YOMEDIA
NONE
  • Câu hỏi:

    Một con lắc lò xo treo thẳng đứng, dao  động điều hòa nơi có gia tốc trọng trường g = 10 m/s2. Hình bên  là đồ thị sự phụ thuộc của độ lớn lực đàn hồi Fdh  của lò xo và độ  lớn lực hồi phục Fhp tác dụng lên vật nặng của con lắc theo thời gian t. Biết \({{t}_{2}}-{{t}_{1}}=\frac{\pi }{12}(s).\) Tốc độ trung bình của vật nặng từ thời điểm t1 đến thời điểm t3 là 

    • A. 1,52 m/s.
    • B. 1,12 m/s.
    • C. 1,43 m/s. 
    • D. 1,27 m/s.

    Lời giải tham khảo:

    Đáp án đúng: D

    Ta có đồ thị: 

    Giả sử ở vị trí cân bằng, lò xo giãn một đoạn ∆l0

    Lực đàn hồi và lực phục hồi có độ lớn cực đại là:

    \(\left\{ \begin{array}{*{35}{l}} {{F}_{dh\max }}=k\left( \Delta {{l}_{0}}+A \right) \\ {{F}_{ph\max }}=kA \\ \end{array}\Rightarrow {{F}_{dh\max }}>{{F}_{ph\max }} \right.\)

    Từ đồ thị ta thấy đồ thị (1) là đồ thị lực phục hồi, đồ thị (2) là đồ thị lực đàn hồi

    Ta có: \(\frac{{{F}_{dh\max }}}{{{F}_{ph\max }}}=\frac{k\left( \Delta {{l}_{0}}+A \right)}{kA}=\frac{3}{2}\Rightarrow 2\left( \Delta {{l}_{0}}+A \right)=3A\Rightarrow A=2\Delta {{l}_{0}}\)

    Nhận xét: lực phục hồi có độ lớn nhỏ nhất tại vị trí cân bằng → tại thời điểm t1, vật ở vị trí cân bằng

    Lực đàn hồi có độ lớn nhỏ nhất tại vị trí lò xo không biến dạng → tại thời điểm t2, vật ở vị trí lò xo không  biến dạng lần thứ 2 kể từ thời điểm t1 

    Lực đàn hồi và lực phục hồi có độ lớn cực đại tại vị trí biên dưới → tại thời điểm t3, vật ở vị trí biên dưới lần  đầu tiên kể từ thời điểm t2 

    Ta có vòng tròn lượng giác: 

    Từ vòng tròn lượng giác ta thấy từ thời điểm t1 đến t2, vecto quay được góc: \(\Delta \varphi =\frac{5\pi }{6}(rad)\)

    Ta có: \(\Delta \varphi =\omega \left( {{t}_{2}}-{{t}_{1}} \right)\Rightarrow \frac{5\pi }{6}=\omega .\frac{\pi }{12}\Rightarrow \omega =10(ra\text{d/s)}\)

    Mà \(\omega =\sqrt{\frac{g}{\Delta {{l}_{0}}}}\Rightarrow 10=\sqrt{\frac{10}{\Delta {{l}_{0}}}}\Rightarrow \Delta {{l}_{0}}=0,1(m)\)

    \(\Rightarrow A=2\Delta {{l}_{0}}=0,2(m)\)

    Nhận xét: từ thời điểm t1 đến t3, vật đi được quãng đường là:

    S = 3A = 3.0,2 = 0,6 (m) 

    Vecto quay được góc: 

    \(\Delta \varphi =\frac{3\pi }{2}=\omega .\left( {{t}_{3}}-{{t}_{1}} \right)\Rightarrow {{t}_{3}}-{{t}_{1}}=\frac{\frac{3\pi }{2}}{10}=\frac{3\pi }{20}(s)\)

    Tốc độ trung bình của vật trong khoảng thời gian từ t1 đến t3 là: 

    \({{v}_{tb}}=\frac{S}{{{t}_{3}}-{{t}_{1}}}=\frac{0,6}{\frac{3\pi }{20}}\approx 1,27(\text{m/s)}\)

    ADSENSE

Mã câu hỏi: 275990

Loại bài: Bài tập

Chủ đề :

Môn học: Vật lý

Câu hỏi này thuộc đề thi trắc nghiệm dưới đây, bấm vào Bắt đầu thi để làm toàn bài

 
YOMEDIA

Hướng dẫn Trắc nghiệm Online và Tích lũy điểm thưởng

 

 

CÂU HỎI KHÁC

AANETWORK
 

 

YOMEDIA
AANETWORK
OFF