ D = +20dp để quan sát các vật nhỏ. Mắt đặt sát kính. Để quan sát rõ nét ảnh của vật qua kính lúp thì vật phải đặt cách kính một đoạn d thỏa mãn điều kiện nào sau đây?
-
Khoảng cách ngắn nhất giữa hai điểm trên cùng một phương truyền sóng cơ, dao động ngược pha bằng:
-
Biểu thức điện tích của tụ trong một mạch dao động có dạng \(q={{Q}_{0}}\sin \left( 2\pi {{.10}^{6}}t \right)\left( C \right)\). Thời điểm năng lượng từ trường bằng năng lượng điện trường đầu tiên là:
-
Cho mạch điện có sơ đồ như hình vẽ: E = 8V, r = 1,0W; R1 = 12W; R2 = 6W. Bỏ qua điện trở của ampe kế và dây nối. Số chỉ của ampe kế là \(0,33\approx \frac{1}{3}A\). Nhiệt lượng tỏa ra trên R3 trong 10 phút là
-
Khi từ thông qua một khung dây dẫn có biểu thức: \(\Phi ={{\Phi }_{0}}.\cos \left( \omega t+\frac{\pi }{6} \right)\) thì trong khung dây xuất hiện một suất điện động cảm ứng có biểu thức \(e={{E}_{0}}.\cos \left( \omega t+\varphi \right)\). Biết \({{\Phi }_{0}},{{E}_{0}}\) và \(\omega \) đều là các hằng số dương. Giá trị của \(\varphi \) là
-
Cho nguồn laze phát ra chùm bức xạ có bước sóng 0,45 mm với công suất 1,2W. Trong mỗi giây, số phôtôn do chùm sáng này phát ra là
-
Khi sóng cơ và sóng điện từ truyền từ nước ra không khí, phát biểu nào sau đây là đúng?
Bước sóng của sóng cơ
-
Công của lực điện trường dịch chuyển một điện tích 1 mC dọc theo chiều một đường sức trong một điện trường đều E = 1000 V/m, trên quãng đường dài 1 m là
-
Giới hạn quang điện của một kim loại là 0,30 mm. Công thoát của êlectron khỏi kim loại này là
-
Các mức năng lượng trong nguyên tử hiđrô được xác định theo công thức \(E=-\frac{13,6}{{{n}^{2}}}eV\). Từ trạng thái cơ bản, nguyên tử hiđrô được kích thích để động năng của êlectron giảm đi 4 lần. Bước sóng dài nhất mà nguyên tử này phát ra là
-
Quang phổ của một bóng đèn dây tóc khi nóng sáng thì:
