Câu hỏi:

22/08/2021 387

Một toa tàu đang chuyển động thẳng chậm dần đều để vào ga với gia tốc có độ lớn 0,2 m/s2. Người ta gắn cố định một chiếc bàn vào sàn toa tàu. Một con lắc lò xo được gắn vào đầu bàn và đặt trên mặt bàn nằm ngang như hình vẽ. Biết mặt bàn nhẵn. Trong khoảng thời gian toa tàu đang chuyển động chậm dần đều ra vào ga, con lắc đứng yên so với tàu. Vào đúng thời điểm toa tàu dừng lại, con lắc lò xo bắt đầu dao động với chu kì 1 s. Khi đó biên độ dao động của con lắc có giá trị gần nhất với giá trị nào sau đây?

A. 7,6 mm

B. 6,1 mm

C. 5,1 mm

D. 4,2 mm

Xem lời giải

Câu hỏi trong đề: 30 đề thi THPT Quốc gia môn Vật lí năm 2022 có lời giải !!

Bắt đầu thi

Quảng cáo

Trả lời:

Giải bởi Vietjack

Phương pháp:

Lực quán tính: F_qt = -ma

Vật đứng yên khi: $\vec{F} = \vec{0}$

Chu kì của con lắc lò xo: $T = 2 π \sqrt{\frac{m}{k}}$

Cách giải:

Chọn hệ quy chiếu gắn với toa tàu

Khi toa tàu chuyển động, vật chịu tác dụng của lực quán tính có độ lớn là: Fqt = ma Vật đứng yên ở trạng thái cân bằng, ta có:

$F_{q t} = F_{d h} \Rightarrow m a = k Δ l \Rightarrow \frac{m}{k} = \frac{Δ l}{a}$

Ngay trước khi xe dừng lại, vật có vận tốc bằng 0 → vật ở vị trí biên

Biên độ dao động của vật là: A = ∆l

Chu kì của con lắc là:

$T = 2 π \sqrt{\frac{m}{k}} = 2 π \sqrt{\frac{Δ l}{a}} \Rightarrow Δ l = \frac{a \cdot T^{2}}{4 π^{2}} = \frac{0, 2 \cdot 1^{2}}{4 π^{2}} \approx 5, {1.10}^{- 3} (m) = 5, 1 (mm)$

Chọn 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 »

CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ

Câu 1

Chọn phát biểu đúng. Máy biến áp là thiết bị

A. biến đổi tần số của dòng điện xoay chiều

B. biến đổi dòng xoay chiều thành dòng một chiều

C. làm tăng công suất của dòng điện xoay chiều

D. có khả năng biến đổi điện áp xoay chiều

Lời giải

Phương pháp:

Sử dụng lý thuyết máy biến áp

Cách giải:

Máy biến áp là thiết bị có khả năng biến đổi điện áp xoay chiều

Chọn D

Câu 2

Một sóng ngang truyền trên sợi dây đủ dài với bước sóng 60 cm. Khi chưa có sóng truyền qua, gọi M và N là hai điểm gắn với hai phần tử trên dây cách nhau 85 cm. Hình bên là hình vẽ mô tả hình dạng sợi dây khi có sóng truyền qua ở thời điểm t, trong đó điểm M đang dao động về vị trí cân bằng. Coi biên độ sóng không đổi trong quá trình truyền sóng. Gọi t + ∆t là thời điểm gần t nhất mà khoảng cách giữa M và N đạt giá trị lớn nhất (với ∆t > 0). Diện tích hình thang tạo bởi M, N ở thời điểm t và M, N thời điểm t + ∆t gần nhất với kết quả nào sau đây?

A. 2230 cm²

B. 2560 cm²

C. 2165 cm²

D. 2315 cm²

Lời giải

Phương pháp:

Độ lệch pha theo tọa độ: $Δ φ = \frac{2 π d}{λ}$

Sử dụng vòng tròn lượng giác

Sử dụng chức năng SHIFT+SOLVE trong máy tính bỏ túi để giải phương trình

Hai điểm có khoảng cách lớn nhất khi chúng đối xứng qua trục Oy Diện tích hình thang: $S = \frac{(|x_{2 M} - x_{1 M}| + |x_{2 N} - x_{1 N}|) \cdot d}{2}$

Cách giải:

Tại thời điểm t, điểm M đang đi lên → sóng truyền từ N tới M

→ Điểm N sớm pha hơn điểm M → điểm N đang đi xuống

Độ lệch pha giữa hai điểm M, N là:

$Δ φ = \frac{2 π d}{λ} = \frac{2 π .85}{60} = \frac{17 π}{6} = 2 π + \frac{5 π}{6} (rad)$

Hai điểm M, N có khoảng cách lớn nhất khi chúng đối xứng qua trục Oy Ta có vòng tròn lượng giác:

Từ vòng tròn lượng giác ta thấy:

$α_{1} + α_{2} = \frac{5 π}{6} - \frac{π}{2} = \frac{2 π}{3} (rad) \Rightarrow \arcsin \frac{7}{A} + \arccos \frac{14}{A} = \frac{2 π}{3} \Rightarrow A \approx 17, 35 (cm)$

Ở thời điểm t + ∆t, hai điểm M, N đối xứng qua trục Oy, ta có:

$\{\begin{cases} x_{2 N} = A \cos (\frac{π}{12} + \frac{5 π}{6}) \approx - 16, 76 (cm) \\ x_{2 M} = A \cos \frac{π}{12} \approx 16, 76 (cm) \end{cases}$

Diện tích hình thang tạo bởi M, N ở thời điểm t và M, N thời điểm t + ∆t là:

$S = \frac{(|x_{2 M} - x_{1 M}| + |x_{2 N} - x_{1 N}|) \cdot d}{2} = \frac{(| 16, 76 - (- 7) | + | - 16, 76 - 14 |) \cdot 85}{2} = 2317, 1 ({cm}^{2})$