Một con lắc lò xo thẳng đứng gồm vật nặng có khối lượng 100 g và một lò xo nhẹ có độ cứng 100 N/m . Kéo vật xuống dưới theo phương thẳng đứng đến vị trí lò xo dãn 4 cm rồi truyền cho nó một vận tốc 40πcm/s theo phương thẳng đứng từ dưới lên. Coi vật dao động điều hòa theo phương thẳng đứng. Lấy g π 2 =10 m/ s 2 . Thời gian ngắn nhất để vật chuyển động từ vị trí thấp nhất đến vị trị lực đàn hồi của lò xo tác dụng lên vật có độ lớn 1,5 N và hướng xuống lần đầu tiên là

A.  

3 20 s

B.  

2 5 s

C.  

1 30 s

D.  

1 15 s

Đáp án đúng là: D

Δl0=mgk=0,1.10100=0,01m=1cm\Delta l_{0} = \dfrac{m g}{k} = \dfrac{0 , 1 . 10}{100} = 0 , 01 m = 1 c mω=km=1000,110π\omega = \sqrt{\dfrac{k}{m}} = \sqrt{\dfrac{100}{0 , 1}} \approx 10 \pi (rad/s)
x=ΔlΔl0=41=3cmx = \Delta l - \Delta l_{0} = 4 - 1 = 3 c m
A=x2+(vω)2=32+(40π10π)2=5cmA = \sqrt{x^{2} + \left( \dfrac{v}{\omega} \right)^{2}} = \sqrt{3^{2} + \left( \dfrac{40 \pi}{10 \pi} \right)^{2}} = 5 c m
F=kΔlneˋn1,5=100ΔlneˋnΔlneˋn=1,5cmF = k \Delta l_{n \grave{e} n} \Rightarrow 1 , 5 = 100 \Delta l_{n \grave{e} n} \Rightarrow \Delta l_{n \grave{e} n} = 1 , 5 c m
x=(Δl0+Δlneˋn)=(1,5+1)=2,5cm=A2φ=2π3x = - \left( \Delta l_{0} + \Delta l_{n \grave{e} n} \right) = - \left( 1 , 5 + 1 \right) = - 2 , 5 c m = - \dfrac{A}{2} \Rightarrow \varphi = \dfrac{2 \pi}{3}
t=Δφω=2π/310π=115st = \dfrac{\Delta \varphi}{\omega} = \dfrac{2 \pi / 3}{10 \pi} = \dfrac{1}{15} s. Chọn D


 

Câu hỏi tương tự:


Đề thi chứa câu hỏi này:

48 . Đề thi thử TN THPT VẬT LÝ 2024 - Sở Bình Thuận. (Có lời giải chi tiết).docxTHPT Quốc giaVật lý

1 mã đề 40 câu hỏi 50 phút

6,323 lượt xem 3,360 lượt làm bài