Ba vật nhỏ khối lượng lần lượt là m 1 , m 2 m 3 ( m 1 = m 2 = m 3 2 =100 g ) được treo vào 3 lò xo nhẹ có độ cứng lần lượt k 1 , k 2 , k 3 (với k 1 = k 2 =40 N/m ). Tại vị trí cân bằng ( VTCB ), ba vật cùng nằm trên một đường thẳng nằm ngang (Hình 1). Biết O 1 O 2 = O 2 O 3 =2 cm . Kích thích đồng thời cho cả ba vật dao động điều hòa theo những cách khác nhau: Từ vị trí cân bằng truyền cho m 1 vận tốc v 01 =60 cm/s hướng thẳng đứng lên trên; m 2 được thả nhẹ nhàng từ một điểm phía dưới vị trí cân bằng một đoạn 1,5 cm ; đưa m 3 xuống dưới vị trí cân bằng rồi truyền cho vật vận tốc ban đầu v 0 . Để trong suốt quá trình dao động ba vật luôn nằm trên cùng một đường thẳng thì độ lớn và chiều của v 0

A.  

v 0 =60 cm/s , hướng thẳng đứng lên trên

B.  

v 0 =30 cm/s , hướng thẳng đứng xuống dưới

C.  

v 0 =30 cm/s , hướng thẳng đứng lên trên

D.  

v 0 =60 cm/s , hướng thẳng đứng xuống dưới

Đáp án đúng là: D

Giải thích đáp án:

ω=km=400,1=20rad/s\omega = \sqrt{\dfrac{k}{m}} = \sqrt{\dfrac{40}{0 , 1}} = 20 r a d / s
A1=v01ω=6020=3cmx1=3cos(20t+π2)A_{1} = \dfrac{v_{01}}{\omega} = \dfrac{60}{20} = 3 c m \rightarrow x_{1} = 3cos \left( 20 t + \dfrac{\pi}{2} \right)x2=1,5cos(20t)x_{2} = 1 , 5cos \left( 20 t \right)
x1+x3=2x2x3=2x2x1=2.1,503π2=32π4x_{1} + x_{3} = 2 x_{2} \Rightarrow x_{3} = 2 x_{2} - x_{1} = 2 . 1 , 5 \angle 0 - 3 \angle \dfrac{\pi}{2} = 3 \sqrt{2} \angle - \dfrac{\pi}{4}
v0=20.32sin(π4)=60cm/sv_{0} = - 20 . 3 \sqrt{2} sin \left( - \dfrac{\pi}{4} \right) = 60 c m / s. Chọn D

Câu hỏi tương tự:


Đề thi chứa câu hỏi này:

82. Đề thi thử TN THPT VẬT LÝ 2024 - Liên trường Yên Thành - Nghệ An. (Có lời giải chi tiết)THPT Quốc giaVật lý

1 mã đề 40 câu hỏi 40 phút

5,843 lượt xem 3,122 lượt làm bài