Một con lắc lò xo thẳng đứng gồm lò xo nhẹ có độ cứng k = 25N/m một đầu được gắn với hòn bi nhỏ có khối lượng m = 100g. Khi vật đang ở vị trí cân bằng, tại thời điểm t = 0 người ta thả cho con lắc rơi tự do sao cho trục lò xo luôn nằm theo phương thẳng đứng và vật nặng ở phía dưới lò xo. Đến thời điểm \({t_1} = 0,02\sqrt {15} \) s thì điểm chính giữa của lò xo đột ngột bị giữ lại cố định. Bỏ qua ma sát, lực cản. Tốc độ của hòn bi tại thời điểm \({t_2} = {t_1} + 0,07\)s có độ lớn gần nhất với giá trị nào sau đây?
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiBan đầu lò xo giãn một đoạn \(\Delta {l_0}\) , sau khoảng thời gian thả rơi lò xo và vật → lò xo co về trạng thái không biến dạng. Khi ta giữ cố định điểm chính giữa của lò xo, con lắc sẽ dao động quanh vị trí cân bằng mới.
+ Khi giữ cố định điểm chính giữa của lò xo, phần lò xo tham gia vào dao động có độ cứng \(k = 2{k_0} = 50\)N/m.
→ Tần số góc của dao động \(\omega = \sqrt {\frac{k}{m}} = \sqrt {\frac{{50}}{{0,1}}} c = 10\sqrt 5 \)rad/s → T = 0,28s.
→ Độ biến dạng của lò xo tại vị trí cân bằng mới \(\Delta l = \frac{{mg}}{k} = \frac{{0,1.10}}{{50}} = 2\)cm.
+ Vận tốc của con lắc tại thời điểm t1 là \({v_0} = g{t_1} = 10.0,02\sqrt {15} = 0,2\sqrt {15} \) m/s.
→ Biên độ dao động của con lắc \(A = \sqrt {\Delta {l^2} + {{\left( {\frac{{{v_0}}}{\omega }} \right)}^2}} = \sqrt {{2^2} + {{\left( {\frac{{20\sqrt {15} }}{{10\sqrt 5 }}} \right)}^2}} = 4\) cm.
+ Ta chú ý rằng tại thời điểm t1 vật ở vị trí có li độ \(\left| x \right| = \frac{A}{2} = 2\) cm → sau khoảng thời gian \(\Delta t = {t_2} - {t_1} = \frac{T}{4} = 0,07\) s vật đi vị trí có li độ \(\left| x \right| = \frac{{\sqrt 3 }}{2}A\)→ \(v = \frac{{{v_{max}}}}{2} = \frac{{\omega A}}{2} = \frac{{4.10\sqrt 5 }}{2} = 20\sqrt 5 \approx 44,7\)cm/s
Đề thi thử tốt nghiệp THPT QG môn Vật Lý năm 2020
Tuyển chọn số 3
Câu hỏi liên quan
-
Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng đơn sắc với khe Y – âng, khoảng cách từ hai khe đến màn là 2 m. Trên màn, tại điểm M cách vân sáng trung tâm 6 mm có vân sáng bậc 5. Khi thay đổi khoảng cách giữa hai khe một đoạn bằng 0,2 mm sao cho vị trí vân sáng trung tâm không thay đổi thì tại M có vận sáng bậc 6. Giá trị của bước sóng là
-
Một phần đồ thị li độ – thời gian của một dao động điều hòa trên trục Ox được cho như hình vẽ. Biên độ dao động của vật là
-
Theo mẫu nguyên tử Bo, bán kính quỹ đạo dừng ứng với trạng thái cơ bản của nguyên tử hiđrô là r0 . Khi electron chuyển động trên quỹ đạo dừng M thì bán kính quỹ đạo của nó là:
-
Nguồn âm (coi như một điểm) đặt tại đỉnh A của tam giác vuông ABC \((\widehat {{A_{}}} = {90^0})\) . Tại B đo được mức cường độ âm là L1= 50,0 dB. Khi di chuyển máy đo trên cạnh huyền BC từ B tới C người ta thấy : thoạt tiên mức cường độ âm tăng dần tới giá trị cực đại L2 = 60 dB sau đó lại giảm dần. Bỏ qua sự hấp thụ âm của môi trường. Mức cường độ âm tại C là
-
Trong các dụng cụ dưới đây, dụng cụ nào có cả máy phát và máy thu vô tuyến?
-
Trong chân không, ánh sáng màu vàng của quang phổ hơi natri có bước sóng bằng
-
Cho phản ứng hạt nhân A -> B + C . Gọi mA, mB và mC lần lượt là khối lượng của các hạt nhân A, B, C. Phản ứng tỏa năng lượng khi
-
Một con lắc đơn dao động điều hòa với biên độ góc 0,1 rad ở một nơi có gia tốc trọng trường là m/s2. Vào thời điểm vật qua vị trí có li độ dài 8 cm thì vật có vận tốc \(20\sqrt 3 \)cm/s. Chiều dài dây treo con lắc là
-
Một nhà máy phát điện hạt nhân có công suất phát điện là 1000 MW và hiệu suất 25% sử dụng các thanh nhiên liệu đã được làm giàu \(_{92}^{235}U\) đến 35% (khối lượng \(_{92}^{235}U\) chiếm 35% khối lượng thanh nhiên liệu). Biết rằng trung bình mỗi hạt nhân \(_{92}^{235}U\) phân hạch tỏa ra 200 MeV cung cấp cho nhà máy. Cho \({N_A} = 6,{022.10^{23}}\) mol–1. Khối lượng các thanh nhiên liệu cần dùng trong một năm (365 ngày) là
-
Hiện tượng tự cảm là hiện tượng cảm ứng điện từ do sự biến thiên từ thông qua mạch gây ra bởi
-
Dao động cưỡng bức có
-
Gọi A1, A2 ,A3 lần lượt là công thoát electron khỏi đồng, kẽm, canxi. Giới hạn quang điện của đồng, kẽm, can xi lần lượt là 0,3 µm, 0,35 µm, 0,45 µm. Kết luận nào sau đây đúng?
-
Một chất điểm dao động điều hòa với phương trình \(x = 4\cos \left( {5\pi t + \frac{{3\pi }}{4}} \right)\) cm. Biên độ dao động của chất điểm là
-
Xét một đoạn mạch xoay chiều mắc nối tiếp gồm cuộn dây D và tụ điện C. Điện áp tức thời ở hai đầu cuộn dây D và điện áp tức thời ở hai đầu tụ điện C được biểu diễn bởi các đồ thị uD , như hình vẽ. Trên trục thời gian t , khoảng cách giữa các điểm a – b, b – c, c – d, d – e là đều nhau. Điện áp hiệu dụng ở hai đầu đoạn mạch gần bằng với giá trị nào nhất sau đây?
-
Nam châm không tác dụng lên
-
Một con lắc lò xo gồm vật nặng và lò xo có độ cứng N/m dao động điều hòa với biên độ 10 cm. Năng lượng của con lắc là
-
Một nguồn sóng điểm O tại mặt nước dao động điều hòa theo phương thẳng đứng với tần số 10 Hz. Tốc độ truyền sóng trên mặt nước là 40 cm/s. Gọi A và B là hai điểm tại mặt nước có vị trí cân bằng cách O những đoạn 12 cm và 16 cm mà OAB là tam giác vuông tại O. Tại thời điểm mà phần tử tại O ở vị trí cao nhất thì trên đoạn AB có mấy điểm mà phần tử tại đó đang ở vị trí cân bằng ?
-
Đồ thị li độ – thời gian của hai dao động điều hòa cùng tần số được cho như hình vẽ. Phương trình dao động tổng hợp của chúng là
-
Chiết suất của thủy tinh phụ thuộc vào bước sóng ánh sáng theo công thức \(n = 1,26 + \frac{{7,{{555.10}^{ - 4}}}}{{{\lambda ^2}}}\) với \(\lambda \) là bước sóng trong chân không, đo bằng mét. Chiếu chùm sáng hẹp gồm hai màu đỏ và tím (màu đỏ có bước sóng 0,76 µm và tím có bước sóng 0,38 µm) từ không khí vào thủy tinh với góc tới 450. Góc giữa tia đỏ và tia tím trong thủy tinh là
-
Sơ đồ của một quá trình truyền tải điện năng từ nơi sản xuất đến nơi tiêu thụ được mô tả bởi hình vẽ. Kết luận nào sau đây là đúng?
