Hai con lắc lò xo giống nhau có cùng khối lượng vật nặng m và cùng độ cứng lò xo k. Hai con lắc dao động trên hai đường thẳng song song, có vị trí cân bằng ở cùng gốc tọa độ. Chọn mốc thế năng tại vị trí cân bằng, đồ thị li độ - thời gian của hai dao động được cho như hình vẽ (con lắc thứ hai có biên độ nhỏ hơn con lắc thứ nhất ). Ở thời điểm t, con lắc thứ nhất có vận tốc 72cm/s và con lắc thứ hai có thế năng Khối lượng m là:

A.  
B.  
C.  
D.  

Đáp án đúng là: D

Giải thích đáp án:

Từ đồ thị ta có:

+ Chu kì: T=0,5sω=2πT=4π(rad/s)T=0,5s\Rightarrow \omega =\frac{2\pi }{T}=4\pi (ra\text{d/s)}

+ Biên độ dao động: A1=6cm;A2=2cm{{A}_{1}}=6cm;{{A}_{2}}=2cm

\Rightarrow Phương trình dao động của hai con lắc lò xo:

x1x2=A1A2=3Wt1Wt2=x12x22=A12A22=9\Rightarrow \frac{{{x}_{1}}}{{{x}_{2}}}=\frac{{{A}_{1}}}{{{A}_{2}}}=3\Rightarrow \frac{{{W}_{t1}}}{{{W}_{t2}}}=\frac{x_{1}^{2}}{x_{2}^{2}}=\frac{A_{1}^{2}}{A_{2}^{2}}=9

Ở thời điểm t ta có: Wt1Wt2=W1Wd1Wt2=912m.ω2A1212mv12Wt2=9\frac{{{W}_{t1}}}{{{W}_{t2}}}=\frac{{{W}_{1}}-{{W}_{d1}}}{{{W}_{t2}}}=9\Leftrightarrow \frac{\frac{1}{2}m.{{\omega }^{2}}A_{1}^{2}-\frac{1}{2}mv_{1}^{2}}{{{W}_{t2}}}=9

12.m.(4π)2.0,06212.m.0,7224.103=9m=1,25kg=54kg\Leftrightarrow \frac{\frac{1}{2}.m.{{(4\pi )}^{2}}.0,{{06}^{2}}-\frac{1}{2}.m.0,{{72}^{2}}}{{{4.10}^{-3}}}=9\Rightarrow m=1,25kg=\frac{5}{4}kg

Câu hỏi tương tự:


Đề thi chứa câu hỏi này:

Đề Thi Thử THPT Quốc Gia Năm 2021 Môn Vật Lý - Trường THPT Chuyên Nguyễn Bỉnh Khiêm - Quảng Nam (Có Đáp Án)THPT Quốc giaVật lý

1 mã đề 40 câu hỏi 1 giờ

115,626 lượt xem 62,251 lượt làm bài