Trên mặt phẳng nằm ngang nhẵn, có một con lắc lò xo gồm lò xo có độ cứng 40 N/m và vật nhỏ A có khối lượng 0,1 kg. Vật A được nối với vật B có khối lượng 0,3 kg bằng sợi dây mềm, nhẹ, dài. Ban đầu kéo vật B để lò xo giãn 10 cm rồi thả nhẹ. Từ lúc thả đến khi vật A dừng lại lần đầu thì tốc độ trung bình của vật B bằng

A. 47,7 cm/s

B. 63,7 cm/s

C. 75,8 cm/s

D. 81,3 cm/s

Xem lời giải

Câu hỏi trong đề: 10 đề thi thử tốt nghiệp THPT Quốc gia năm 2021 môn Vật Lí có lời giải chi tiết !!

Bắt đầu thi

Quảng cáo

Trả lời:

Giải bởi Vietjack

Để đơn giản, ta có thể chia quá chuyển động của vật B thành hai giai đoạn:

Giai đoạn 1: Dao động điều hòa cùng vật A với biên độ A = 10 cm.

+ Tần số góc của dao động $ω = \sqrt{\frac{k}{m_{1} + m_{2}}} = \sqrt{\frac{40}{0, 1 + 0, 3}} = 10$ rad/s.

+ Tốc độ của vật B khi đi qua vị trí lò xo không biến dạng v_max = ωA = 10.10 = 100 cm/s.

Giai đoạn 2: Chuyển động thẳng đều với vận tốc không đổi v = v_max = 100 cm/s. Vật A dao động điều hòa quanh vị trí lò xo không biến dạng với tần số góc $ω_{0} = \sqrt{\frac{k}{m_{1}}} = \sqrt{\frac{40}{0, 1}} = 20$ rad/s.

+ Khi đi qua vị trí lò xo không biến dạng, tốc độ của vật A bắt đầu giảm → dây bắt đầu chùng. Vì dây là đủ dài nên vật B sẽ chuyển động thẳng đều.

+ Vật A dừng lại lần đầu tiên kể từ khi thả hai vật ứng với khoảng thời gian $Δ t = \frac{T}{4} + \frac{T_{0}}{4} = \frac{π}{2 ω} + \frac{π}{2 ω_{0}} = 0, 075 π$ s.

→ Tốc độ trung bình của vật B: $\bar{v_{t b}} = \frac{v_{m a x} \frac{T_{0}}{4} + A}{Δ t} = \frac{100 . \frac{π}{40} + 10}{0, 075 π} = 75, 8$ cm/s.

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:

Xem thêm »

Bình luận

CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ

Câu 1

Đặt một điện áp $u = U \sqrt{2} \cos (120 π t)$ V vào hai đầu mạch điện gồm điện trở thuần R = 125 Ω, cuộn dây và tụ điện có điện dung thay đổi được măc nối tiếp như hình vẽ. Điều chỉnh điện dung C của tụ, chọn r, L sao cho khi lần lượt mắc vôn kế lí tưởng vào các điểm A, M; M, N; N, B thì vôn kế lần lượt chỉ các gía trị U_AM, U_MN, U_NB thỏa mãn biểu thức. 2U_AM = 2U_MN= U_NB = U. Để điện áp hiệu dụng giữa hai đầu tụ điện đạt giá trị cực đại thì phải điều chỉnh điện dung của tụ điện đến giá trị gần nhất với giá trị nào?

A. 3,8 μF

B. 5,5 μF

C. 6,3 μF

D. 4,5 μF

Lời giải

+ Từ giả thuyết bài toán ta có :

$\{\begin{cases} U_{A M} = U_{M N} \\ U_{N B} = 2 U_{A M} \\ U_{N B} = U \end{cases}$ → $\{\begin{cases} R^{2} = r^{2} + Z_{L}^{2} \\ Z_{C}^{2} = 4 R^{2} \\ Z_{C}^{2} = {(R + r)}^{2} + {(Z_{L} - Z_{C})}^{2} \end{cases}$ → $\{\begin{cases} Z_{L} = \sqrt{125^{2} - r^{2}} \\ Z_{C} = 250 Ω \\ 250^{2} = {(125 + r)}^{2} + {(\sqrt{125^{2} - r^{2}} - 250)}^{2} \end{cases}$