-
Câu hỏi:
Hai vật nhỏ A và B có cùng khối lượng 1 kg, được nối với nhau bằng sợi dây mảnh, nhẹ, không dẫn điện dài 10 cm. Vật B được tích điện q = 10−6 C. Vật A không nhiễm điện được gắn vào lò xo nhẹ có độ cứng k = 10 N/m. Hệ được đặt nằm ngang trên mặt bàn nhẵn trong điện trường đều có cường độ điện trường 105 V/m hướng dọc theo trục lò xo. Ban đầu hệ nằm yên, lò xo bị giãn. Lấy \(\pi\)2 = 10. Cắt dây nối hai vật, khi lò xo có chiều dài ngắn nhất lần đầu tiên thì A và B cách nhau một khoảng là
- A. 24 cm
- B. 4 cm
- C. 17 cm
- D. 19 cm
Đáp án đúng: C
Xét tại vị trí cân bằng của hệ.
Các ngoại lực tác dụng vào hệ bao gồm lực đàn hồi của lò xo tác dụng vào vật A Fđh có chiều từ B đến A; lực điện Fđ tác dụng vào vật B có chiều từ A đến B.
Hệ vật cân bằng \(\Rightarrow \overrightarrow{F_{dh}}+\overrightarrow{F_d}=\overrightarrow{0}\Rightarrow\) Fđh = Fđ ⇒ k.\(\Delta\)l=q.E ⇒ \(\Delta\)l =1cm
Sau khi cắt dây nối hai vật, vật A sẽ dao động điều hòa quanh vị trí cân bằng với A = 1 cm; vật B sẽ chuyển động nhanh dần đều theo hướng AB với a = qE/m = 0,1 m/s2Chu kì dao động của vật A là \(T=\frac{2\pi}{\omega }=2\pi.\sqrt{\frac{m}{k}}=2s\)
Khi lò xo có chiều dài ngắn nhất ⇒ vật A ở biên âm, cách vị trí ban đầu 2 cm ⇒ thời gian từ khi cắt đứt dây đến khi lò xo có chiều dài ngắn nhất là T/2 = 1s
Quãng đường vật B đi được trong t = 1s là s = 0,5.a.t2 = 5 cm
⇒ khoảng cách giữa A và B khi lò xo có chiều dài ngắn nhất lần đầu tiên là 2 + 5 +10 = 17cmYOMEDIA
Hướng dẫn Trắc nghiệm Online và Tích lũy điểm thưởng
CÂU HỎI KHÁC VỀ CON LẮC LÒ XO
- Con lắc lò xo gồm vật có khối lượng m, lò xo có độ cứng k được kích thích dao động với biên độ A.
- Một con lắc lò xo dao động điều hoà tự do theo phương nằm ngang với chiều dài quỹ đạo là 14cm
- Một lò xo có khối lượng không đáng kể, độ cứng k = 20N / m nằm ngang, một đầu A được giữ cố định
- Một con lắc lò xo gồm vật m treo vào lò xo thì tại vị trí cân bằng lò xo dãn một đoạn 4cm.
- Khi thay đổi khối lượng vật nặng của con lắc lò xo thì đại lượng nào sau đây không thay đổi?
- Con lắc lò xo gồm vật nhỏ có khối lượng 200 g và lò xo nhẹ có độ cứng 80 N/m
- Con lắc lò xo gồm vật nhỏ khối lượng 200 g gắn với một lò xo nhẹ
- Con lắc lò xo gồm một vật có khối lượng 250 g và lò xo nhẹ có độ cứng 100 N/ m dao động điều hòa dọc theo trục tọa độ Ox với biên độ 4 cm
- Con lắc lò xo treo thẳng đứng, lò xo nhẹ. Từ vị trí cân bằng, kéo vật xuống một đoạn 3 cm rồi thả ra cho vật dao động
- Một con lắc lò xo có khối lượng 1 kg dao động điều hòa với năng lượng là 0,125(J)