Một con lắc lò xo gồm vật nhỏ có khối lượng 100 g, mang điện $q = + 2 μ C$ và lo xo nhẹ cách điện có độ cứng 100 N/m được đặt trên mặt phẳng nằm ngang cách điện, không ma sát. Hệ thống đặt trong một điện trường đều nằm ngang dọc theo trục của lò xo có hướng theo chiều từ đầu cố định đến đầu gắn vật, độ lớn cường độ điện trường biến đổi theo thời gian được biểu diễn như hình vẽ. Lấy $π^{2} = 10$ . Vào thời điểm ban đầu (t = 0) vật được thả nhẹ tại vị trí lò xo giãn một đoạn 5 cm. Tính từ lúc thả đến khi lò xo về trạng thái có chiều dài tự nhiên lần thứ 3 thì vật đi được quãng đường là

A. 25 cm.

B. 16 cm.

C. 17 cm.

D. 20 cm.

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 C

$ω = \sqrt{\frac{k}{m}} = 10 π rad/s \Rightarrow T = 0, 2 s$

Khi có điện trường VTCB của vật dịch sang bên phải đoạn: $O O' = \frac{F}{k} = \frac{q E}{k} = 1 c m$

Chọn trục Ox có chiều dương hướng cùng chiều điện trường, gốc tọa độ O tại VTCB O lúc chưa có điện trường. Khi đó vị trí vân bằng O’ khi có điện trường có tọa độ $x_{O^{'}} = 1 c m$ . Lò xo có chiều dài tự nhiên khi vật qua O.

Một con lắc lò xo gồm vật nhỏ có khối lượng 100 g, mang điện (ảnh 2)

Ban đầu vật đang ở biên dương lần 1 tại x = 5cm.

+ 0,1s đầu tiên = $\frac{T}{2}$ , E ≠ 0, vật dđ đh quanh vtcb O’, với biên độ 4cm → quãng đường đi được là 8cm, sang biên âm lần 1 tại x = −3cm, qua O lần 1.

+ 0,1s tiếp theo = $\frac{T}{2},$ E ≠ 0, vật dđ đh quanh vtcb O, với biên độ 3cm → quãng đường đi được là 6cm, sang biên dương lần 2 tại x = 3cm; qua O lần 2.

+ tiếp theo, E ≠ 0, vật dđ đh quanh vtcb O’, với biên độ 2cm, khi qua O lần 3 vật đi được quãng đường 3cm.

Như vậy, tổng quãng đường vật đi được là

S = 8 + 6 + 3 = 17cm.

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

Giao thoa sóng ở mặt nước với hai nguồn kết hợp đặt tại A và B. Hai nguồn dao động điều hòa theo phương thẳng đứng, cùng pha và cùng tần số 10 Hz. Biết AB = 20 cm, tốc độ truyền sóng ở mặt nước là 0,3 m/s. Ở mặt nước, O là trung điểm của AB, gọi Ox là đường thẳng hợp với AB một góc 60⁰. M là điểm trên Ox mà phần tử vật chất tại M dao động với biên độ cực đại (M không trùng với O). Khoảng cách ngắn nhất từ M đến O là

A. 1,72 cm.

B. 2,69 cm.

C. 3,11 cm.

D. 1,49 cm.

Lời giải

Đáp án C

Bước sóng của sóng $λ = \frac{v}{f} = \frac{0, 3}{10} = 3 c m$

Để M là cực đại và gần O nhất thì M nằm trên dãy cực đại ứng với k = 1.

Áp dụng định lý cos, ta có: $\{\begin{cases} d_{2}^{2} = d^{2} + 10^{2} - 2.10. d . \cos 60 ° \\ d_{1}^{2} = d^{2} + 10^{2} - 2.10. d . \cos 120 ° \end{cases}$

Kết hợp với

$\begin{array}{l} d_{1} - d_{2} = λ = 3 c m \\ \to \sqrt{d^{2} + 10^{2} - 2.10. d . \cos 120 °} - \sqrt{d^{2} + 10^{2} - 2.10. d . \cos 60 °} = 3 \\ \Rightarrow d = 3, 11 c m \end{array}$