Một con lắc lò xo gồm một lò xo nhẹ có độ cứng k, được treo thẳng đứng vào một giá cố định và một vật có khối lượng $m = 100{\rm{\;g}}$. Khi vật ở vị trí cân bằng ${\rm{O}}$, lò xo dãn $2,5{\rm{\;cm}}$. Kéo vật dọc theo trục của lò xo xuống dưới cách vị trí cân bằng ${\rm{O}}$ một đoạn $2{\rm{\;cm}}$ rồi truyền cho nó vận tốc có độ lớn $40\sqrt 3 {\rm{\;cm}}/{\rm{s}}$ theo phương thẳng đứng, hướng xuống dưới. Chọn trục toạ độ ${\rm{Ox}}$ theo phương thẳng đứng, gốc tại ${\rm{O}}$, chiều dương hướng lên trên, gốc thời gian là lúc vật bắt đầu dao động. Lấy ${\rm{g}} = 10{\rm{\;m}}/{{\rm{s}}^2}$. Biết chiều dài tự nhiên của của lò xo là $50{\rm{\;cm}}$.

Tính thế năng dao động, động năng và vận tốc của vật tại vị trí có li độ $x = 2\sqrt 2 {\rm{cm}}$

Xem lời giải

Câu hỏi trong đề: Giải SBT Vật lý 11 KNTT Sự chuyển hoá năng lượng trong dao động điều hoà có đáp án !!

Bắt đầu thi

Quảng cáo

Trả lời:

Giải bởi Vietjack

Khi $x = 0,02\sqrt 2 {\rm{\;m}}$, ta có thế năng:

${W_t} = \frac{1}{2}m{\omega ^2}{x^2} = \frac{1}{2} \cdot 0,1{(20)^2}{(0,02\sqrt 2 )^2} = 0,016{\rm{\;J}}.$

Động năng ${W_d} = W - {W_t} = 0,032 - 0,016 = 0,016{\rm{\;J}}$.

Vận tốc của vật khi đó: $v = \pm \sqrt{\frac{2 W_{đ}}{m}} = \pm \sqrt{\frac{2 \cdot 0, 016}{0, 1}} = \pm \frac{2 \sqrt{2}}{5} m / s$ .

Hot: Học hè online Toán, Văn, Anh...lớp 1-12 tại Vietjack với hơn 1 triệu bài tập có đáp án. Học ngay

Sách thầy cô Vietjack biên soạn:

Xem thêm »

Bình luận

CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ

Câu 1

Một con lắc lò xo treo thẳng đứng. Biết rằng trong quá trình dao động, tỉ số giữa độ lớn lực đàn hồi lớn nhất và nhỏ nhất là $\frac{7}{3}$, biên độ dao động là $10{\rm{\;cm}}$. Lấy ${\rm{g}} = 10{\rm{\;m}}/{{\rm{s}}^2}$. Tính tần số dao động của vật.

Xem đáp án

Lời giải

$\frac{{{F_{{\rm{max}}}}}}{{{F_{{\rm{min}}}}}} = \frac{{k\left( {{\rm{\Delta }}{l_0} + A} \right)}}{{k\left( {{\rm{\Delta }}{l_0} - A} \right)}} = \frac{7}{3} \Rightarrow 3\left( {{\rm{\Delta }}{l_0} + A} \right) = 7\left( {{\rm{\Delta }}{l_0} - A} \right)$$ \Rightarrow {\rm{\Delta }}{l_0} = 2,5{\rm{\;A}} = 25{\rm{\;cm}} = 0,25{\rm{\;m}}$.

Với ${\rm{\Delta }}{l_0}$ là độ dãn của lò xo tại vị trí cân bằng.

$\omega = \sqrt {\frac{g}{{{\rm{\Delta }}{l_0}}}} = \sqrt {\frac{{10}}{{0,25}}} = 2\pi \left( {{\rm{rad}}/{\rm{s}}} \right) \Rightarrow f = \frac{\omega }{{2\pi }} = 1{\rm{\;Hz}}$.

Câu 2

Một chất điểm dao động điều hoà. Biết khoảng thời gian giữa năm lần liên tiếp động năng của chất điểm bằng thế năng của hệ là $0,4{\rm{\;s}}$. Tần số của dao động của chất điểm là

A. $2,5{\rm{\;Hz}}$.

B. $3,125{\rm{\;Hz}}$.

C. $5{\rm{\;Hz}}$.
D. $6,25{\rm{\;Hz}}$.

Xem đáp án

Lời giải

Đáp án đúng là A

Thời gian giữa năm lần liên tiếp động năng bằng thế năng là:

$4 \cdot \frac{T}{4} = 0,4 \Rightarrow T = 0,4{\rm{\;s}} \Rightarrow f = \frac{1}{{0,4}} = 2,5{\rm{\;Hz}}$

Câu 3