Con lắc lò xo đặt nằm ngang, ban đầu lò xo chưa bị biến dạng, vật có khối lượng \({m_1} = 0,5\;kg\) lò xo có độ cứng \(k = 20\;N/m\). Một vật có khối lượng \({m_2} = 0,5\;kg\) chuyển động dọc theo trục của lò xo với tốc độ \(0,2\sqrt {22} \;m/s\) đến va chạm mềm với vật \({m_1}\) sau va chạm lò xo bị nén lại. Hệ số ma sát trượt giữa vật và mặt phẳng nằm ngang là 0,1 lấy \(g = 10\;m/{s^2}\). Tốc độ cực đại của vật sau lần nén thứ nhất là
Con lắc lò xo đặt nằm ngang, ban đầu lò xo chưa bị biến dạng, vật có khối lượng \({m_1} = 0,5\;kg\) lò xo có độ cứng \(k = 20\;N/m\). Một vật có khối lượng \({m_2} = 0,5\;kg\) chuyển động dọc theo trục của lò xo với tốc độ \(0,2\sqrt {22} \;m/s\) đến va chạm mềm với vật \({m_1}\) sau va chạm lò xo bị nén lại. Hệ số ma sát trượt giữa vật và mặt phẳng nằm ngang là 0,1 lấy \(g = 10\;m/{s^2}\). Tốc độ cực đại của vật sau lần nén thứ nhất là
A. \(10\sqrt {30} \;cm/s\)
B. \(10\sqrt 3 \;cm/s\).
C. 0,07 m/s
D. \(30\;cm/s\)
Quảng cáo
Trả lời:
Giải bởi Vietjack
+ Áp dụng định luật bảo toàn động lượng trước và sau va chạm mềm giữa vật m1 và m2 là:
\[{m_2}{v_2} = \left( {{m_1} + {m_2}} \right)v \Rightarrow v = \frac{{{m_2}{v_2}}}{{\left( {{m_1} + {m_2}} \right)}} = \frac{{0,5.0,2\sqrt {22} }}{{0,5 + 0,5}} = 0,10\sqrt {22} \,m/s\]
+ Lực ma sát tác dụng lên hệ vật sau va chạm là \[{F_{ms}} = \mu ({m_1} + {m_2})g = 0,1.(0,5 + 0,5)10 = 1N\]
+ Tần số góc của con lắc sau va chạm là \[\omega = \sqrt {\frac{k}{{{m_1} + {m_2}}}} = \sqrt {\frac{{20}}{1}} = 2\sqrt 5 rad/s\]
+ Các vị trí cân bằng mới bị dịch một đoạn \[{x_0} = \frac{{Fms}}{k} = \frac{1}{{20}} = 0,05\,m = 5\,cm.\]
+ Độ giảm biên độ sau một phần tư chu kì là \[\Delta A = {x_0} = 5cm\]
+ Biên độ dao động mới: \[{A^2} = x_0^2 + {\left( {\frac{v}{\omega }} \right)^2} = {5^2} + {\left( {\frac{{10\sqrt {22} }}{{2\sqrt 5 }}} \right)^2} \Rightarrow A = 3\sqrt {15} \,cm\]
+ Sau lần nén thứ nhất biên độ dao động còn lại là:
\[{A^'} = A - 2\Delta A = 3\sqrt {15} - 2.5 = 1,62\,cm\]
+ Tốc độ cực đại sau lần nén thứ nhất là
\[{v_{\max 1}} = \omega {A^'} = 2\sqrt 5 .1,62 \approx 7,24\,cm/s = 0,0072\,cm/s\]. Chọn đáp án \[C.\]
Hot: 500+ Đề thi thử tốt nghiệp THPT các môn, ĐGNL các trường ĐH... file word có đáp án (2025). Tải ngay
Sách thầy cô Vietjack biên soạn:
- Sổ tay Vật lí 12 (chương trình mới) ( 18.000₫ )
- 20 đề thi tốt nghiệp môn Vật lí (có đáp án chi tiết) ( 38.000₫ )
- Bộ đề thi tốt nghiệp 2025 các môn Toán, Lí, Hóa, Văn, Anh, Sinh, Sử, Địa, KTPL (có đáp án chi tiết) ( 36.000₫ )
- Tổng ôn lớp 12 môn Toán, Lí, Hóa, Văn, Anh, Sinh Sử, Địa, KTPL (Form 2025) ( 36.000₫ )
CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ
Câu 1
A. Cùng phương, cùng tần số cùng biên độ, độ lệch pha không đổi theo thời gian.
B. Cùng phương, cùng tần số và độ lệch pha không đổi theo thời gian
C. Cùng tần số, cùng biên độ, độ lệch pha không đổi theo thời gian.
D. Cùng phương, cùng biên độ, cùng pha, tần số không đổi theo thời gian.
Lời giải
Các nguồn sóng kết hợp là các nguồn sóng dao động cùng phương, cùng tần số và độ lệch pha không đổi theo thời gian. Chọn đáp án \(B\)
Câu 2
A. \(\alpha = \pm \sqrt {\alpha _0^2 + \frac{{{v^2}}}{{\;g\ell }}} \quad \quad \)
B. \(\alpha = \pm \sqrt {\alpha _0^2 - \frac{{{v^2}\ell }}{g}} \)
C. \(\alpha = \pm \sqrt {\alpha _0^2 - \frac{{{v^2}}}{{\;g\ell }}} \)
D. \(\alpha = \pm \sqrt {\alpha _0^2 + \frac{{{v^2}\ell }}{g}} \)
Lời giải
Con lắc đơn dao động điều hòa có phương trình li độ cong \[s = {S_0}\cos \left( {\omega t + \varphi } \right) \Rightarrow \cos \left( {\omega t + \varphi } \right) = \frac{s}{{{S_0}}}\]biểu thức vận tốc \[v = - \omega {S_0}\sin \left( {\omega t + \varphi } \right) \Rightarrow \sin \left( {\omega t + \varphi } \right) = \frac{{ - v}}{{\omega {S_0}}}\]
Vì \[\begin{array}{l}{\sin ^2}\left( {\omega t + \varphi } \right) + {\cos ^2}\left( {\omega t + \varphi } \right) = 1\\ \Rightarrow {\left( {\frac{{ - v}}{{\omega {S_0}}}} \right)^2} + {\left( {\frac{s}{{{S_0}}}} \right)^2} = 1\\ \Rightarrow {\left( {\frac{v}{\omega }} \right)^2} + {s^2} = S_0^2 \Leftrightarrow {\left( {l{\alpha _0}} \right)^2} = {\left( {l{\alpha _0}} \right)^2} + {\left( {\frac{v}{\omega }} \right)^2} \Leftrightarrow {\alpha _0}^2 = {\alpha ^2} + \frac{{{v^2}}}{{gl}}v\`i :{\omega ^2} = \frac{g}{l}\\ \Rightarrow {\alpha _{}}^{} = \pm \sqrt {\alpha _0^2 - \frac{{{v^2}}}{{gl}}} \end{array}\]
Chọn đáp án \(C\)
Câu 3
A. là hàm bậc hai của thời gian
B. là hàm bậc nhất của thời gian
C. biến thiên điều hòa theo thời gian
D. không đổi theo thời gian
Lời giải
Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 199K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.
Câu 4
A. xác định khối lượng riêng của không khí
B. xác định từ trường trái đất
C. Xác định gia tốc trọng trường
D. xác định khối lượng của một vật nặng
Lời giải
Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 199K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.
Câu 5
A. \(x = 8\cos \left( {4\pi t + \frac{\pi }{3}} \right)cm\)
B. \(x = 8\cos \left( {4\pi t - \frac{\pi }{3}} \right)cm\)
C. \(x = 10\cos \left( {5\pi t + \frac{\pi }{3}} \right)cm\)
D. \(x = 10\cos \left( {5\pi t - \frac{{2\pi }}{3}} \right)cm\)
Lời giải
Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 199K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.
Lời giải
Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 199K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.
Câu 7
A. \(32\;cm\)
B. \(48\;cm\)
C. \(56\;cm\)
D. \(80\;cm\)
Lời giải
Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 199K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.
Nhắn tin Zalo