Câu hỏi:

15/04/2022 435

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 $t_{1} = 0, 02 \sqrt{15} s$ thì điểm chính giữa của lò xo đột ngột bị giữ lại cố định. Lấy $g = 10 m / s^{2}; π^{2} = 10$ . Bỏ qua ma sát, lực cản. Tốc độ của hòn bi tại thời điểm $t_{2} = t_{1} + 0, 07 s$ có độ lớn gần nhất với giá trị nào sau đây?

A. $75 c m / s$

B. $60 c m / s$

C. $90 c m / s$

D. $120 c m / s$

Xem lời giải

Câu hỏi trong đề: [Năm 2022] Đề thi thử môn Vật lí THPT Quốc gia có lời giải (30 đề) !!

Bắt đầu thi

Quảng cáo

Trả lời:

Giải bởi Vietjack

Đáp án A

Phương pháp giải:

Quá trình chuyển động của vật được chia thành hai giai đoạn:

+ Giai đoạn 1: Vật rơi tự do xuống dưới. Chọn HQC gắn với điểm treo lò xo,trục Ox thẳng đứng chiều dương hướng xuống dưới, gốc O tại vị trí cân bằng.

+ Giai đoạn 2. Lò xo bị giữ ở chính giữa, khi đó độ cứng k thay đổi, tần số góc và chu kì thay đổi, vị trí cân bằng thay đổi. Ta xác định vị trí và li độ ở hệ quy chiếu đất và vị trí cân bằng mới. Từ đó xác định biên độ mới. Sử dụng VTLG tìm vận tốc tại $t_{2}$ .

Giải chi tiết:

Độ biến dạng của lò xo tại VTCB: $Δ l_{0} = \frac{m g}{k} = \frac{0, 1.10}{25} = 4 c m$

Quá trình chuyển động của vật được chia làm hai giai đoạn:

Vật nặng chịu tác dụng của các lực: trọng lực, lực đàn hồi của lò xo, lực quán tính $(F_{q t} = P)$ .

Tại vị trí cân bằng và trong quá trình rơi, vật dao động điều hòa quanh vị trí lò xo không biến dạng với biên độ $A = Δ l_{0}$

Thời điểm $t = 0$ , con lắc bắt đầu rơi thì vật đang ở biên dưới.

Tần số góc của dao động:

$ω = \sqrt{\frac{k}{m}} = 5 π_{} (r a d / s)$ $\Rightarrow T = \frac{2 π}{ω} = 0, 4 s$

Sau khoảng thời gian $t_{1} = 0, 02 \sqrt{15} = \frac{\sqrt{15}}{20} T$ ứng với góc quét $φ = ω t_{1} = 69^{0}$

Một con lắc lò xo thẳng đứng gồm lò xo nhẹ có độ cứng k = 25N / m một đầu được gắn với hòn bi nhỏ (ảnh 1)

Khi đó li độ của vật là: $x_{1} = A . \cos 69^{0} = 1, 4 c m$

Khi đó vật có vận tốc là: $v = - ω . \sqrt{A^{2} - x^{2}} = - 58, 93_{} (c m / s)$

+ Giai đoạn 2: Khi lò xo bị giữ ở chính giữa.

Xét trong hệ quy chiếu gắn với mặt đất, vật chịu tác dụng của 2 lực: Trọng lực và lực đàn hồi.

Độ cứng ⇒ VTCB mới ở cách vị trí cân bằng cũ 2cm, là vị trí lò xo dãn $Δ l = \frac{m g}{k^{'}} = 2 c m$

Sau thời gian $t_{1}$ , vận tốc của vật nặng so với mặt đất là: $\vec{v_{13}} = \vec{v_{12}} + \vec{v_{23}}$

$\Rightarrow v_{13} = - 58, 93 + g t = 18, 53 c m / s$

Li độ của vật tại thời điểm t1 trong hệ quy chiếu gắn với mặt đất là: $x_{13} = - 1, 4 - 2 = - 3, 4 c m$

Khi đó tần số góc: $ω^{'} = \sqrt{\frac{k^{'}}{m}} = \sqrt{2} ω = 5 \sqrt{2} π (r a d / s)$

Khi đó vật dao động quanh vị trị với biên độ: $A^{'} = \sqrt{x_{13}^{2} + {(\frac{v_{13}}{ω^{'}})}^{2}} \approx 3, 5 c m$

Sau thời gian $Δ t = 0, 07 s$

Vị trí ban đầu $α = a c r \cos \frac{3, 4}{3, 5} = 13, 8^{0}$

Góc quét được $φ = ω Δ t = 5 \sqrt{2} π .0, 07 = 89^{0}$

Li độ lúc đó là $x = A . \sin (α + φ - 90^{0}) = 0, 77 c m$

Vận tốc lúc đó là $v = ω^{'} \sqrt{{A^{'}}^{2}} - x^{2} = 75, 8_{} c m / s$

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 »

CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ

Câu 1

Trong hiện tượng giao thoa sóng trên mặt nước, khoảng cách giữa hai cực đại liên tiếp nằm trên đường nối hai tâm sóng bằng bao nhiêu?

A. bằng hai lần bước sóng.

B. bằng một phần tư bước sóng.

C. bằng một bước sóng.

D. bằng một nửa bước sóng.

Lời giải

Đáp án D

Phương pháp giải:

Khoảng cách giữa hai cực đại hoặc hai cực tiểu liên tiếp là $\frac{λ}{2}$

Khoảng cách giữa một cực đại và 1 cực tiểu liên tiếp là $\frac{λ}{4}$

Giải chi tiết:

Trong hiện tượng giao thoa sóng trên mặt nước, khoảng cách giữa hai cực đại liên tiếp nằm trên đường nối hai tâm sóng bằng một nửa bước sóng.

Câu 2

Hiện tượng quang dẫn là hiện tượng:

A. dẫn sóng ánh sáng bằng cáp quang.

B. tăng nhiệt độ của một chất khi bị chiếu sáng.

C. giảm điện trở của một chất khi bị chiếu sáng.

D. thay đổi màu của một chất khi bị chiếu sáng.

Lời giải

Đáp án C

Phương pháp giải:

Hiện tượng giảm điện trở suất, tức là tăng độ dẫn điện của bán dẫn, khi có ánh sáng thích hợp chiếu vào gọi là hiện tượng quang dẫn.

Giải chi tiết:

Hiện tượng quang dẫn là hiện tượng giảm điện trở của một chất khi bị chiếu sáng.

Câu 3

Theo thuyết lượng tử ánh sáng, phát biểu nào sau đây sai?

A. Ánh sáng được tạo thành bởi các hạt gọi là phôtôn.

B. Năng lượng của các phôtôn ứng với các ánh sáng đơn sắc khác nhau là như nhau.

C. Trong chân không, các phôtôn bay dọc theo tia sáng với tốc độ $c = {3.10}^{8} m / s$ .

D. Phôtôn chỉ tồn tại trong trạng thái chuyển động. Không có phôtôn đứng yên.

Lời giải

Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 199K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.

Nâng cấp VIP

Câu 4

Theo Anh-xtanh khi một êlectron hấp thụ phôtôn sử dụng một phần năng lượng làm công thoát, phần còn lại biến thành động năng ban ban đầu cực đại của nó. Chiếu bức xạ có bước sóng vào một tấm kim loại thì nhận được các quang e có vân tốc cực đại là $v_{1} = {2.10}^{5} m / s$ . Khi chiếu bức xạ có bước sóng $λ_{2} = 0, 2 μ m$ thì vận tốc cực đại của quang điện tử là:

A. $1, {2.10}^{6} m / s$

B. $\sqrt{6} {.10}^{5} m / s$

C. $2 \sqrt{7} {.10}^{5} m / s$

D. ${6.10}^{5} m / s$

Lời giải

Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 199K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.

Nâng cấp VIP

Câu 5

Mạch dao động điện từ điều hòa gồm cuộn cảm L và tụ điện C, khi tăng điện dung của tụ điện lên 4 lần thì chu kì dao động của mạch:

A. giảm đi 2 lần

B. tăng lên 4 lần

C. tăng lên 2 lần

D. giảm đi 4 lần

Lời giải

Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 199K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.

Nâng cấp VIP

Câu 6

Tìm phát biểu sai về điện trường

A. Điện trường tồn tại xung quanh điện tích

B. Điện trường tác dụng lực điện lên các điện tích khác đặt trong nó

C. Điện trường của điện tích Q ở các điểm càng xa Q càng yếu

D. Xung quanh một hệ hai điện tích điểm đặt gần nhau chỉ có điện trường do một điện tích gây ra.

Lời giải

Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 199K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.

Nâng cấp VIP

Câu 7

Thế nào là 2 sóng kết hợp?

A. Hai sóng luôn đi kèm với nhau.

B. Hai sóng chuyển động cùng chiều và cùng tốc độ.

C. Hai sóng có cùng bước sóng và có độ lệch pha biến thiên tuần hoàn.

D. Hai sóng có cùng tần số và có độ lệch pha không đổi theo thời gian.

Lời giải

Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 199K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.

Nâng cấp VIP

Xem thêm các câu hỏi khác »

Hỏi bài tập

Đăng ký gói thi VIP

VIP +1 tháng ( 199,000 VNĐ )

VIP +1 - Luyện thi tất cả các đề có trên Website trong 1 tháng

Hơn 100K đề thi thử, đề minh hoạ, chính thức các năm
Với 2tr+ câu hỏi theo các mức độ Nhận biết, Thông hiểu, Vận dụng
Tải xuống đề thi [DOCX] với đầy đủ đáp án
Xem bài giảng đính kèm củng cố thêm kiến thức
Bao gồm tất cả các bậc từ Tiểu học đến Đại học
Chặn hiển thị quảng cáo tăng khả năng tập trung ôn luyện

Mua ngay

VIP +3 tháng ( 299,000 VNĐ )

VIP +3 - Luyện thi tất cả các đề có trên Website trong 3 tháng

Hơn 100K đề thi thử, đề minh hoạ, chính thức các năm
Với 2tr+ câu hỏi theo các mức độ Nhận biết, Thông hiểu, Vận dụng
Tải xuống đề thi [DOCX] với đầy đủ đáp án
Xem bài giảng đính kèm củng cố thêm kiến thức
Bao gồm tất cả các bậc từ Tiểu học đến Đại học
Chặn hiển thị quảng cáo tăng khả năng tập trung ôn luyện

Mua ngay

VIP +6 tháng ( 399,000 VNĐ )

VIP +6 - Luyện thi tất cả các đề có trên Website trong 6 tháng

Hơn 100K đề thi thử, đề minh hoạ, chính thức các năm
Với 2tr+ câu hỏi theo các mức độ Nhận biết, Thông hiểu, Vận dụng
Tải xuống đề thi [DOCX] với đầy đủ đáp án
Xem bài giảng đính kèm củng cố thêm kiến thức
Bao gồm tất cả các bậc từ Tiểu học đến Đại học
Chặn hiển thị quảng cáo tăng khả năng tập trung ôn luyện

Mua ngay

VIP +12 tháng ( 499,000 VNĐ )

VIP +12 - Luyện thi tất cả các đề có trên Website trong 12 tháng

Hơn 100K đề thi thử, đề minh hoạ, chính thức các năm
Với 2tr+ câu hỏi theo các mức độ Nhận biết, Thông hiểu, Vận dụng
Tải xuống đề thi [DOCX] với đầy đủ đáp án
Xem bài giảng đính kèm củng cố thêm kiến thức
Bao gồm tất cả các bậc từ Tiểu học đến Đại học
Chặn hiển thị quảng cáo tăng khả năng tập trung ôn luyện

Mua ngay

Trong hiện tượng giao thoa sóng trên mặt nước, khoảng cách giữa hai cực đại liên tiếp nằm trên đường nối hai tâm sóng bằng bao nhiêu?

Hiện tượng quang dẫn là hiện tượng:

Theo thuyết lượng tử ánh sáng, phát biểu nào sau đây sai?

Mạch dao động điện từ điều hòa gồm cuộn cảm L và tụ điện C, khi tăng điện dung của tụ điện lên 4 lần thì chu kì dao động của mạch:

Tìm phát biểu sai về điện trường

Thế nào là 2 sóng kết hợp?

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