Câu hỏi:

18/05/2022 1,755

Cho một con lắc đơn lý tưởng gồm dây treo dài 40 cm và một vật nhỏ khối lượng 150 g được tích điện $3, {5.10}^{- 5} C$ . Khi con lắc đang đứng cân bằng trên phương thẳng đứng thì đặt một điện trường đều theo phương ngang có cường độ ${4.10}^{4} V / m$ . Khi con lắc chuyển động đến vị trí dây treo tạo với phương thẳng đứng góc $60 °$ thì ngắt điện trường. Cho $g = 10 m / s^{2}$ và bỏ qua mọi lực cản. Tốc độ cực đại của vật nhỏ sau đó xấp xỉ bằng:

A. 5,42 m/s.

B. 4,52 m/s.

C. 2,54 m/s.

D. 4,25 m/s.

Xem lời giải

Câu hỏi trong đề: Bộ 20 đề thi ôn luyện THPT Quốc gia môn Vật lí có lời giải 2022 !!

Bắt đầu thi

Trả lời:

Giải bởi Vietjack

Đáp án C

Cho một con lắc đơn lý tưởng gồm dây treo dài 40 cm và một vật nhỏ khối (ảnh 1)

Trong trạng thái tự nhiên, vị trí cân bằng của vật nhỏ là O.

Khi đặt điện trường theo phương ngang thì vị trí cân bằng của vật nhỏ chuyển tới vị trí mới là O’ như hình vẽ, lúc này dây treo lệch với phương thẳng đứng một góc $θ$ , ta có: $\tan θ = \frac{F_{q}}{P} = \frac{q E}{m g} = \frac{3, {5.10}^{- 5} {.4.10}^{4}}{0, 15.10} = 0, 9333 \Rightarrow θ = 43 °$ .

Gia tốc trọng trường hiệu dụng khi đó là: $g_{h d} = \frac{g}{\cos θ} = \frac{10}{\cos 43 °} = 13, 67 m / s^{2}$ .

Lúc này O’ là vị trí cân bằng và O là vị trí biên của dao động nên biên độ góc của dao động là $α_{0} = θ = 43 °$

Khi dây treo tạo với phương thẳng đứng góc $60 °$ thì góc lệch so với vị trí cân bằng mới O’ là $α' = 60 ° - 43 ° = 17 °$ , đây chính là ly độ góc của dao động.

Áp dụng bảo toàn cơ năng đối với vị trí cân bằng mới O’ ta có: $m g_{h d} l (1 - \cos α_{0}) = m g_{h d} l (1 - \cos α') + \frac{m v^{2}}{2} \Rightarrow v = \sqrt{2 g_{h d} l (\cos α' - \cos α_{0})}$ .

Thay số vào được: $v = \sqrt{2.13, 67.0, 4 (\cos 17 ° - \cos 43 °)} = 1, 568 m / s$ .

Khi đột ngột ngắt điện trường thì vị trí cân bằng quay trở lại O, lúc đó ly độ góc là $α = 60 °$ và tốc độ vật nhỏ là $v = 1, 568 m / s$ , áp dụng định luật bảo toàn cơ năng ta có:

$\begin{array}{l} \frac{m v_{\max}^{2}}{2} = m g l (1 - \cos α) + \frac{m v^{2}}{2} \\ \Rightarrow v_{\max} = \sqrt{v^{2} + 2 g l (1 - \cos α)} = \sqrt{1, 568^{2} + 2.10.0, 4. (1 - \cos 60 °)} \approx 2, 54 m / s . \end{array}$

Bình luận

Câu 1:

Trên một sợi dây đàn hồi căng ngang, dài 120 cm, hai đầu cố định đang có sóng dừng ổn định với phương dao động là phương thẳng đứng. Người ta quan sát thấy chỗ rộng nhất của bụng sóng trên phương dao động có bề rộng là 4a. Biết rằng khoảng cách ngắn nhất giữa hai điểm trên dây dao động cùng pha và có cùng biên độ bằng a là 20 cm. Số bụng sóng trên dây là:

A. 4

B. 8

C. 1

D. 10

Xem đáp án » 18/05/2022 5,966

Câu 2:

Một con lắc lò xo treo thẳng đứng, lò xo có độ cứng 100 N/m và khối lượng không đáng kể, khối lượng vật nhỏ bằng 400 g. Từ vị trí cân bằng, đưa vật nhỏ theo phương thẳng đứng xuống dưới tới vị trí lò xo giãn 12 cm rồi buông nhẹ cho dao động điều hòa. Lấy $g = 10 m / s^{2} = π^{2}$ . Trong một chu kỳ dao động, thời gian lực đàn hồi tác dụng vào điểm treo ở đầu trên cao của lò xo cùng chiều với hợp lực tác dụng lên vật nhỏ là:

A. $\frac{1}{15} s .$

B. $\frac{1}{10} s .$

C. $\frac{1}{30} s .$

D. $\frac{2}{15} s .$

Xem đáp án » 18/05/2022 4,742

Câu 3:

Tại sao để có thể xảy ra phản ứng nhiệt hạch cần phải có nhiệt độ cao hàng chục triệu độ?

A. Để các electron bứt ra khỏi nguyên tử tạo điều kiện cho các hạt nhân tiếp xúc với nhau.

B. Để các hạt nhân có động năng đủ lớn, thắng được lực đẩy Cu-lông giữa các hạt nhân.

C. Để phá vỡ hạt nhân của nguyên tử tham gia phản ứng, kết hợp thành hạt nhân mới.

D. Để kích thích phản ứng hóa học xảy ra giữa các nguyên tử và phân tử.

Xem đáp án » 17/05/2022 4,622

Câu 4:

Khi đi từ không khí vào thủy tinh, năng lượng của photon ánh sáng:

A. giảm và bước sóng tăng.

B. không đổi và bước sóng tăng.

C. không đổi và bước sóng giảm.

D. tăng và bước sóng giảm.

Xem đáp án » 17/05/2022 3,289

Câu 5:

Một sóng cơ học truyền trong môi trường vật chất đàn hồi, đồng nhất và đẳng hướng, từ điểm A đến điểm B, nhận xét nào dưới đây là đúng?

A. Chu kỳ dao động tại A khác chu kỳ dao động tại B.

B. Dao động tại A trễ pha hơn dao động tại B.

C. Biên độ dao động tại A lớn hơn biên độ dao động tại B.

D. Tốc độ truyền sóng tại A lớn hơn tốc độ truyền sóng tại B.

Xem đáp án » 17/05/2022 3,064

Câu 6:

Một vật nhỏ đang dao động điều hòa với chu kỳ bằng 0,4 s và biên độ bằng 3 cm. Trong quá trình dao động, tỉ lệ giữa thời gian dài nhất và thời gian ngắn nhất để vật đi được quãng đường dài 3 cm là:

A. 0,5.

B. 1,3.

C. 2.

D. 3,1.

Xem đáp án » 18/05/2022 2,116

Câu 7:

Để phân biệt âm thanh do các nhạc cụ khác nhau phát ra, người ta dựa vào:

A. tần số âm.

B. âm sắc.

C. cường độ âm.

D. mức cường độ âm.

Xem đáp án » 17/05/2022 2,063

Bình luận

Tại sao để có thể xảy ra phản ứng nhiệt hạch cần phải có nhiệt độ cao hàng chục triệu độ?

Khi đi từ không khí vào thủy tinh, năng lượng của photon ánh sáng:

Một sóng cơ học truyền trong môi trường vật chất đàn hồi, đồng nhất và đẳng hướng, từ điểm A đến điểm B, nhận xét nào dưới đây là đúng?

Một vật nhỏ đang dao động điều hòa với chu kỳ bằng 0,4 s và biên độ bằng 3 cm. Trong quá trình dao động, tỉ lệ giữa thời gian dài nhất và thời gian ngắn nhất để vật đi được quãng đường dài 3 cm là:

Để phân biệt âm thanh do các nhạc cụ khác nhau phát ra, người ta dựa vào:

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

Tại sao để có thể xảy ra phản ứng nhiệt hạch cần phải có nhiệt độ cao hàng chục triệu độ?

Khi đi từ không khí vào thủy tinh, năng lượng của photon ánh sáng:

Một sóng cơ học truyền trong môi trường vật chất đàn hồi, đồng nhất và đẳng hướng, từ điểm A đến điểm B, nhận xét nào dưới đây là đúng?

Một vật nhỏ đang dao động điều hòa với chu kỳ bằng 0,4 s và biên độ bằng 3 cm. Trong quá trình dao động, tỉ lệ giữa thời gian dài nhất và thời gian ngắn nhất để vật đi được quãng đường dài 3 cm là:

Để phân biệt âm thanh do các nhạc cụ khác nhau phát ra, người ta dựa vào:

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