Một lò xo nhẹ có độ cứng 25 N/m đặt thẳng đứng, đầu dưới treo vật nặng có khối lượng m=100 g , đầu trên nối với sợi dây nhẹ, không dãn có độ dài AB=6 cm . Bỏ qua mọi lực cản, lấy g=10 m/ s 2 π 2 =10 . Ban đầu nâng vật m để hai đầu A,B trùng nhau và lò xo có phương thẳng đứng sau đó buông nhẹ để vật chuyển động. Trong khoảng thời gian từ lúc dây bắt đầu bị căng đến lúc dây bắt đầu bị trùng lần đầu tiên thì tốc độ trung bình của vật gần giá trị nào nhất sau đây?

A.  

71 cm/s

B.  

101 cm/s

C.  

81 cm/s

D.  

91 cm/s

Đáp án đúng là: D

Giải thích đáp án:


GĐ1: Rơi tự do đến khi dây căng v=2g.AB=2.1000.6=2030v = \sqrt{2 g . A B} = \sqrt{2 . 1000 . 6} = 20 \sqrt{30} (cm/s)
GĐ2: Từ vị trí lò xo không biến dạng vật dao động điều hòa đi xuống
ω=km=250,1=5105π\omega = \sqrt{\dfrac{k}{m}} = \sqrt{\dfrac{25}{0 , 1}} = 5 \sqrt{10} \approx 5 \pi (rad/s) và Δl0=mgk=0,1.1025=0,04m=4cm\Delta l_{0} = \dfrac{m g}{k} = \dfrac{0 , 1 . 10}{25} = 0 , 04 m = 4 c m
A=Δl02+(vω)2=42+(2030510)2=8A = \sqrt{\Delta l_{0}^{2} + \left( \dfrac{v}{\omega} \right)^{2}} = \sqrt{4^{2} + \left( \dfrac{20 \sqrt{30}}{5 \sqrt{10}} \right)^{2}} = 8(cm)
GĐ3: Vật quay lại vị trí lò xo không biến dạng và dây chùng lần đầu
vtb=st=2(Δl0+A)αω=2(4+8)4π/35π=90v_{t b} = \dfrac{s}{t} = \dfrac{2 \left( \Delta l_{0} + A \right)}{\dfrac{\alpha}{\omega}} = \dfrac{2 \left( 4 + 8 \right)}{\dfrac{4 \pi / 3}{5 \pi}} = 90(cm/s). Chọn D

Câu hỏi tương tự:


Đề thi chứa câu hỏi này:

52. Đề thi thử TN THPT VẬT LÝ 2024 - Sở Hà Nam. (Có lời giải chi tiết)THPT Quốc giaVật lý

1 mã đề 40 câu hỏi 50 phút

6,237 lượt xem 3,332 lượt làm bài