Câu hỏi:

18/05/2022 680

Một con lắc lò xo gồm lò xo nhẹ có độ cứng k = 50 N/m, vật nhỏ có khối lượng m = 250 g. Đầu lò xo gắn vào sợi dây AB mềm, nhẹ, không dãn như hình vẽ. Từ vị trí cân bằng, truyền cho vật vận tốc $v = 100\sqrt 2 \;{\rm{cm}}/{\rm{s}}$ hướng thẳng đứng xuống dưới. Lấy $g = 10\;{\rm{m}}/{{\rm{s}}^2}$, gốc thời gian ${t_0} = 0$ lúc truyền vận tốc cho vật. Tốc độ trung bình của vật từ ${t_0} = 0$ cho đến khi nó đạt độ cao cực đại lần thứ nhất là

A. 92,35 cm/s.

B. 90,03 cm/s.

C. 88,56 cm/s.

D. 85,16 cm/s.

Xem lời giải

Câu hỏi trong đề: 30 đề thi thử THPT Quốc gia môn Vật lí năm 2022 có lời giải !!

Bắt đầu thi

Trả lời:

Giải bởi Vietjack

Phương pháp:

Độ biến dạng của lò xo khi ở vị trí cân bằng: $\Delta l = \frac{{mg}}{k}$

Tần số góc của con lắc lò xo: $ω = \sqrt{\frac{k}{m}}$

Tốc độ của vật ở vịt rí cân bằng: ${v_{\max }} = \omega A$

Công thức độc lập với thời gian: ${v^2} = \omega \sqrt {{A^2} - {x^2}} $

Thời gian chuyển động ném thẳng đứng lên: $t = \frac{v}{g}$

Độ cao vật đạt được trong chuyển động ném thẳng đứng hướng lên: ${h_{\max }} = \frac{{{v^2}}}{{2g}}$

Sử dụng vòng tròn lượng giác và công thức: $\Delta t = \frac{{\Delta \varphi }}{\omega }$

Tốc độ trung bình: ${v_\phi } = \frac{S}{t}$

Cách giải:

Tần số góc của con lắc là: $ω = \sqrt{\frac{k}{m}} = \sqrt{\frac{50}{0, 25}} = 10 \sqrt{2} (rad / s)$

Độ biến dạng của lò xo khi ở vị trí cân bằng là:

$\Delta l = \frac{{mg}}{k} = \frac{{0,25.10}}{{50}} = 0,05(\;{\rm{m}}) = 5(\;{\rm{cm}})$

Nhận xét: con lắc dao động khi lực đàn hồi có độ lớn bằng 0, dây bị chùng, hệ chuyển động với gia tốc trọng trường g

→ Từ thời điểm vật đạt li độ -5 cm đến khi nó đạt độ cao cực đại lần thứ nhất, vật chuyển động giống như chuyển động ném thẳng đứng lên với vận tốc v

Ta có vòng tròn lượng giác:

Một con lắc lò xo gồm lò xo nhẹ có độ cứng k = 50 N/m, vật nhỏ có khối lượng (ảnh 2)

Vật dao động điều hòa trong khoảng thời gian từ thời điểm đầu đến thời điểm đầu tiên lò xo không biến dạng (x = -5 cm), vecto quay được góc là:

$Δ φ = \frac{3 π}{2} - \frac{π}{3} = \frac{7 π}{6} (rad) \Rightarrow t_{1} = \frac{Δ φ}{ω} = \frac{\frac{7 π}{6}}{10 \sqrt{2}} = \frac{7 π}{60 \sqrt{2}} (s)$

Quãng đường vật dao động điều hòa là:

${s_1} = 2A + (A - \Delta l) = 3A - \Delta l = 3.10 - 5 = 25(\;{\rm{cm}})$

Ở li độ x = -5 cm, áp dụng công thức độc lập với thời gian, ta có vận tốc của vật là:

$v = ω \sqrt{A^{2} - x^{2}} = 10 \sqrt{2} \cdot \sqrt{10^{2} - 5^{2}} \Rightarrow v = 50 \sqrt{6} (cm / s) = 0, 5 \sqrt{6} (m / s)$

Vật chuyển động ném lên, quãng đường vật chuyển động được đến khi dừng lại là:

${s_2} = {h_{\max }} = \frac{{{v^2}}}{{2g}} = \frac{{{{(0,5\sqrt 6 )}^2}}}{{2.10}} = 0,075(\;{\rm{m}}) = 7,5(\;{\rm{cm}})$

Thời gian vật chuyển động ném lên là: ${t_2} = \frac{v}{g} = \frac{{0,5\sqrt 6 }}{{10}} = \frac{{\sqrt 6 }}{{20}}(s)$

Tốc độ trung bình của vật là:

${v_{tb}} = \frac{{{s_1} + {s_2}}}{{{t_1} + {t_2}}} = \frac{{25 + 7,5}}{{\frac{{7\pi }}{{60\sqrt 2 }} + \frac{{\sqrt 6 }}{{20}}}} \approx 85,16(\;{\rm{cm}}/{\rm{s}})$

Chọn D.

Bình luận

Câu 1:

Chọn phát biểu đúng khi nói về đường sức điện.

A. Qua mỗi điểm trong điện trường ta có thể vẽ được ít nhất hai đường sức điện.

B. Các đường sức điện không cắt nhau.

C. Nơi nào điện trường mạnh hơn thì nơi đó đường sức điện được vẽ thưa hơn.

D. Các đường sức điện xuất phát từ các điện tích âm.

Xem đáp án » 18/05/2022 3,246

Câu 2:

Một mạch dao động LC, với cuộn cảm thuần L = 9 mH. Trong quá trình dao động, hiệu điện thế cực đại giữa hai bản tụ là 12 V. Tại thời điểm điện tích trên bản tụ có độ lớn q = 24 nC thì dòng điện trong mạch có cường độ $i = 4\sqrt 3 mA$. Chu kì dao động riêng của mạch bằng

A. 12π μs.

B. 6π μs.

C. 6π ms.

D. 12π ms.

Xem đáp án » 18/05/2022 1,624

Câu 3:

Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa với ánh sáng đơn sắc, khoảng cách giữa hai khe là 1 mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn là 2 m. Trong hệ vân trên màn, vân sáng bậc 3 cách vân trung tâm 2,4 mm. Bước sóng của ánh sáng đơn sắc dùng trong thí nghiệm là

A. 0,4 μm.

B. 0,6 μm.

C. 0,5 μm.

D. 0,7 μm.

Xem đáp án » 18/05/2022 1,401

Câu 4:

Dùng một ampe kế nhiệt để đo cường độ dòng điện trong một mạch điện xoay chiều, số chỉ của ampe kế cho biết

A. cường độ dòng điện cực đại trong mạch.

B. cường độ dòng điện trung bình trong mạch.

C. cường độ dòng điện tức thời trong mạch.

D. cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch.

Xem đáp án » 18/05/2022 1,286

Câu 5:

Hạt α có động năng 5 MeV bắn vào một hạt nhân $_4^9Be$ đứng yên, gây ra phản ứng tạo thành một hạt $^{12}C$ và một hạt nơtron. Hai hạt sinh ra có vectơ vận tốc hợp với nhau một góc 80⁰. Cho biết phản ứng tỏa ra năng lượng 5,6 MeV. Coi khối lượng xấp xỉ bằng số khối. Động năng của hạt nhân ¹²C có thể bằng

A. 7,04 MeV.

B. 0,59 MeV.

C. 0,41 MeV.

D. 2,58 MeV.

Xem đáp án » 18/05/2022 897

Câu 6:

Dao động của một vật là tổng hợp của hai dao động điều hòa cùng phương, có phương trình li độ lần lượt là ${x_1} = {A_1}\cos \left( {10t + \frac{\pi }{6}} \right)(cm);{x_2} = 4\cos (10t + \varphi )(cm)$ (t tính bằng s), ${A_1}$ có giá trị thay đổi được. Phương trình dao động tổng hợp của vật có dạng $x = A\cos \left( {\omega t + \frac{\pi }{3}} \right)(cm)$. Độ lớn gia tốc lớn nhất của vật có thể nhận giá trị là

A. $8,3\;{\rm{m}}/{{\rm{s}}^2}$.

B. $2m/{s^2}$.

C. $8m/{s^2}$.

D. $4m/{s^2}$.

Xem đáp án » 18/05/2022 743

Câu 7:

Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng và tần số không đổi vào hai đầu đoạn mạch AB mắc nối tiếp theo thứ tự gồm cuộn cảm thuần L, biến trở R và tụ điện C. Gọi U_LR là điện áp hiệu dụng ở hai đầu đoạn mạch gồm cuộn cảm thuần L và biến trở R, U_C là điện áp hiệu dụng ở hai đầu tụ C, U_L là điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn cảm thuần L. Hình bên là đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của, \[{U_{LR}},{U_L},{U_C}\] theo giá trị của biến trở R. Khi \[R = 1,5{R_0}\] thì hệ số công suất của đoạn mạch AB xấp xỉ là

A. 0,96.

B. 0,79.

C. 0,85.

D. 0,93.

Xem đáp án » 18/05/2022 710

Bình luận

Chọn phát biểu đúng khi nói về đường sức điện.

Dùng một ampe kế nhiệt để đo cường độ dòng điện trong một mạch điện xoay chiều, số chỉ của ampe kế cho biết

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

Chọn phát biểu đúng khi nói về đường sức điện.

Dùng một ampe kế nhiệt để đo cường độ dòng điện trong một mạch điện xoay chiều, số chỉ của ampe kế cho biết

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