Một hệ gồm hai vật giống nhau có khối lượng \({m_1} = {m_2} = 200g\) dính với nhau bởi một lớp keo mỏng. Một lò xo có chiều dài tự nhiên là \({l_0} = 40cm\), treo thẳng đứng với đầu trên cố định, đầu dưới gắn vào \({m_1}\). Khi hệ vật cân bằng, lò xo dài 44cm. Lấy \(g = 10m/{s^2}\). Nâng hệ vật thẳng đứng đến khi lò xo có chiều dài 38 cm rồi thả nhẹ. Biết \({m_2}\) khi rời khỏi vật \({m_1}\) khi lực căng giữa chúng đạt tới 3,5N. Sau khi \({m_2}\) rời đi, biên độ dao động của vật \({m_1}\) gắn với giá trị
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiĐáp án : C
+ Hệ vật \(\left( {{m_1} + {m_2}} \right)\) dao động với:
\(\left\{ \begin{array}{l}\Delta {l_0} = 44 - 40 = 4cm\\A = 2 + 4 = 6cm\\\omega = \sqrt {\frac{k}{{{m_1} + {m_2}}}} = \sqrt {\frac{g}{{\Delta {l_{012}}}}} = \sqrt {\frac{{10}}{{0,04}}} = 5\pi \,rad/s\end{array} \right.\)
\( \Rightarrow k = \frac{{mg}}{{\Delta {l_{012}}}} = \frac{{0,4.10}}{{0,04}} = 100N/m\)
+ Áp dụng định luật II Niuton cho \({m_2}\) tại vị trí hai vật tách nhau:
\(\begin{array}{l}\overrightarrow {{P_2}} + \overrightarrow {{F_{12}}} = {m_2}\overrightarrow a \Leftrightarrow - {m_2}g + {F_{12}} = {m_2}a\\ \Leftrightarrow - {m_2}g + {F_{12}} = {m_2}.{\omega ^2}.\left| x \right|\\ \Leftrightarrow - 0,2.10 + 3,5 = 0,2.{\left( {5\pi } \right)^2}.\left| x \right| \Rightarrow \left| x \right| = 3cm\end{array}\)
\( \Rightarrow {v_{12}} = \omega \sqrt {{A^2} - {x^2}} = 5\pi \sqrt {{6^2} - {3^2}} = 81,6cm/s\)
+ Sau khi \({m_2}\) dời khỏi vật \({m_1}\) \( \Rightarrow {m_1}\) dao động điều hòa quanh vị trí cân bằng mới với:
\(\Delta {l_{01}} = \frac{{{m_1}g}}{k} = \frac{{0,2.10}}{{100}} = 0,02m = 2cm\)
\({\omega _1} = \sqrt {\frac{k}{{{m_1}}}} = \sqrt {\frac{{100}}{{0,2}}} = 10\sqrt 5 rad/s\)
Tại vị trí \({m_2}\) hai vật tách nhau có:
\(\left\{ \begin{array}{l}
{x_1} = 2 + 3 = 5cm\\
{v_1} = {v_{12}} = 81,6cm/s
\end{array} \right.\)
\( \Rightarrow {A_1} = \sqrt {x_1^2 + \frac{{v_1^2}}{{\omega _1^2}}} = \sqrt {{5^2} + {{\left( {\frac{{81,6}}{{10\sqrt 5 }}} \right)}^2}} = 6,2cm\)
Đề thi thử tốt nghiệp THPT môn Vật lí năm 2023-2024
Trường THPT Lý Thường Kiệt
Câu hỏi liên quan
-
Hai điện tích điểm đặt cách nhau một khoảng r, trong chân không. Lực tương tác điện giữa chúng có độ lớn tỉ lệ với
-
Đặt điện áp \(u = {U_0}\cos \left( {100\pi t + \frac{\pi }{2}} \right)V\) vào hai đầu một mạch điện ghép nối tiếp gồm điện trở thuần, cuộn cảm thuần và tụ điện đều có giá trị khác 0. Pha ban đầu của dòng điện qua mạch \(({\varphi _i})\) có giá trị
-
Dòng điện xoay chiều có cường độ hiệu dụng bằng \(2\sqrt 2 A\) thì giá trị cường độ dòng điện cực đại là
-
Từ không khí, chiếu xiên một chùm sáng hẹp song song (coi là một tia sáng) gồm các bức xạ đơn sắc tím, đỏ, lam, vàng vào trong nước. So với phương của tia tới, độ lệch tia khúc xạ theo thứ tự tăng dần là
-
Xét mẫu nguyên tử Hidro của Bo, coi chuyển động của electron trên quỹ đạo dừng là chuyển động tròn đều. Tỉ số giữa tốc độ của electron trên quỹ đạo K và trên quỹ đạo M là
-
Năng lượng cần thiết để giải phóng một eletron liên kết thành một eletron dẫn (năng lượng kích hoạt) của Ge là 0,66eV. Lấy \(h = 6,{625.10^{ - 3}}4{\rm{ }}\left( {J.s} \right);{\rm{ }}c = {3.10^8}{\rm{ }}\left( {m/s} \right)\) và \(1eV = 1,{6.10^{ - 19}}\left( J \right)\). Giới hạn quang dẫn của Ge là
-
Poloni là một chất phóng xạ α có chu kì bán rã là 138 ngày. Một mẫu poloni nguyên chất lúc đầu có khối lượng 1g. Sau thời gian t, khối lượng poloni còn lại là 0,707g. Giá trị của t bằng
-
Khi nói về tia X, phát biểu nào sau đây không đúng ?
-
Sóng vô tuyến được ứng dụng trong thông tin liên lạc giữa Trái Đất và vệ tinh là
-
Điện áp xoay chiều ở hai đầu một thiết bị điện lệch pha \(\frac{\pi }{6}\) so với cường độ dòng điện chạy qua thiết bị đó. Hệ số công suất của thiết bị lúc này bằng
-
Quang phổ của một vật rắn nóng sáng phát ra là
-
Điện năng được truyền từ nhà máy điện bằng đường dây tải điện một pha có điện trở \(10\Omega \) . Biết công suất của nhà máy là 12MW, điện áp ở đầu đường truyền là 500kV, hệ số công suất bằng 1. Công suất hao phí trên đường dây tải điện là
-
Hai nguyên tử A và B là đồng vị của nhau, hạt nhân của chúng có cùng
-
Một con lắc đơn có chiều dài \(\ell \) dao động điều hòa trong trọng trường có gia tốc trọng trường g. Tần số dao động của con lắc được tính bằng
-
Sóng cơ không lan truyền được trong môi trường nào sau đây?
-
Một mạch điện gồm điện trở thuần R, cuộn cảm thuần có hệ số tự cảm L và tụ có điện dung C được mắc như hình vẽ.
Đặt vào hai điểm A, B của mạch điện trên một hiệu điện thế xoay chiều \(u = {U_0}\cos \omega t\)
• Khi nối Ampe kế lý tưởng vào M, N thì Ampe kế chỉ 0,1A. Dòng điện qua Ampe kế lệch pha với hiệu điện thế u là \(\frac{\pi }{6}\).
• Khi nối Vôn kế lý tưởng vào M, N thì Vôn kế chỉ 20V. Hiệu điện thế giữa hai đầu Vôn kế cũng lệch pha so với hiệu điện thế u là \(\frac{\pi }{6}\).
Giá trị của \(R,{\rm{ }}{Z_{L{\rm{ }}}},{Z_C}\) lần lượt là:
-
Một dây dẫn thẳng, dài đặt trong chân không mang cường độ dòng điện không đổi. Cảm ứng từ tài điểm M cách dây một khoảng \({r_1}\) có độ lớn bằng \({B_1}\) . Cảm ứng từ tại N cách dây một khoảng \({r_2}\) có độ lớn bằng \({B_2}\). Cho biết \(2{B_2} = 3{B_1}\) và \(\left| {{r_1} - {r_2}} \right| = 3cm\). Giá trị của \({r_1}\) bằng
-
Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe là 0,2mm và khoảng cách từ hai khe đến màn là 1,8m. Ban đầu người ta sử dụng ánh sáng có bước sóng \({\lambda _1}\) thì hệ vân giao thoa thu được có khoảng vân 4,5mm. Nếu thay ánh sáng trên bằng ánh sáng có bước sóng \({\lambda _2} > {\lambda _1}\) thì tại vị trí vân sáng bậc 5 của ánh sáng có bước sóng \({\lambda _1}\) xuất hiện một vân sáng của ánh sáng có bước sóng \({\lambda _2}\). Biết rằng \(400nm < {\lambda _2} < 650nm\). Bước sóng \({\lambda _2}\) là
-
Nếu một con lắc đang dao động duy trì thì
-
Roto của máy phát điện xoay chiều với nam châm có 3 cặp cực từ, quay với tốc độ 1200 vòng/phút. Tần số của suất điện động do máy tạo ra là
