Một con lắc lò xo dao động điều hòa theo phương thẳng đứng. Tại thời điểm lò xo dãn a thì tốc độ của vật là \(\sqrt{8}\)b. Tại thời điểm lò xo dãn 2a thì tốc độ của vật là \(\sqrt{6}\)b . Tại thời điểm lò xo dãn 3a thì tốc độ của vật là \(\sqrt{2}\)b. Chọn mốc thế năng tại vị trí cân bằng. Tại vị trí lò xo bị nén 2a thì tỷ số giữa động năng và thế năng của vật là
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiTa có: \(\left\{ \begin{align} & {{\left( a-\Delta {{l}_{0}} \right)}^{2}}+{{\left( \frac{\sqrt{8}b}{\varpi } \right)}^{2}}={{A}^{2}}\text{ (1}) \\ & {{\left( 2\text{a}-\Delta {{l}_{0}} \right)}^{2}}+{{\left( \frac{\sqrt{6}b}{\omega } \right)}^{2}}={{A}^{2}}\text{ }(2) \\ & {{\left( 3a-\Delta {{l}_{0}} \right)}^{2}}+{{\left( \frac{\sqrt{2b}}{\omega } \right)}^{2}}={{A}^{2}}\text{ }(3) \\ \end{align} \right.\)
Để đơn giản, ta chuẩn hóa \(\Delta {{l}_{0}}=1\) từ (1), (2) ta được:
\(\left\{ \begin{array}{*{35}{l}} 2\frac{{{b}^{2}}}{{{\omega }^{2}}}=3{{a}^{2}}-2a \\ {{A}^{2}}=13{{a}^{2}}-10a+1 \\ \end{array} \right.\)
Thế vào (3) ta suy ra \(\left\{ \begin{array}{*{35}{l}} a=2 \\ A=\sqrt{33} \\ \end{array} \right.\)
Tại vị trí lò xo nén 2a, li độ khi đó: \(x=2a+\Delta {{l}_{0}}\)
Thế năng tại đó: \({{\text{W}}_{t}}=\frac{1}{2}k{{\text{x}}^{2}}=\frac{1}{2}k{{(2.2+1)}^{2}}=\frac{25k}{2}\)
Cơ năng: \(\text{W}=\frac{1}{2}k{{\text{A}}^{2}}=\frac{33k}{2}\)
Động năng khi đó: \({{\text{W}}_{d}}=\text{W}-{{\text{W}}_{t}}=\frac{33}{2}k-\frac{25}{2}k=\frac{8k}{2}\)
\(\Rightarrow \) Tỉ số giữa động năng và thế năng là: \(\frac{{{\text{W}}_{d}}}{{{W}_{t}}}=\frac{8}{25}\)
Đề thi thử THPT QG năm 2021 môn Vật Lý
Trường THPT Chuyên Lê Thánh Tông - Quảng Nam
Câu hỏi liên quan
-
Một sóng truyền theo phương AB. Tại một thời điểm nào đó, hình dạng sóng có dạng như hình vẽ. Biết rằng điểm M đang đi lên vị trí cân bằng. Khi đó, điểm N đang chuyển động như thế nào?
.png)
-
Đặt điện áp xoay chiều u = U0cos\(\omega \)t vào hai đầu đoạn mạch chỉ có điện trở thuần. Gọi U là điện áp hiệu dụng giữa hai đầu mạch; i, I0 và I lần lượt là giá trị tức thời, giá trị cực đại và giá trị hiệu dụng của cường độ dòng điện trong đoạn mạch. Hệ thức nào sau đây sai?
-
Mạch RLC nối tiếp có L thay đổi được. Điện áp 2 đầu mạch là \({{U}_{AB}}\) ổn định và tần số f = 50Hz. Điều chỉnh L sao cho cường độ hiệu dụng của mạch là cực đại. Biết \(C=\frac{{{10}^{-3}}}{15\pi }F.\) Độ tự cảm L có giá trị
-
Khi nói về sự phản xạ của sóng cơ trên vật cản cố định, câu nào sau đây là đúng?
-
Một sóng ngang có biểu thức truyền sóng trên phương x là u=3cos(100πt-x)cm, trong đó x tính bằng mét, t tính bằng giây. Tần số của sóng là
-
Một vật nhỏ khối lượng 100g dao động theo phương trình x = 8cos10t (x tính bằng cm, t tính bằng s). Động năng cực đại của vật bằng
-
Một vật dao động điều hòa với chu kì T. Chọn gốc thời gian là lúc vật qua vị trí cân bằng, vận tốc của vật bằng 0 lần đầu tiên ở thời điểm
-
Sóng dừng trên sợi dây có chiều dài l, bước sóng \(\lambda \)= 16cm . Xét điểm O trùng với một nút sóng, các điểm M, N, P, Q nằm về một phía của điểm O cách O những đoạn tương ứng là: 59cm, 87cm, 106cm, 143cm. Pha dao động của các điểm trên có tính chất gì?
-
Hai đầu cuộn thuần cảm \(L=\frac{2}{\pi }H\) có hiệu điện thế xoay chiều \(u=100\sqrt{2}\cos \left( 100\pi t-\frac{\pi }{2} \right)V.\) Pha ban đầu của cường độ dòng điện là
-
Mạch điện có R mắc vào mạng điện một chiều có giá trị suất điện động là U0 thì công suất tiêu thụ điện của mạch là P0. Khi mạch trên được mắc vào mạng điện xoay chiều có \(u={{U}_{0}}\cos (100\pi t)V\)thì công suất của mạch là P. Xác định tỉ số \(\frac{{{\text{P}}_{\text{0}}}}{\text{P}}\)
-
Một hộp kín X chỉ chứa 1 trong 3 phần tử là điện trở thuần R hoặc tụ điện có điện dung C hoặc cuộn cảm thuần có độ tự cảm L. Đặt vào 2 đầu hộp X một điện áp xoay chiều có phương trình u = U0cos(2πf)(V) , với f = 50Hz thì thấy điện áp và dòng điện trong mạch ở thời điểm t1 có giá trị lần lượt là i1 = 1A; u = 100\(\sqrt{3}\)V , ở thời điểm t2 thì i2 =\(\sqrt{3}A;\) u2 =100V . Biết nếu tần số điện áp là 100Hz thì cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch là \(\frac{1}{\sqrt{2}}\)A. Hộp X chứa
-
Đặt điện áp \(u=100\cos \left( \omega t+\frac{\pi }{6} \right)V\) vào hai đầu đoạn mạch có điện trở thuần, cuộn cảm thuần và tụ điện mắc nối tiếp thì dòng điện qua mạch là \(i=2\cos \left( \omega t+\frac{\pi }{3} \right)A.\)Công suất tiêu thụ của đoạn mạch là
-
Một con lắc đơn có chiều dài l được kích thích dao động tại nơi có gia tốc trọng trường là g và con lắc dao động với chu kì T. Hỏi nếu giảm chiều dài dây treo đi một nửa thì chu kì của con lắc sẽ thay đổi như thế nào?
-
Lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn thẳng mang dòng điện đạt giá trị cực đại khi dây dẫn và véctơ cảm ứng từ của từ trường
-
Trên mặt thoáng chất lỏng, tại A và B cách nhau 20cm, người ta bố trí hai nguồn đồng bộ có tần số 20Hz. Tốc độ truyền sóng trên mặt thoáng chất lỏng v = 50cm/s. Hình vuông ABCD nằm trên mặt thoáng chất lỏng. I là trung điểm CD. Gọi điểm M nằm trên CD là điểm gần I nhất dao động với biên độ cực đại. Tính khoảng cách từ M đến I?
-
Âm do một chiếc đàn bầu phát ra
-
Đặt điện áp u=U0cos\(\omega \)t vào hai đầu cuộn cảm thuần có độ tự cảm L. Tại thời điểm điện áp giữa hai đầu cuộn cảm có độ lớn cực đại thì cường độ dòng điện qua cuộn cảm bằng
-
Một con lắc đơn có chiều dài 1 = 1m dao động điều hòa với chu kỳ T tại nơi có gia tốc trọng trường là g = 10 = π2 (m/s2). Khi dao động qua vị trí cân bằng, dây treo bị vướng định tại vị trí \(\frac{l}{2}\) và con lắc tiếp tục dao động. Xác định chu kỳ của con lắc đơn khi đó.
-
Một máy biến thế có số vòng dây của cuộn sơ cấp là 800 vòng, của cuộn thứ cấp là 40 vòng. Hiệu điện thế và cường độ hiệu dụng ở mạch thứ cấp là 40V và 6A. Hiệu điện thế và cường độ hiệu dụng ở mạch
-
Dòng điện xoay chiều qua một đoạn mạch có biểu thức cường độ là \(i={{I}_{0}}\cos (\omega t+\pi )(A).\) Tính từ lúc t = 0, điện ượng chuyển qua mạch trong \(\frac{\text{T}}{4}\) đầu tiên là
