Một con lắc lò xo treo thẳng đứng dao động điều hòa tại nơi có = 10 (m/s)2.\text{g }=\text{ 10} \textrm{ } \left(\text{m}/\text{s}\right)^{\text{2}} .Bỏ qua mọi lực cản. Chọn mốc thế năng tại vị trí cân bằng của quả nặng. Hình vẽ bên là đồ thị biểu diễn mối liên hệ giữa thế năng trọng trường và động năng của quả nặng theo thời gian. Biết (t)2( t)1=7π240  s.\left(\text{t}\right)_{\text{2}} \left(-\text{ t}\right)_{\text{1}} = \dfrac{\text{7}\pi}{\text{240}} \textrm{ }\textrm{ } \text{s}. Xét một lần đi lên, trong thời gian lực đàn hồi ngược chiều lực kéo về thì tốc độ trung bình của quả nặng gần nhất với giá trị nào sau đây?

A.  

205 cm/s.

B.  

168 cm/s.

C.  

175 cm/s.

D.  

197 cm/s.

Đáp án đúng là: D

Giải thích đáp án:

Tại t 1 thì và đang đi đến biên
Tại t 2 thì và đang đi đến vtcb
ω=αΔt=π3+π47π/240=20\omega = \dfrac{\alpha}{\Delta t} = \dfrac{\dfrac{\pi}{3} + \dfrac{\pi}{4}}{7 \pi / 240} = 20 (rad/s) Δl0=g(ω)2=10(20)2=0,025m=2,5cm\Rightarrow \Delta l_{0} = \dfrac{g}{\left(\omega\right)^{2}} = \dfrac{10}{\left(20\right)^{2}} = 0 , 025 m = 2 , 5 c m
WhdmaxW=mgA12kA2=2Δl0A=24A=4Δl0=4.2,5=10cm\dfrac{W_{h d max}}{W} = \dfrac{m g A}{\dfrac{1}{2} k A^{2}} = \dfrac{2 \Delta l_{0}}{A} = \dfrac{2}{4} \Rightarrow A = 4 \Delta l_{0} = 4 . 2 , 5 = 10 c m
vtb=st=Δl01ωarcsinΔl0A=2,5120arcsin14197,9cm/sv_{t b} = \dfrac{s}{t} = \dfrac{\Delta l_{0}}{\dfrac{1}{\omega} arcsin \dfrac{\Delta l_{0}}{A}} = \dfrac{2 , 5}{\dfrac{1}{20} arcsin \dfrac{1}{4}} \approx 197 , 9 c m / s. Chọn D

Câu hỏi tương tự:


Đề thi chứa câu hỏi này:

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

1 mã đề 40 câu hỏi 40 phút

5,621 lượt xem 3,003 lượt làm bài