Câu hỏi:

19/05/2022 2,942

Một con lắc lò xo dao động điều hòa theo phương thẳng đứng dọc theo trục tọa độ Ox, chiều dương hướng xuống, gốc O tại vị trí cân bằng của vật nhỏ. Chọn mốc thế năng trọng trường ở vị trí cân bằng của vật nhỏ. Hình vẽ bên là các đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của thế năng trọng trường và thế năng đàn hồi vào li độ x của dao động. Trong đó hiệu ${x_1} - {x_2} = 3,66cm$. Biên độ dao động A của con lắc lò xo có giá trị bằng

A. 12 cm

B. 15 cm.

C. 13 cm.

D. 14 cm.

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

Quảng cáo

Trả lời:

Giải bởi Vietjack

Phương pháp:

+ Đọc đồ thị

+ Sử dụng biểu thức tính độ dãn của lò xo tại ${\rm{VTCB}}:\Delta l = \frac{{mg}}{k}$

+ Sử dụng biểu thức tính thế năng đàn hồi: ${{\rm{W}}_{dh}} = \frac{1}{2}k\Delta {l^2}$ với${\rm{ }}\Delta l$là độ biến dạng của lò xo

+ Sử dụng biểu thức tính thế năng trọng trường: $W_{t t} = - m g x$

Cách giải:

Từ đồ thị, ta thấy thế năng đàn hồi cực tiểu = 0 tại x₂ $ \Rightarrow $ đây chính là độ dãn của lò xo tại VTCB

$\Rightarrow x_{2} = - Δ l = - \frac{m g}{k}$

Lại có:

+ Thế năng đàn hồi: ${{\rm{W}}_{{\rm{d}}h}} = \frac{1}{2}k{\left( {x - {x_2}} \right)^2}$

+ Thế năng trọng trường: $W_{t t} = - m g x$

Từ đồ thị:

+ Xét tại $x = x_{1} : ta c ó : W_{d h} = W_{t t} \Rightarrow \frac{W_{d h}}{W_{t t}} = 1 \Leftrightarrow \frac{{(x_{1} - x_{2})}^{2}}{2 x_{1} x_{2}} = 1 (*)$

Theo đề bài ta có: ${x_1} - {x_2} = 3,66\;{\rm{cm}} \Rightarrow $ thay vào (*) ta suy ra:

$\{\begin{cases} 2 x_{1} x_{2} = 3, 66^{2} \\ x_{1} - x_{2} = 3, 66 \end{cases} \Rightarrow \{\begin{cases} x_{2} = - 4, 9997 cm \\ x_{2} = 1, 3396 cm (loai) \end{cases}$

+ Xét tại $x = A ta c ó : \{\begin{cases} W_{d h} = 8 W_{0} \\ W_{t t} = - 3 W_{0} \end{cases} \Rightarrow \frac{8}{- 3} = \frac{{(A - x_{2})}^{2}}{2 A \cdot x_{2}}$

Thay số vào ta suy ra:$\frac{8}{{ - 3}} = \frac{{{{(A + 4,9997)}^2}}}{{2 \cdot A( - 4,9997)}} \Rightarrow \left[ {\begin{array}{*{20}{l}}{A = 14,9991\;{\rm{cm}}}\\{A = 1,667\;{\rm{cm}}}\end{array}} \right.$

Chọn B.

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 thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng đơn sắc, gọi i là khoảng vân, khoảng cách từ vân sáng trung tâm đến vân tối thứ hai là

A. 2i

B. 2,5i

C. i

D. 1,5i

Lời giải

Phương pháp:

Sử dụng biểu thức xác định vị trí vân tối: ${x_t} = \left( {k + \frac{1}{2}} \right)i$

Cách giải:

Vị trí vân tối: ${x_t} = \left( {k + \frac{1}{2}} \right)i$

Vân tối thứ hai ứng với k =1 ⇒Khoảng cách từ vân sáng trung tâm đến vân tối thứ hai: ${x_{t2}} = \left( {1 + \frac{1}{2}} \right)i = \frac{3}{2}i$

Chọn D.

Câu 2

Một sóng điện từ truyền qua điểm M trong không gian, cường độ điện trường và cảm ứng từ tại M biến thiên điều hòa với giá trị cực đại lần lượt là E₀và B₀. Tại một thời điểm nào đó, cường độ điện trường và cảm ứng từ tại M lần lượt là E và B. Hệ thức nào sau đây đúng?

\frac{E}{E_{0}} = - \frac{B}{B_{0}}

B. $\frac{E}{{{E_0}}} = \frac{B}{{{B_0}}}$

C. ${\left( {\frac{E}{{{E_0}}}} \right)^2} + {\left( {\frac{B}{{{B_0}}}} \right)^2} = 1$

D. ${\left( {\frac{E}{{{E_0}}}} \right)^2} + {\left( {\frac{B}{{{B_0}}}} \right)^2} = 2$

Lời giải

Phương pháp:

Trong quá trình truyền sóng, vecto cường độ điện trường $\overrightarrow E $ và vecto cảm ứng từ $\overrightarrow B $ biến thiên tuần hoàn theo không gian và thời gian, và luôn đồng pha.

Cách giải:

Do $\overrightarrow E $ và $\overrightarrow B $ biến thiên cùng pha với nhau nên: $\frac{E}{{{E_0}}} = \frac{B}{{{B_0}}}{\rm{ hay }}{\left( {\frac{E}{{{E_0}}}} \right)^2} = {\left( {\frac{B}{{{B_0}}}} \right)^2}$

Chọn B.

Câu 3