Hình ảnh

Một con lắc lò xo thẳng đứng dao động điều hòa, hình bên là đồ thị sự phụ thuộc của công suất tức thời của lực đàn hồi lò xo theo li độ x của vật. Chọn t=0 tương ứng là điểm B trên đồ thị. Lấy g=10 m/ s 2 , lấy π 2 =10 , độ cứng lò xo k=100 N/m . Kết luận nào sau đây là đúng?

A.  

Khoảng thời gian trong một chu kỳ dao động có lực đàn hồi và lực kéo về cùng hướng nhau đồng thời cùng hướng chuyển động là 1 6 2 (s)

B.  

Cơ năng của con lắc lò xo có giá trị là 0,02 J

C.  

Thời điểm đầu tiên có được điểm A trên đồ thị là t0,076( s)

D.  

Giá trị công suất tức thời tại B là 5π 14 (W)

Đáp án đúng là: A

W=12kA2=12.100.0,(04)2=0,08JW = \dfrac{1}{2} k A^{2} = \dfrac{1}{2} . 100 . 0 , \left(04\right)^{2} = 0 , 08 J \rightarrow B sai
ω=gΔl0=100,02=5π2\omega = \sqrt{\dfrac{g}{\Delta l_{0}}} = \sqrt{\dfrac{10}{0 , 02}} = 5 \pi \sqrt{2} (rad/s) T=2πω=0,22s\rightarrow T = \dfrac{2 \pi}{\omega} = 0 , 2 \sqrt{2} s
Khoảng thời điểm đầu tiên có điểm A trên đồ thị: t=T2=0,2220,14st = \dfrac{T}{2} = \dfrac{0 , 2 \sqrt{2}}{2} \approx 0 , 14 s \rightarrowC sai
Tại B: Vật có li độ x = 3 cm, lò xo đang nén l = 1cm = 0,01m
Fdh=k.Δl=100.0,01=1NF_{d h} = k . \Delta l = 100 . 0 , 01 = 1 Nv=ωA2x2=5π2.4232=5π14cm/s=0,05π14m/sv = \omega \sqrt{A^{2} - x^{2}} = 5 \pi \sqrt{2} . \sqrt{4^{2} - 3^{2}} = 5 \pi \sqrt{14} c m / s = 0 , 05 \pi \sqrt{14} m / s
Công suất tức thời tại B: PB=Fdhv=0,05π14WP_{B} = F_{d h} v = 0 , 05 \pi \sqrt{14} W \rightarrowD sai
Lực đàn hồi và lực kéo về cùng hướng nhau đồng thời cùng hướng chuyển động
⇒ vật đi từ biên dưới đến VTCB và vật đi từ trên đến VTTN của lò xo
Δt=αω=π/2+π/35π2=162s\Rightarrow \Delta t = \dfrac{\alpha}{\omega} = \dfrac{\pi / 2 + \pi / 3}{5 \pi \sqrt{2}} = \dfrac{1}{6 \sqrt{2}} s. Chọn A


 

Đề thi chứa câu hỏi này:

37. Đề thi thử TN THPT VẬT LÝ 2024 - Lý Thái Tổ - Bắc Ninh. (Có lời giải chi tiết)THPT Quốc giaVật lý

1 mã đề 40 câu hỏi 50 phút

6,485 lượt xem 3,437 lượt làm bài