-
Câu hỏi:
Một con lắc lò xo nằm ngang gồm vật \(m = \frac{1}{{{\pi ^2}}}\) được nối với lò xo độ cứng k = 100 N/m. Đầu kia lò xo gắn với điểm cố định. Từ vị trí cân bằng, đẩy vật cho là lò xo nén \(2\sqrt 3\) cm rồi buông nhẹ. Khi vật qua vị trí cân bằng lần đầu tiên thì tác dụng lên vật lực F không đổi cùng chiếu với vận tốc và có độ lớn F = 2N, khi đó vật dao động với biên độ A1 . Biết rằng lực F chỉ xuất hiện trong thời gian 1/30s và sau khi lực F ngừng tác dụng, vật dao động điều hòa với biên độ A2 . Biết trong quá trình dao động, lò xo luôn nằm trong giới hạn đàn hồi. Bỏ qua ma sát. Tỷ số \(\frac{{{A_1}}}{{{A_2}}}\) bằng
- A. \(\frac{{\sqrt 7 }}{2}\)
- B. \(\frac{2}{{\sqrt 7 }}\)
- C. \(\frac{2}{{\sqrt 3 }}\)
- D. \(\frac{{\sqrt 3 }}{2}\)
Đáp án đúng: B
Khi chưa có lực F, vị trí cân bằng của vật là O. Biên độ là \(A = 2\sqrt 3 cm\)
Khi có thêm lực F, VTCB dịch chuyển đến O' sao cho OO' = F/k = 0,02 m = 2 cm.
Tần số góc \(\omega = \sqrt {\frac{k}{m}} = 10\pi \,rad/s\) . Chu kì T = 0,2 s.
Khi F bắt đầu tác dụng (t = 0), vật đến O có li độ so với O' là \({x_1} = - 2cm\) và có vận tốc \({v_1} = \omega A = 20\pi \sqrt 3 \,\,cm/s\) .
Biên độ \({A_1} = \sqrt {x_1^2 + {{\left( {\frac{{{v_1}}}{\omega }} \right)}^2}} = 4\,\,cm\)
Thời gian ngắn nhất vật đi từ O đến O' là \({t_1} = \frac{T}{6} = \frac{1}{{60}}s\)
Ta thấy rằng \(t = \frac{1}{{30}}s = 2{t_1}\) nên khi F ngừng tác dụng thì vật có li độ so với O là x2 = 4 cm và có vận tóc \({v_2} = {v_1} = \omega A = 20\pi \sqrt 3 \,\,cm/s\)
Từ đó biên độ lúc ngừng tác dụng lực :
\({A_2} = \sqrt {x_2^2 + {{\left( {\frac{{{v_2}}}{\omega }} \right)}^2}} = 2\sqrt 7 \,cm\)
Vậy: \(\frac{{{A_1}}}{{{A_2}}} = \frac{2}{{\sqrt 7 }}\)
YOMEDIA
Hướng dẫn Trắc nghiệm Online và Tích lũy điểm thưởng
CÂU HỎI KHÁC VỀ CON LẮC LÒ XO
- tại nơi có gia tốc rơi tự do là g. Khi viên bi ở vị trí cân bằng thì lò xo dãn đi một đoạn
- Đúng lúc vật đi qua vị trí cân bằng, người ta giữ cố định điểm chính giữa của lò xo, vật tiếp tục dao động điều hòa với biên độ A
- vật đi từ vị trí cân bằng đến vị trí mà lực đàn hồi của lò xo có độ lớn cực tiểu
- dùng để tính chu kì của con lắc lò x
- một lò xo nhẹ có độ cứng k=100N/m đang đứng yên ở vị trí cân bằng thì có một vật nhỏ bay theo phương thẳng đứng
- con lắc lò xo đặt trên mặt phẳng nằm ngang nhẵn gồm lò xo nhẹ có độ cứng 80 N / m. vật nhỏ khối lượng 200 g, dao động điều hoà tự do
- vật treo khối lượng m0 , treo gần một con lắc đơn chiều dài dây treo l , khối lượng vật treo m.
- con lắc lò xo có độ cứng là k = 50N/m dao động dọc theo trục của lò xo với biên độ 2 cm
- vật có khối lượng m = 1kg. Kéo vật dọc theo trục của lò xo xuống dưới vị trí cân bằng 3cm và truyền cho nó một vận tốc 30cm/s
- Kích thích cho hai con lắc dao động đều hòa dọc theo hai trục cùng vuông góc với tường. Trong quá trình dao động, khoảng cách lớn nhất giữa hai vật theo phương ngang là 6 cm