-
Câu hỏi:
Con lắc lò xo gồm vật nặng M = 300g, lò xo có độ cứng k = 200N/m. Khi M đang ở vị trí cân bằng, thả vật m = 200g từ độ cao h = 3,75 cm so với M. lấy g = 10 m/s2 . Bỏ qua ma sát, va chạm là mềm. Sau va chạm cả hai vật cùng dao động điều hòa. Chọn trục tọa độ thẳng đứng, gốc tọa độ tại vị trí cân bằng của M trước va chạm, gốc thời gian là lúc va chạm. Phương trình dao động của hai vật là
- A. x = 2cos(2\(\pi\)t - \(\pi\)/ 3)cm
- B. x = 2cos(2\(\pi\)t + \(\pi\)/3)cm
- C. x = 2cos(2\(\pi\)t - \(\pi\)/3)- 1cm
- D. x = 2cos(2\(\pi\)t - \(\pi\)/3) + 1cm
Đáp án đúng: C
Vì có thêm vật m gắn vào M (va chạm mềm) nên ta có \(\omega =\sqrt{\frac{k}{m+M}}=20(rad/s)\)
Vận tốc của vật m ngay trước kho va cham với M:
\(v=\sqrt{2gh}\)
Định luật bảo toàn động lượng
\(mv=(m+V)v_h\Rightarrow v_h=\frac{m}{m+M}v=\frac{\sqrt{3}}{5}(m/s)\)
Gọi O' là vị trí cân bằng mới của hệ ⇒ bắt đầu dao động ở vị trí có tọa độ x = 1 (cm) so với O'
Có \(\left ( \frac{x}{A} \right )^2+\left ( \frac{v_h}{v_{max}} \right )^2=1\)và \(v^2_{max}=A^2\omega ^2\Rightarrow A=2(cm), v_{max}=\frac{2}{5}(m/s)\)
Hệ bắt đầu chuyển động ở vị trí có tọa độ x = 1 cm hướng về VTCB, với A = 2cm, suy ra \(\varphi =\frac{\pi }{3}\)
Phương trình chuyển động so với O': x= 2 cos(20t + \(\frac{\pi}{3}\)) (cm)
Đề bài yêu cầu phương trình chuyển động so với O nên ta có pt:
\(x=2cos(20t+\frac{\pi }{3})-1(cm)\)YOMEDIA
Hướng dẫn Trắc nghiệm Online và Tích lũy điểm thưởng
CÂU HỎI KHÁC VỀ CON LẮC LÒ XO
- Một con lắc lò xo dao động điều hòa theo phương thẳng đứng tại nơi có gia tốc rơi tự do g
- Một con lắc lò xo treo thẳng đứng gồm lò xo nhẹ có độ cứng k gắn với vật nhỏ có khối lượng m đang dao động điều hòa dọc theo trục Ox thẳng đứng mà gốc O ở ngang với vị trí cân bằng của vật
- Con lắc lò xo treo vào trần thang máy chuyển động theo phương thẳng đứng. Khi thang máy đứng yên thì tần số dao động điều hòa của con lắc là 4 Hz.
- Từ một cao h nào đó, sau những khoảng thời gian như nhau, những giọt nước rơi xuống một cái tấm nằm ngang gắn trên một chiếc lò xo có tần số dao động riêng là fo
- Con lắc lò xo treo thẳng đứng, tại vị trí cân bằng lò xo dãn Delta l0. Kích thích để quả nặng dao động điều hoà theo phương thẳng đứng với chu kỳ T.
- Cho một con lắc lò xo trên mặt phẳng nằm ngang nhẵn, gồm một lò xo có độ cứng k = 100 N/m, khối lượng không đáng kể, chiều dài tự nhiên ℓo = 80 cm
- Trong dao động điều hòa của con lắc lò xo trên một mặt phẳng không ma sát thì:
- Tần số dao động của con lắc lò xo tăng hay giảm bao nhiêu lần nếu tăng khối lượng của con lắc lên 4 lần :
- Công thức nào sau đây diễn tả chu kỳ dao động của con lắc lò xo:
- Một con lắc lò xo gồm vật nặng có khối lượng 400 gam và lò xo có độ cứng 40 N/m. Con lắc này dao động điều hòa với chu kỳ bằng: