Cho cơ hệ như hình vẽ. Vật m1 có khối lượng 200 g, gắn với lò xo nhẹ có độ cứng k = 50 N/m, vật m2 có khối lượng 50 g nối với m1 bằng một sợi dây mềm, nhẹ, không dãn có chiều dài l0 = 20 cm. Cả hai vật m1 và m2 có thể chuyển động trượt trên mặt phẳng ngang với cùng hệ số ma sát trượt \(\mu =0,4\). Ban đầu kéo vật m2 đến vị trí lò xo dãn 8 cm, sợi dây căng rồi buông nhẹ để hai vật chuyển động, Lấy g=10m/s2 . Tại thời điểm đầu tiên lò xo có chiều dài ngắn nhất thì khoảng cáchgiữa hai vật m1 và m2 gần giá trị nào nhất sau đây?
.PNG)
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiM0 là vị trí của m1 mà lò xo không biến dạng
.PNG)
+ Giai đoạn 1: Sợi dây căng, cả hai vật dao động
Vật m1 dao động quanh VTCB O1 lò xo dãn: \( \Delta {x_1} = {M_0}{O_1} = \frac{{\mu ({m_1} + {m_2})g}}{k} = 2cm\)
và \(\left\{ \begin{array}{l} {\omega _1} = \sqrt {\frac{k}{{{m_1} + {m_2}}}} = 10\sqrt 2 (rad/s)\\ {A_1} = {x_0} - \Delta {x_1} = 6cm \end{array} \right.\)
+ Vị trí gia tốc của hai vật bằng gia tốc do lực ma sát gây ra: \(a=\mu g \to -\omega_1^2x_1= \mu g \to x_1 =-2cm\)
đây chính là vị trí M0.
Tại M0 vận tốc 2 vật bằng: \( {v_0} = - {\omega _1}\sqrt {{A_1}^2 - {x_1}^2} = - 80cm/s\)
+ Giai đoạn 2: Dây chùng, vật m2 chuyển động chậm dần với gia tốc \(a_2=4m/s^2=400cm/s^2\) còn vậy m1 dao động quanh VTCB O2 lò xo dãn \( \Delta {x_2} = {M_0}{O_2} = \frac{{\mu {m_1}g}}{k} = 1,6cm\)
và: \(\left\{ \begin{array}{l} {\omega _2} = \sqrt {\frac{k}{{{m_1}}}} = 5\sqrt {10} (rad/s)\\ {A_2} = \sqrt {\Delta x_2^2 + {{(\frac{{{v_0}}}{{{\omega _2}}})}^2}} = 1,6\sqrt {11} cm \end{array} \right.\)
Thời gian m1 đi từ M0 đến biên M1 là: \( \Delta t = \frac{{arccos(\frac{{\left| {\Delta {x_2}} \right|}}{{{A_2}}})}}{{{\omega _2}}} \approx 0,08s\)
Trong thời gian này vật m2 đi được quãng đường:
\( S = O{M_2} = \left| {{v_0}\Delta t + \frac{1}{2}{a_2}\Delta {t^2}} \right| \approx 5,12cm\)
Khoảng cách hai vật: \( {M_1}{M_2} = {l_0} + {A_2} - {M_0}{O_2} - O{M_2} = 20 + 1,6\sqrt {11} - 1,6 - 5,12 \approx 18,5866cm\)
Đề thi thử tốt nghiệp THPT QG môn Vật Lý năm 2020
Trường THPT Phan Châu Trinh
Câu hỏi liên quan
-
Biết giới hạn quang điện của nhôm là 0,36 µm, công thoát của electron khỏi kim loại nhôm lớn hơn kim loại X là 1,61 lần. Giới hạn quang điện của kim loại X là
-
Mạch điện xoay chiều gồm điện trở thuần R, cuộn dây có điện trở r và độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C được mắc nối tiếp với nhau. Mạch được mắc vào mạng điện có tần số và điện áp hiệu dụng không đổi, biết R = 3r và tụ C có điện dung C thay đổi được. Gọi α là độ lệch pha giữa điện áp tức thì hai đầu cuộn dây và điện áp tức thì của mạch điện, đồ thị biểu diễn |tanα| theo dung kháng của tụ cho như hình. Tìm tổng trở của cuộn dây.
.PNG)
-
Ba điểm O, A, B cùng nằm trên một nửa đường thẳng xuất phát từ O. Tại O đặt một nguồn điểm phát sóng âm đẳng hướng ra không gian, môi trường không hấp thụ âm. Mức cường độ âm tại A là 60 dB, tại B là 20dB. Mức cường độ âm tại điểm M thuộc đoạn AB với AM = 2BM gần nhất với giá trị nào sau đây?
-
Trong nguyên tử hidro, bán kính Bohr là r0 = 5,3. 10-11 m. Bán kính quỹ đạo dừng N là;
-
Một con lắc lò xo gồm viên bi có khối lượng 0,2 kg và lò xo có độ cứng 20 N/m dao động điều hòa với tần số góc
-
Máy phát điện xoay chiều một pha có phần cảm gồm p cặp cực ( p cực nam và p cực bắc). Khi máy hoạt động, rô to quay đều với tốc độ n vòng /phút. Suất điện động do máy tạo ra có tần số là:
-
Bản chất lực tương tác giữa các nuclôn trong hạt nhân là
-
Mạch dao động LC lý tưởng, tụ điện có điện dung là 25 nF. Đồ thị biểu diễn cường độ dòng điện trong mạch theo thời gian như hình vẽ. Lấy \(\pi ^2=10\) Cuộn dây có độ tự cảm là:
.PNG)
-
Biết giới hạn quang điện của Natri là 0,5µm. Khi chiếu đủ lâu một chùm tia tử ngoại vào tấm Na tích điện âm đặt trong chân không thì:
-
Trong mạch LC lý tưởng, biểu thức điện tích của tụ điện theo thời gian là \(q=Q_0cos(\omega t)\). Biểu thức của cường độ dòng điện trong mạch sẽ là \(i=I_0cos(\omega t+\varphi )\) với:
-
Đặt điện áp xoay chiều \( u = {U_0}\cos (\omega t)(V)\) (t tính bằng s)vào hai đầu đoạn mạch chỉ có cuộn cảm thuần L thì biểu thức dòng điện qua đoạn mạch là:
-
Đặt điện áp\(u=60\sqrt2 cos(\omega t) (V)\) vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần R, cuộn cảm thuần có độ tự cảm Lvà tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp. Cho biết điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch RL là UR,L= 80 V, điện áp hiệu dụng giữa hai đầu tụ điện là UC=100 V. Hệ số công suất của đoạn mạch R,L bằng:
-
Đặt điện áp xoay chiều ổn định \( u = 220\sqrt 2 \cos (\omega t)(V)\) vào hai đầu đoạn mạch gồm cuộn dây và tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp. Điện dung của tụ điện thay đổi được. Biết khi C = C1 và khi C = C2 thì điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện bằng nhau, đồng thời pha của dòng điện trong hai trường hợp trên biến thiên một lượng \(5\pi /12 rad\). Điện áp hiệu dụng trên đoạn AM trong hai trường hợp trên chênh nhau một lượng gần nhất với
.PNG)
-
Cho phản ứng hạt nhân \({}_0^1n + {}_{92}^{235}U \to {}_{38}^{94}Sr + X + 2.{}_0^1n\). Hạt nhân X có cấu tạo gồm:
-
Một vật thực hiện đồng thời hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số. Dao động thứ nhất có đồ thị độ lớn vận tốc\(v_1(cm.s^{-1})\), dao động thứ hai có đồ thị độ lớn gia tốc \(a_2(cm.s^{-2})\) thay đổi theo thời gian t được biểu diễn như hình vẽ bên. Biết tại thời điểm ban đầu (t=0) vận tốc của dao động thứ nhất là cực tiểu, và gia tốc của dao động thứ hai là cực đại. Li độ dao động của vật tại thời điểm t=7,3 s gần nhất với giá trị nào sau đây?
.PNG)
-
Trong sơ đồ ở hình vẽ bên: R là quang trở; AS là ánh sáng kích thích; A là ampe kế; V là vôn kế, bộ nguồn gồm mỗi nguồn có suất điện động và điện trở trong không đổi. Số chỉ của ampe kế và vôn kế sẽ thay đổi thế nào nếu tắt chùm sáng AS?
.PNG)
-
Cho nguồn điện có suất điện động 24 V, điện trở trong 2 Ω mắc với điện trở R thành mạch kín. Cường độ dòng điện đo được trong mạch có giá trị 0,8 A. Tính giá trị điện trở R?
-
Khoảng cách từ một anten đến một vệ tinh địa tĩnh là 36000 km. Lấy tốc độ lan truyền sóng điện từ là 3.108 m/s. Thời gian truyền một tín hiệu sóng vô tuyến từ vệ tinh đến anten bằng
-
Trên đoạn mạch điện xoay chiều không phân nhánh có bốn điểm theo thứ tự A, M, N và B. Giữa hai điểm A và M chỉ có cuộn cảm thuần, giữa hai điểm M và N chỉ có điện trở thuần, giữa hai điểm N và B chỉ có tụ điện. Điện áp giữa hai điểm A và N là 600 V và điện áp hiệu dụng giũa hai điểm M và B là 800 V. Điện áp tức thời giữa hai điểm AN và trên MB lệch pha nhau 900. Điện áp hiệu dụng trên R là
-
Cường độ điện trường do 3 điện tích gây ra tại một điểm M là E1 , E2 , E3 . Nếu \( \overrightarrow {{E_M}} = \overrightarrow 0 \) thì điều khẳng định nào sau đây chắc chắn sai?
