Một con lắc lò xo đang dao động điều hòa theo phương nằm ngang. Mốc thế năng ở vị trí cân bằng. Biết động năng cực đại của con lắc là 80 mJ, lực kéo về cực đại tác dụng lên vật nhỏ của con lắc là 4 N. Khi vật ở vị trí cách vị trí biên 1 cm thì thế năng của con lắc có giá trị là

A. 5 mJ.

B. 50 mJ.

C. 450 mJ.

D. 45 mJ.

Xem lời giải

Câu hỏi trong đề: Giải Đề thi THPT Quốc gia môn Vật lí năm 2022 (4 mã đề gốc) !!

Bắt đầu thi

Quảng cáo

Trả lời:

Giải bởi Vietjack

Đáp án đúng là D

Cách 1:

$W = \frac{1}{2} K A . A = \frac{1}{2} F_{\max} . A \Rightarrow A = 4 c m x = 3 c m = \frac{3 A}{4} \Rightarrow W_{t} = \frac{9 W}{16} = 45 m J$

Cách 2:

$W = \frac{1}{2} k A^{2} = W_{d \max} = {80.10}^{- 3} J; F_{\max} = k A = 4 N \Rightarrow {80.10}^{- 3} = F_{\max} . \frac{A}{2} = 4. \frac{A}{2} \Rightarrow A = 0, 04 m; k = 100 N / m .$

Khi vật cách biên 1cm ta có :

$x = \pm 3 c m = \pm 0, 03 m \Rightarrow W_{t} = \frac{1}{2} k x^{2} = 0, 045 J = 45 m J .$

Cách 3: $\{\begin{cases} E = \frac{1}{2} k A^{2} \\ F_{k v} = k A \end{cases} \Rightarrow A = \frac{2 E}{F_{k v}} = 0, 04 m \Rightarrow k = 100 N/m.$

Khi vật ở vị trí cách vị trí biên 1 cm thì thế năng của con lắc có giá trị là $E_{t} = \frac{1}{2} k x^{2} = 45 m J$

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 »

Bình luận

CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ

Câu 1

Chất phóng xạ X có chu kì bán rã T, phân rã biến đổi thành hạt nhân con Y bền. Ban đầu $(t = 0)$ có một mẫu chất X nguyên chất. Tại thời điểm t₁, tỉ số giữa số hạt nhân Y sinh ra và số hạt nhân X còn lại là 0,25. Tại thời điểm $t_{2} = t_{1} + 141, 2 (s),$ tỉ số giữa số hạt nhân Y sinh ra và số hạt nhân X còn lại là 4. Giá trị của T gần nhất với giá trị nào sau đây?

A. 35 s.

B. 281s.

C. 72 s.

D. 139 s.

Lời giải

Đáp án đúng là C

$\frac{N_{C}}{N_{M}} = 2^{k} - 1$

Tại thời điểm t₁: $2^{k} - 1 = 0, 25 \Rightarrow k_{1} = 0, 32 \Rightarrow t_{1} = 0, 32 T$

Tại thời điểm t₂= t₁ + 141,2:

2 T = 141,2 . Nên T = 70,6 s

Cách 2: Tại thời điểm t₁ ta có:

$\frac{N_{Y 1}}{N_{X 1}} = \frac{N_{o} (1 - e^{- λ t_{1}})}{N_{o} . e^{- λ t_{1}}} = e^{λ t_{1}} - 1 = \frac{1}{4} \Rightarrow λ t_{1} = \ln \frac{5}{4} .$

Tại thời điểm t₂ ta có:

$\frac{N_{Y 2}}{N_{X 2}} = \frac{N_{o} (1 - e^{- λ t_{2}})}{N_{o} . e^{- λ t_{2}}} = e^{λ t_{2}} - 1 = 4 \Rightarrow λ t_{2} = \ln 5. \Rightarrow \frac{t_{2}}{t_{1}} = 7, 213; t 2 = t 1 + 141, 2 = > t 1 = 22, 726 s \Rightarrow \frac{0, 693.22, 726}{T} = \ln \frac{5}{4} \Rightarrow T = 70.578 s .$

Cách 3: $\frac{Δ N}{N} = 2^{\frac{t}{T}} - 1 \Rightarrow \{\begin{cases} 2^{\frac{t_{1}}{T}} - 1 = 0, 25 \\ 2^{\frac{t_{2}}{T}} - 1 = 4 \end{cases} \Rightarrow 2^{\frac{1}{T} (t_{2} - t_{1})} = 4 \Leftrightarrow T = 70, 6 s .$