Một con lắc lò xo dao động điều hòa trên mặt phẳng nằm ngang. Công suất P là đại lượng được xác định bởi tích của lực kéo về và vận tốc của vật. Hình bên là đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của P theo thời gian t. Tại thời điểm ban đầu t=0, vật cách vị trí cân bằng 5cm. Độ cứng của lò xo gần giá trị nào nhất sau đây?

A.  

22,1N/m.

B.  

11,5N/m.

C.  

30,6N/m.

D.  

15,3N/m.

Đáp án đúng là: C

Giải thích đáp án:

p=Fv=kAcos(ωt+φ).ωAsin(ωt+φ)=12kωA2sin(2ωt+2φ)p = F v = k A cos \left( \omega t + \varphi \right) . \omega A sin \left( \omega t + \varphi \right) = \dfrac{1}{2} k \omega A^{2} sin \left( 2 \omega t + 2 \varphi \right) (1)
T4=3o^=0,03sT=0,12sω=2πT=50π3rad/s\dfrac{T '}{4} = 3 \widehat{o} = 0 , 03 s \Rightarrow T ' = 0 , 12 s \Rightarrow \omega ' = \dfrac{2 \pi}{T '} = \dfrac{50 \pi}{3} r a d / s
p=4cos(50π3(t0,02)+π2)=4cos(50π3t+π6)=4sin(50π3t+2π3)p = 4cos \left( \dfrac{50 \pi}{3} \left(\right. t - 0 , 02 \right) + \dfrac{\pi}{2} \left.\right) = 4cos \left( \dfrac{50 \pi}{3} t + \dfrac{\pi}{6} \right) = 4sin \left( \dfrac{50 \pi}{3} t + \dfrac{2 \pi}{3} \right) (2)
Đồng nhất (1) và (2) được ω=25π3rad/s\omega = \dfrac{25 \pi}{3} r a d / s
12kωA2=412k.25π3.0,12=4k30,6\dfrac{1}{2} k \omega A^{2} = 4 \Rightarrow \dfrac{1}{2} k . \dfrac{25 \pi}{3} . 0 , 1^{2} = 4 \Rightarrow k \approx 30 , 6 (N/m). Chọn C

Câu hỏi tương tự:


Đề thi chứa câu hỏi này:

75. Đề thi thử TN THPT VẬT LÝ 2024 - Sở Hải Dương. (Có lời giải chi tiết)THPT Quốc giaVật lý

1 mã đề 40 câu hỏi 50 phút

5,931 lượt xem 3,171 lượt làm bài