Một con lắc lò xo gồm lò xo nhẹ và vật nhỏ khối lượng 100g đang dao động điều hòa theo phương ngang, mốc tính thế năng tại vị trí cân bằng. Từ thời điểm t1 = 0 đến t2=π48s{t_2} = \frac{\pi }{{48}}s, động năng của con lắc tăng từ 0,096J đến giá trị cực đại rồi giảm về 0,064J. Ở thời điểm t2, thế năng của con lắc bằng 0,064J. Biên độ dao động của con lắc là

A.  
5,7cm.
B.  
7,0cm.
C.  
8,0cm.
D.  
3,6cm.

Đáp án đúng là: C

Giải thích đáp án:

Tại thời điểm t1 = 0:

Wd=0,096J;Wt=WWd=0,032WdWt=A2x2x2=3x=±A2\begin{array}{l} {{\rm{W}}_d} = 0,096J;{{\rm{W}}_t} = {\rm{W}} - {{\rm{W}}_d} = 0,032\\ \Rightarrow \frac{{{{\rm{W}}_d}}}{{{{\rm{W}}_t}}} = \frac{{{A^2} - {x^2}}}{{{x^2}}} = 3\\ \Rightarrow x = \pm \frac{A}{2} \end{array}

Tại thời điểm t2:

Wd=Wtx=±A2sinα=x0A=12α=π6;sinβ=x1A=22β=π4Δφ=α+β=5π12Δt=t2t1=Δφωω=ΔφΔt=20rad/sW=12mω2A2A=2Wmω2=8cm\begin{array}{l} {{\rm{W}}_d} = {{\rm{W}}_t}\\ \Rightarrow x = \pm \frac{A}{{\sqrt 2 }}\\ \sin \alpha = \frac{{{x_0}}}{A} = \frac{1}{2} \Rightarrow \alpha = \frac{\pi }{6};\\ \sin \beta = \frac{{\left| {{x_1}} \right|}}{A} = \frac{{\sqrt 2 }}{2} \Rightarrow \beta = \frac{\pi }{4}\\ \Rightarrow \Delta \varphi = \alpha + \beta = \frac{{5\pi }}{{12}}\\ \Delta t = {t_2} - {t_1} = \frac{{\Delta \varphi }}{\omega }\\ \Rightarrow \omega = \frac{{\Delta \varphi }}{{\Delta t}} = 20rad/s\\ \Rightarrow {\rm{W}} = \frac{1}{2}m{\omega ^2}{A^2}\\ \Rightarrow A = \sqrt {\frac{{2W}}{{m{\omega ^2}}}} = 8cm \end{array}

Câu hỏi tương tự:


Đề thi chứa câu hỏi này:

Đề Thi Thử Tốt Nghiệp THPT Quốc Gia 2020 Môn Vật Lý - Trường THPT Thoại Ngọc Hầu (Có Đáp Án)THPT Quốc giaVật lý

1 mã đề 40 câu hỏi 50 phút

122,451 lượt xem 65,926 lượt làm bài