Câu hỏi:

26/04/2020 711

Một con lắc lò xo gồm lò xo độ cứng $k = 25 N / m$ ma sát giữa vật $m$ và sàn có thể bỏ qua. Vật $M$ khối lượng 200 g được nối với vật m bằng một sợi dây nhẹ, dài và không dãn như hình vẽ. Hệ số ma sát trượt giữa $M$ và sàn là 0,25. Lúc đầu vật được giữ ở vị trí lò xo dãn 10 cm (trong giới hạn đàn hồi), sợi dây căng. Thả nhẹ vật $m$ để hệ chuyển động. Lấy $g = 10 m / s^{2}$ . Tính từ thời điểm lò xo bị nén mạnh nhất lần đầu tiên, tốc độ cực đại của vật $m$ là

A. 54,8 cm/s

B. 42,4 cm/s

C. 28,3 cm/s

D. 52,0 cm/s

Xem lời giải

Câu hỏi trong đề: Đề thi thử thpt quốc gia môn Vật Lí cực hay có lời giải chi tiết !!

Bắt đầu thi

Quảng cáo

Trả lời:

Giải bởi Vietjack

Đáp án D

Để đơn giản ta có thể chia quá trình chuyển động của vật thành 3 giai đoạn như sau:

Giai đoạn 1: Hệ hai vật $m$ và $M$ dao động điều hòa chịu tác dụng thêm của lực ma sát

$\to$ Trong giai đoạn này vật dao động quanh vị trí cân bằng tạm $O'$ , tại vị trí này lực đàn hồi của lò xo cân bằng với lực đàn hồi, khi đó lò xo giãn một đoạn $O O^{'} = Δ l_{0} = \frac{μ M g}{k} = \frac{0, 25.0, 2.10}{25} = 2 c m$

Biên độ dao động của vật là $A_{1} = 10 - 2 = 8 c m$ , tốc độ góc $ω_{1} = \sqrt{\frac{k}{M + m}} = \sqrt{\frac{25}{0, 3 + 0, 2}} = 5 \sqrt{2} r a d / s$

$\to$ Tốc độ của hai vật khi đến vị trí $O' : v = v_{1 m a x} = ω_{1} A_{2} = 5 \sqrt{2} .8 = 40 \sqrt{2} c m / s$

Giai đoạn 2: Hệ hai vật tiếp tục dao động điều hòa quanh vị trí cân bằng $O'$ cho đến khi dây bị chùng và vật $m$ tách ra khỏi vật $M$

Tại vi trí vật $m$ tách ra khỏi vật $M$ dây bị chùng, $T = 0 \to$ với vật $M$ ta có $F_{m s t} = M ω_{1}^{2} |x| \to |x| = \frac{μ g}{ω_{1}^{2}} = \frac{0, 25.10}{{(5 \sqrt{2})}^{2}} = 5 c m$

$\to$ Tốc độ của vật $m$ tại vị trí dây chùng $v_{02} = ω_{1} \sqrt{A_{1}^{2} - x^{2}} = 5 \sqrt{2} \sqrt{8^{2} - 5^{2}} = 5 \sqrt{78} c m / s$

Giai đoạn 3: Khi tách ra khỏi vật $M, m$ dao động điều hòa quanh vị trí lò xo không biến dạng $O$

Tần số góc trong giai đọan này $ω_{2} = \sqrt{\frac{k}{m}} = \sqrt{\frac{25}{0, 3}} = \frac{5 \sqrt{30}}{3} r a d / s$

$\to$ Biên độ dao động trong giai đoạn này $A_{2} = \sqrt{x_{02}^{2} + {(\frac{v_{02}}{ω_{2}})}^{2}} = \sqrt{3^{2} + {(\frac{5 \sqrt{78}}{\frac{5 \sqrt{30}}{3}})}^{2}} = \frac{9 \sqrt{10}}{5} c m$

Giai đoạn 4: Con lắc do động điều hòa ổn định không với biên độ $A = A_{2}$ và một chịu tác dụng của vật $M$

$\to$ Tốc độ cực đại $v_{2 m a x} = ω_{2} A_{2} = \frac{5 \sqrt{30}}{3} \frac{9 \sqrt{10}}{5} = 30 \sqrt{3} \approx 52, 0 c m / s$

Chú ý:

Ta để ý rằng khi vật $m$ đi qua khỏi vị trí cân bằng tạm $O'$ thì tốc độ có xu hướng giảm, ngay lập tức dây chùng $\to$ vật $m$ sẽ tiếp tục dao động điều hòa quanh vị trí cân bằng $O \to$ tốc độ lại có xu hướng tăng do đó trong giai đoạn từ $O'$ đến $O$ dây vẫn được giữ căng

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:

Xem thêm »

CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ

Câu 1

Âm cơ bản của nốt La phát ra từ đàn ghita có tần số cơ bản là 440 Hz. Số họa âm của âm La trong vùng âm nghe được (tần số trong khoảng từ 16 Hz đến 20000 Hz) là

A. 45

B. 44

C. 46

D. 43

Lời giải

Đáp án B

Số họa âm trong khoảng nghe thấy là số giá trị của $k$ thõa mãn bất phương trình $\frac{16}{440} \leq k \leq \frac{20000}{440} \to 0, 036 \leq k \leq 45, 45$ , với $k = 1$ thì $f_{1} = 440 H z$ là âm cơ bản $\to$ còn lại có 44 họa âm

Câu 2

Một bức xạ điện từ có tần số $10^{15} H z$ . Lấy $c = {3.10}^{8} m / s$ . Bức xạ này thuộc vùng

A. sóng vô tuyến

B. hồng ngoại

C. ánh sáng nhìn thấy

D. tử ngoại

Lời giải

Đáp án D

Bước sóng tương ứng của bức xạ $λ = \frac{c}{f} = \frac{{3.10}^{8}}{10^{15}} = 0, 3 μ m \to$ bức xạ tử ngoại

Câu 3

Đặt điện áp xoay chiều $u = 200 \cos (100 π t + \frac{π}{4}) V$ vào hai đầu đoạn mạch gồm cuộn cảm thuần có độ tự cảm $L$ thay đổi được, điện trở và tụ điện mắc nối tiếp theo thứ tự. Điều chỉnh $L$ thì thấy điện áp dụng giữa hai đầu cuộn cảm đạt giá trị cực đại bằng $200 \sqrt{2} V$ . Khi đó, điện áp giữa hai đầu tụ điện có biểu thức là

A. $u_{C} = 100 \sqrt{2} \cos 100 π t V$

B. $u_{C} = 100 \sqrt{2} \cos (100 π t - \frac{π}{2}) V$

C. $u_{C} = 300 \cos (100 π t - \frac{π}{2}) V$

D. $u_{C} = 300 \cos (100 π t - \frac{5 π}{12}) V$

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.

Nâng cấp VIP

Câu 4

Đại lượng đặc trưng cho độ cao của âm là

A. cường độ

B. mức cường độ âm

C. tốc độ truyền âm

D. tần số của âm

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.

Nâng cấp VIP

Câu 5

Thí nghiệm giao thoa sóng trên mặt nước, hai nguồn dao động theo phương thẳng đứng cùng biên độ, cùng pha và cùng tần số được đặt tại hai điểm $A$ và $B$ . Sóng truyền trên mặt nước với bước sóng $λ$ và $A B = 6, 6 λ$ . $C$ là một điểm trên mặt nước thuộc đường trung trực của $A B$ sao cho trên đoạn $C A$ (không tính $C$ ) có ít nhất một điểm dao động với biên độ cực đại và đồng pha với hai nguồn. Khoảng cách ngắn nhất giữa $C$ với đoạn $A B$ có giá trị gần nhất với giá trị nào sau đây?

A. $1, 15 λ$

B. $1, 45 λ$

C. $1, 35 λ$

D. $1, 25 λ$

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.

Nâng cấp VIP

Câu 6

Một cơ hệ có tần số góc dao động riêng $ω_{0}$ đang dao động dưới tác dụng của một ngoại lực biến thiên tuần hoàn theo thời gian với tần số góc $ω$ . Hiện tượng cộng hưởng xảy ra khi

A. $ω = 2 ω_{0}$

B. $ω > ω_{0}$

C. $ω < ω_{0}$

D. $ω = ω_{0}$

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.

Nâng cấp VIP

Câu 7

Vật thật đặt trước một thấu kính hội tụ có tiêu cự 20 cm thì cho ảnh thật lớn hơn vật và cách vật một khoảng 1,25 m. So với kích thước vật, ảnh cao gấp

A. 1,25 lần

B. 5 lần

C. 4 lần

D. 6,25 lần

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.

Nâng cấp VIP

Xem thêm các câu hỏi khác »

Hỏi bài tập

Đăng ký gói thi VIP

VIP +1 tháng ( 199,000 VNĐ )

VIP +1 - Luyện thi tất cả các đề có trên Website trong 1 tháng

Hơn 100K đề thi thử, đề minh hoạ, chính thức các năm
Với 2tr+ câu hỏi theo các mức độ Nhận biết, Thông hiểu, Vận dụng
Tải xuống đề thi [DOCX] với đầy đủ đáp án
Xem bài giảng đính kèm củng cố thêm kiến thức
Bao gồm tất cả các bậc từ Tiểu học đến Đại học
Chặn hiển thị quảng cáo tăng khả năng tập trung ôn luyện

Mua ngay

VIP +3 tháng ( 299,000 VNĐ )

VIP +3 - Luyện thi tất cả các đề có trên Website trong 3 tháng

Hơn 100K đề thi thử, đề minh hoạ, chính thức các năm
Với 2tr+ câu hỏi theo các mức độ Nhận biết, Thông hiểu, Vận dụng
Tải xuống đề thi [DOCX] với đầy đủ đáp án
Xem bài giảng đính kèm củng cố thêm kiến thức
Bao gồm tất cả các bậc từ Tiểu học đến Đại học
Chặn hiển thị quảng cáo tăng khả năng tập trung ôn luyện

Mua ngay

VIP +6 tháng ( 399,000 VNĐ )

VIP +6 - Luyện thi tất cả các đề có trên Website trong 6 tháng

Hơn 100K đề thi thử, đề minh hoạ, chính thức các năm
Với 2tr+ câu hỏi theo các mức độ Nhận biết, Thông hiểu, Vận dụng
Tải xuống đề thi [DOCX] với đầy đủ đáp án
Xem bài giảng đính kèm củng cố thêm kiến thức
Bao gồm tất cả các bậc từ Tiểu học đến Đại học
Chặn hiển thị quảng cáo tăng khả năng tập trung ôn luyện

Mua ngay

VIP +12 tháng ( 499,000 VNĐ )

VIP +12 - Luyện thi tất cả các đề có trên Website trong 12 tháng

Hơn 100K đề thi thử, đề minh hoạ, chính thức các năm
Với 2tr+ câu hỏi theo các mức độ Nhận biết, Thông hiểu, Vận dụng
Tải xuống đề thi [DOCX] với đầy đủ đáp án
Xem bài giảng đính kèm củng cố thêm kiến thức
Bao gồm tất cả các bậc từ Tiểu học đến Đại học
Chặn hiển thị quảng cáo tăng khả năng tập trung ôn luyện

Mua ngay

Âm cơ bản của nốt La phát ra từ đàn ghita có tần số cơ bản là 440 Hz. Số họa âm của âm La trong vùng âm nghe được (tần số trong khoảng từ 16 Hz đến 20000 Hz) là

Một bức xạ điện từ có tần số 1015 Hz. Lấy c=3.108 m/s. Bức xạ này thuộc vùng

Đại lượng đặc trưng cho độ cao của âm là

Một cơ hệ có tần số góc dao động riêng ω0 đang dao động dưới tác dụng của một ngoại lực biến thiên tuần hoàn theo thời gian với tần số góc ω. Hiện tượng cộng hưởng xảy ra khi

Vật thật đặt trước một thấu kính hội tụ có tiêu cự 20 cm thì cho ảnh thật lớn hơn vật và cách vật một khoảng 1,25 m. So với kích thước vật, ảnh cao gấp

VIP +1 tháng ( 199,000 VNĐ )

VIP +3 tháng ( 299,000 VNĐ )

VIP +6 tháng ( 399,000 VNĐ )

VIP +12 tháng ( 499,000 VNĐ )

🔥 Đề thi HOT:

CHỌN BỘ SÁCH BẠN MUỐN XEM

Đăng ký

Đăng nhập

Quên mật khẩu

Một bức xạ điện từ có tần số $10^{15} H z$ . Lấy $c = {3.10}^{8} m / s$ . Bức xạ này thuộc vùng

Một cơ hệ có tần số góc dao động riêng $ω_{0}$ đang dao động dưới tác dụng của một ngoại lực biến thiên tuần hoàn theo thời gian với tần số góc $ω$ . Hiện tượng cộng hưởng xảy ra khi