Một con lắc lò xo thẳng đứng gồm lò xo nhẹ có độ cứng k = 25 N/m một đầu được gắn với hòn bi nhỏ có khối lượng m = 100 g. Khi vật đang ở vị trí cân bằng, tại thời điểm t = 0 người ta thả cho con lắc rơi tự do sao cho trục lò xo luôn nằm theo phương thẳng đứng và vật nặng ở phía dưới lò xo. Đến thời điểm $t_{1} = 0, 11$ s thì đầu trên của lò xo được giữ cố định. Lấy $g = 10 \approx π^{2}$ m/s². Bỏ qua ma sát, lực cản. Tốc độ của hòn bi tại thời điểm $t_{2} = t_{1} + 0, 1$ s gần nhất với giá trị nào sau đây?

A. 60 cm/s.

B. 100 cm/s.

C. 90 cm/s.

D. 120 cm/s.

Xem lời giải

Câu hỏi trong đề: Bộ 30 đề thi thử THPT Quốc gia môn Vật lý năm 2022 có đáp án !!

Bắt đầu thi

Quảng cáo

Trả lời:

Giải bởi Vietjack

Đáp án A

Tần số góc của hệ $ω = \sqrt{\frac{k}{m}} = \sqrt{\frac{25}{0, 1}} = 5 π rad/s \to T = 0, 4 s$

Độ giãn của lò xo tại vị trí cân bằng $Δ l_{0} = \frac{m g}{k} = \frac{0, 1.10}{25} = 4 c m$

Ngay khi thả vật đầu tự do của lò xo sẽ co lại → lò xo trở về trạng thái không giãn, vật nặng rơi tự do, vận tốc của vật nặng tại thời điểm $t_{1} = 0, 11 s$ là $v_{0} = g t = 10.0, 11 = 1, 1 m/s$

Khi ta cố định đầu tự do, con lắc sẽ dao động quanh vị trí cân bằng với biên độ $A = \sqrt{Δ l_{0}^{2} + {(\frac{v_{0}}{ω})}^{2}} = \sqrt{0, 04^{2} + {(\frac{1, 1}{5 π})}^{2}} \approx 8 c m$

Ta chú ý rằng thời điểm $t_{2} = t_{1} + \frac{T}{4}$ nên con lắc sẽ tới vị trí có tốc độ $v = \frac{1}{2} v_{\max} = \frac{1}{2} ω A \approx 63 cm/s$

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

Trên một sợi dây đàn hồi hai đầu cố định có sóng dừng với bước sóng λ. Chiều dài l của dây phải thỏa mãn điều kiện

A. $l = (k + \frac{1}{2}) \frac{λ}{2}$ với k = 0, 1, 2, …

B. $l = (k + \frac{1}{2}) \frac{λ}{4}$ với k = 0, 1, 2, …

C. $l = k \frac{λ}{4}$ với k = 1, 2, 3,…

D. $l = k \frac{λ}{2}$ với k = 1, 2, 3,…

Lời giải

Đáp án D

Trên một sợi dây đàn hồi hai đầu cố định có sóng dừng với bước sóng λ, chiều dài dây thỏa mãn điều kiện: $l = k \frac{λ}{2}$ với k = 1,2,3…

Câu 2

Hai điểm sáng dao động điều hòa trên cùng một trục Ox quanh vị trí cân bằn O với cùng tần số. Biết điểm sáng 1 dao động với biên độ 6 cm và lệch pha $\frac{π}{2}$ so với dao động của điểm sáng 2. Hình bên dưới là đồ thị mô tả khoảng cách giữa hai điểm sáng trong quá trình dao động. Tốc độ cực đại của điểm sáng 2 là

A. $\frac{5 π}{3}$

B. $\frac{40 π}{3}$

C. $\frac{10 π}{3}$

D. $\frac{20 π}{3}$

Lời giải

Đáp án D

Từ đồ thị, ta có $d_{\max} = 10 c m \to A_{2} = \sqrt{d_{\max}^{2} - A_{1}^{2}} = \sqrt{10^{2} - 6^{2}} = 8 c m$

Từ trục thời gian ta có, khoảng thời gian giữa hai lần khoảng cách giữa hai chất điểm bằng 0 (nửa chu kì dao động) là $Δ t = \frac{T}{2} = 1, 2 s \to T = 2, 4 s \to ω = \frac{5 π}{6} r a d/s$