Câu hỏi:

11/11/2021 951

Một con lắc lò xo thẳng đứng gồm một vật nặng khối lượng m = 100 g và lò xo có độ cứng k = 20 N/m. Vật nặng được đặt trên giá đỡ nằm ngang sao cho lò xo không biến dạng. Cho giá đỡ đi xuống không vận tốc đầu với gia tốc a = 2,0 m/s². Bỏ qua mọi ma sát và lực cản, lấy g = 10 m/s². Ở thời điểm lò xo dài nhất lần đầu tiên, khoảng cách giữa vật nặng và giá đỡ gần giá trị nào nhất sau đây?

A. 4,0 cm.

B. 3,7 cm.

C. 3,0 cm.

D. 4,2 cm.

Xem lời giải

Câu hỏi trong đề: Tuyển tập 30 đề thi THPT quốc gia môn Vật lý năm 2022 !!

Bắt đầu thi

Trả lời:

Giải bởi Vietjack

Đáp án C

+ Mấu chốt của bài toán ta phải tìm được vị trí vật rời khỏi giá đỡ → sau đó vật sẽ dao động điều hòa.

Một con lắc lò xo thẳng đứng gồm một vật nặng khối lượng m = 100 g (ảnh 1)

Một con lắc lò xo thẳng đứng gồm một vật nặng khối lượng m = 100 g (ảnh 2)

+ Chọn trục Ox theo phương thẳng đứng, gốc O trùng với vị trí cân bằng của con lắc lò xo, có chiều dương hướng xuống.

+ Các lực tác dụng lên vật trong quá trình chuyển động cùng giá đỡ là: $\vec{P}, \vec{N}, \vec{F_{d h}}$ (như hình vẽ)

+ Áp dụng định luật II Niuton cho vật: $\vec{P} + \vec{N} + \vec{F_{d h}} = m \vec{a}$ (1)

Chiếu $\overset{(1)}{\to} O x : P - N - F_{d h} = m a$

+ Khi vật m rời khỏi giá đỡ thì $N = 0 \leftrightarrow P - F_{d h} = m a \to F_{d h} = m g - m a = 0, 8 N$

→ Độ dãn của lò xo khi đó là $Δ l = \frac{F_{d h}}{k} = 0, 04 m = 4 c m$

+ Sau khi rời lò xo bắt đầu dao động điều hòa xung quanh vị trí cân bằng O $(Δ l_{0} = \frac{m g}{k} = 0, 05 m = 5 c m)$

→ Li độ của vật tại vị trí rời giá đỡ: $x = - (5 - 4) = - 1 c m$

+ Vận tốc của vật tại vị trí rời: $v^{2} - v_{0}^{2} = 2 a s \leftrightarrow v^{2} - 0 = 2.2.0, 04 \to v = 0, 4 m/s = 40 cm/s$

+ Tần số góc dao động con lắc: $ω = \sqrt{\frac{k}{m}} = 10 \sqrt{2} rad/s$

→ Biên độ dao động của con lắc là: $A = \sqrt{\frac{v^{2}}{ω^{2}} + x^{2}} = 3 c m$

+ Quãng đường vật m đi từ vị trí rời (x = − 1) → vị trí lò xo dãn cực đại (+A = 3) là:

$S_{1} = 1 + 3 = 4 c m$

+ Thời gian vật m đi từ vị trí rời (x = − 1) → vị trí lò xo dãn cực đại ((+A = 3) là:

$t = \frac{\arcsin (\frac{1}{3}) + \frac{π}{2}}{10 \sqrt{2}} = 0, 135 s$

+ Quãng đường giá đỡ đi được từ vị trí rời đến khi lò xo dãn cực đại:

$S_{2} = v_{0} t + \frac{1}{2} a t^{2} = 40.0, 135 + \frac{1}{2} .200.0, 135^{2} = 7, 23 c m$

→ Khoảng cách giá đỡ và vật khi đó là: $Δ d = 7, 23 - 4 = 3, 23 c m$

Bình luận

Câu 1:

Phát biểu nào sau đây không đúng?

A. Sóng điện từ mang năng lượng.

B. Sóng điện từ là sóng ngang.

C. Sóng điện từ có thể phản xạ, khúc xạ và giao thoa.

D. Sóng điện từ không truyền được trong chân không.

Xem đáp án » 11/11/2021 14,090

Câu 2:

Cường độ dòng điện tức thời trong mạch dao động LC có dạng i = 0,05cos(2000t) (A). Tần số góc dao động của vật là

A. 20000 rad/s.

B. 2000 rad/s.

C. 1000π rad/s.

D. 100 rad/s.

Xem đáp án » 11/11/2021 9,741

Câu 3:

Các tia không bị lệch trong điện trường và từ trường là

A. tia α và tia β.

B. tia γ và tia X.

C. tia γ và tia β.

D. tia α, tia γ và tia X.

Xem đáp án » 11/11/2021 5,716

Câu 4:

Trong chân không, các bức xạ được sắp xếp theo thứ tự bước sóng giảm dần là

A. ánh sáng tím, tia hồng ngoại, tia tử ngoại, tia Rơn−ghen.

B. tia hồng ngoại, ánh sáng tím, tia Rơn−ghen, tia tử ngoại.

C. tia Rơn−ghen, tia tử ngoại, ánh sáng tím, tia hồng ngoại.

D. tia hồng ngoại, ánh sáng tím, tia tử ngoại, tia Rơn−ghen.

Xem đáp án » 11/11/2021 5,134

Câu 5:

Dùng một hạt α có động năng 7,7 MeV bắn vào hạt nhân $_{7}^{14} N$ đang đứng yên gây ra phản ứng: $α +_{7}^{14} N \to_{1}^{1} p + {}_{8}^{17}O$ . Hạt proton bay theo phương vuông góc với phương bay tới của hạt α. Cho khối lượng các hạt nhân: m_α = 4,0015 u; m_p = 1,0073 u; m_N14 13,9992u; m_O17 = 16,9947 u. Biết 1 u = 931,5 MeV/c². Điện năng của hạt nhân là

A. 1,345 MeV.

B. 6,145 MeV.

C. 2,214 MeV.

D. 2,075 MeV.

Xem đáp án » 11/11/2021 2,516

Câu 6:

Cho đoạn mạch gồm điện trở thuần R nối tiếp với tụ điện có điện dung C. Khi dòng điện xoay chiều có tần số góc ω chạy qua thì tổng trở của đoạn mạch là

A. $Z = \sqrt{R^{2} + {(\frac{1}{C ω})}^{2}} .$

B. $Z = \sqrt{R^{2} - {(\frac{1}{C ω})}^{2}} .$

C. $Z = \sqrt{R^{2} + {(C ω)}^{2}} .$

D. $Z = \sqrt{R^{2} - {(C ω)}^{2}} .$

Xem đáp án » 11/11/2021 2,346

Câu 7:

Trong quá trình truyền tải điện năng, biện pháp làm giảm hao phí trên đường dây tải điện được sử dụng chủ yếu hiện nay là

A. giảm tiết diện đường dây.

B. tăng điện áp trước khi truyền tải.

C. giảm công suất truyền tải.

D. tăng chiều dài đường dây.

Xem đáp án » 11/11/2021 2,135

Bình luận

Phát biểu nào sau đây không đúng?

Cường độ dòng điện tức thời trong mạch dao động LC có dạng i = 0,05cos(2000t) (A). Tần số góc dao động của vật là

Các tia không bị lệch trong điện trường và từ trường là

Trong chân không, các bức xạ được sắp xếp theo thứ tự bước sóng giảm dần là

Cho đoạn mạch gồm điện trở thuần R nối tiếp với tụ điện có điện dung C. Khi dòng điện xoay chiều có tần số góc ω chạy qua thì tổng trở của đoạn mạch là

Trong quá trình truyền tải điện năng, biện pháp làm giảm hao phí trên đường dây tải điện được sử dụng chủ yếu hiện nay là

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:

Bình luận

Phát biểu nào sau đây không đúng?

Cường độ dòng điện tức thời trong mạch dao động LC có dạng i = 0,05cos(2000t) (A). Tần số góc dao động của vật là

Các tia không bị lệch trong điện trường và từ trường là

Trong chân không, các bức xạ được sắp xếp theo thứ tự bước sóng giảm dần là

Cho đoạn mạch gồm điện trở thuần R nối tiếp với tụ điện có điện dung C. Khi dòng điện xoay chiều có tần số góc ω chạy qua thì tổng trở của đoạn mạch là

Trong quá trình truyền tải điện năng, biện pháp làm giảm hao phí trên đường dây tải điện được sử dụng chủ yếu hiện nay là

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