Thứ bảy, 23/11/2024
IMG-LOGO

Câu hỏi:

11/07/2024 917

Một lò xo nhẹ cách điện có độ cứng k = 50 N/m một đầu cố định, đầu còn lại gắn vào quả cầu nhỏ tích điện q = + 5 μC. Khối lượng m = 200 g. Quả cầu có thể dao động không ma sát dọc theo trục lò xo nằm ngang và cách điện. Tại thời điểm ban đầu t = 0 kéo vật tới vị trí lò xo giãn 4 cm rồi thả nhẹ đến thời điểm t = 0,2 s thì thiết lập điện trường không đổi trong thời gian 0,2 s, biết điện trường nằm ngang dọc theo trục lò xo hướng ra xa điểm cố định và có điện lớn E=105V/m. Lấy g=π2=10m/s2. Trong quá trình dao động thì tốc độ cực đại mà quả cầu đạt được là

A. 40π cm/s

B. 20π cm/s

C. 30π cm/s

Đáp án chính xác

D. 50π cm/s

Trả lời:

verified Giải bởi qa.haylamdo.com

Hướng dẫn:

Nhận thấy rằng cách kích thích trên chỉ làm thay đổi vị trí cân bằng của vật mà không làm thay đổi tần số dao động riêng của hệ.

+ Tần số dao đọng riêng của hệ ω=km=500,2=5π rad/s → T = 0,4 s.

Để đơn giản, ta có thể chia chuyển động của con lắc thành các đao động thành phần theo từng giai đoạn.

Giai đoạn 1: Vật dao động điều quanh vị trí cân bằng O với biên độ A = 4 cm trong 0,2 s đầu tiên.

+ Ta để ý rằng khoảng thời gian t = 0,5T = 0,2 s → vật chuyển động từ vị trí ban đầu qua vị trí cân bằng O đến biên âm.

Giai đoạn 2: Vật dao động điều hòa quanh vị trí cân bằng O′ trong 0,2 s tiếp theo.

+ Điện trường được thiết lập trong khoảng thời gian bằng nửa chu kì, lúc này vật sẽ dao động điều hòa quanh vị trí cân bằng mới O′ cách vị trí cân bằng cũ O một đoạn OO'=qEk=1cm, biên độ dao động trong giai đoạn này là A'=A+OO'=5 cm, sau khoảng thời gian này vật đang ở vị trí biên dương (lò xo đan giãn 6 cm).

Giai đoạn 3: Vật dao động điều hòa quanh vị trí cân bằng O

+ Ngừng tác dụng của điện trường, con lắc lại dao động quanh vị trí cân bằng cũ O với biên độ A′′ = 6 cm.

→ Vậy tốc độ cực đại của vật là vmax = ωA′′ = 5π.6 = 30π cm/s.

Đáp án C

Câu trả lời này có hữu ích không?

0

CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ

Câu 1:

Một hệ gồm hai vật có khối lượng m1 = m2 = 200 g dính với nhau bởi một lớp keo mỏng. Một lò xo nhẹ có độn cứng k = 100 N/m, chiều dài tự nhiên là l0 = 50 cm, treo thẳng đứng với đầu trên cố định, đầu dưới gắn vào m1 . Lấy g=10=π2m/s2. Từ vị trí cân bằng nâng hệ vật thẳng đứng đén khi lò xo có chiều dài 48 cm rồi thả nhẹ. Biết hai vật rời nhau khi lực căng giữa chúng đạt tới 3,5 N. Khi vật m2 rời vật m1 thì biên độ dao động của m1  gần với giá trị nào nhất sau đây?

Xem đáp án » 27/08/2021 10,123

Câu 2:

Một con lắc lò xo gồm lò xo nhẹ có độ cứng k = 100 N/m và vật m = 100g được treo ở vị trí dưới của lò xo. Chiều dài tự nhiên của lò xo là l0 = 25 cm. Lúc đầu con lắc không chuyển động, trục lò xo thẳng đứng, vật m ở vị trí cân bằng. Tại cùng một thời điểm, cho điểm phía trên của lò xo chuyển động thẳng đều xuống dưới với tốc độ v0 = 40 cm/s, đồng thời truyền cho vật m vận tốc đầu v1 = 10 cm/s hướng thẳng đứng lên trên. Lấy g=10m/s2. Chiều dài lớn nhất của lò xo trong quá trình dao động xấp xỉ bằng

Xem đáp án » 27/08/2021 2,738

Câu 3:

Một con lắc lò xo gồm lò xo nhẹ có độ cứng k = 100 N/m, một đầu gắn cố định vào tường, một đầu gắn với vật nặng có khối lượng m = 1 kg đặt trên mặt phẳng nằm ngang không ma sát. Ban đầu người ta dùng một giá chặn tiếp xúc với mặt làm cho lò xo bị nén 173 cm. Sau đó cho giá chuyển động dọc trục lò xo ra xa tường với gia tốc 3m/s2. Khi giá chặn tách khỏi vật thì con lắc dao động điều hòa. Biên độ của dao động này là

Xem đáp án » 27/08/2021 2,139

Câu 4:

Một con lắc lò xo đặt nằm ngang gồm một lò xo có độ cứng k = 10 N/m gắn với vật nhỏ có khối lượng m =100 g và mang tích điện q = 5.10-5C. Khi vật nhỏ đang ở vi trí cân bằng người ta thiết lập một điện trường đều theo phương nằm ngang dọc theo trục lò xo và có cường độ E=104V/m trong khoảng thời gian Δt = 0,05π s rồi ngắt điện trường. Bỏ qua ma sát. Vận tốc cực đại của vật sau khi ngắt điện trường là

Xem đáp án » 27/08/2021 1,856

Câu 5:

Một lò xo có độ cứng k = 50 N/m, một đầu treo vật m = 200 g, đầu còn lại treo vào trần của một thang máy đang đứng yên. Cho thang máy chuyển động đi lên nhanh dần đều với gia tốc a=4m/s2, sau khoảng thời gian t = 8,3 s thì thang máy chuyển động thẳng đều. Lấy g=π2=10m/s­2. Biên độ dao động của con lắc khi thang máy chuyển động thẳng đều là

Xem đáp án » 27/08/2021 1,763

Câu 6:

Con lắc gồm lò xo có độ cứng k = 100 N/m; vật nặng có khối lượng 200 g và điện tích q = 100 µC. Ban đầu vật dao động điều hòa với biên độ A = 5 cm theo phương thẳng đứng. Khi vật đi qua  vị trí cân bằng người ta thiết lập một điện trường đều thẳng đứng, hướng lên có cường độ E = 0,12 MV/m. Tìm biên dao động lúc sau của vật trong điện trường.

Xem đáp án » 27/08/2021 1,541

Câu 7:

Một con lắc lò xo gồm vật nặng có khối lượng 100 g và lò xo có độ cứng 40 N/m được đặt trên mặt phẳng ngang không ma sát. Vật nhỏ đang nằm yên tại vị trí cân bằng, mang điện tích q = 40 μC. Tại t = 0, có điện trường đều E=5.104V/m theo phương ngang làm cho con lắc dao động điều hòa, đến thời điểm t=π3s thì ngừng tác dụng điện trường E. Dao động của con lắc sau khi không còn chịu tác dụng của điện trường có biên độ gần nhất giá trị nào sau đây?

Xem đáp án » 27/08/2021 1,425

Câu 8:

Một con lắc lò xo được treo thẳng đứng gồm:  lò xo nhẹ có độ cứng k = 60 N/m, một quả cầu nhỏ khối lượng m = 150 g và mang điện tích q = 6.10-5 C. Coi quả cầu nhỏ là hệ cô lập về điện. Lấy g=10m/s2. Đưa quả cầu nhỏ theo phương dọc trục lò xo đến vị trí  lò xo không biến dạng rồi truyền cho nó một vận tốc ban đầu có độ lớn v0=32m/s theo phương thẳng đứng hướng xuống, con lắc dao động điều hòa. Chọn gốc thời gian là lúc quả cầu nhỏ được truyền vận tốc. Mốc thế năng tại vị trí cân bằng. Sau khoảng thời gian ngắn nhất kể từ thời điểm ban đầu quả cầu nhỏ đi qua vị trí có động  năng bằng ba lần thế năng, một điện trường đều được thiết lập có hướng thẳng đứng xuống dưới và có độ lớn E=2.104V/m. Sau đó, quả cầu nhỏ dao động điều hòa với biên độ bằng bao nhiêu ?

Xem đáp án » 27/08/2021 1,315

Câu 9:

Lần lượt treo các vật nặng m1 và m2 = 1,5m1 vào một đầu tự do của một lò xo thì chiều dài của lò xo lần lượt là 21 cm và 21,5 cm. Treo đồng thời m1 và m2 vào lò xo rồi kích thích cho chúng dao động điều hòa theo phương thẳng đứng với biên độ A (A2=16,875cm2) lấy g=10m/s2. Khi hai vật đi xuống vị trí cân bằng thì vật m2 tuột khỏi vật m1. Khoảng cách giữa hai vật tại thời điểm gần nhất mà lò xo dài nhất gần nhất giá trị nào sau đây? 

Xem đáp án » 27/08/2021 1,241

Câu 10:

Con lắc lò xo nằm ngang như hình vẽ, có độ cứng k = 100 N/ m, vật nặng khối lượng 100 g, được tích điện q = 2.10-5C (cách điện với lò xo, lò xo không tích điện, hệ được đặt trong điện trường E=105V/m nằm ngang như hình. Bỏ qua ma sát lấy π2=10. Ban đầu kéo lò xo đến vị trí giãn 6 cm, rồi buông cho nó dao động điều hòa (t = 0). Xác định thời điểm vật qua vị trí lò xo không biến dạng lần thứ 2017

Xem đáp án » 27/08/2021 1,130

Câu 11:

Một con lắc lò xo gồm vật nhỏ khối lượng 100 g được treo vào đầu tự do của con lắc lò xo có độ cứng k = 20 N/m. Vật nặng m được đặt trên một giá đỡ nằm ngang M tại vị trí lò xo không bị biến dạng. Cho giá đỡ M chuyển động nhanh dần đều xuống dưới với gia tốc a=2m/s2. Lấy g=10m/s2. Ở thời điểm lò xo dài nhất lần đầu tiên, khoảng cách giữa vật m và giá đỡ M gần giá trị nào nhất sau đây? 

Xem đáp án » 27/08/2021 943

Câu 12:

Một con lắc lò xo nằm ngang gồm vật nặng khối lượng 100 g, tích điện q = 20 µC và lò xo có độ cứng 10 N/m. Khi vật đang qua vị trí cân bằng với vận tốc cm/s theo chiều dương trên mặt bàn nhẵn cách điện thì xuất hiện tức thời một điện trường đều trong không gian xung quanh. Biết điện trường cùng chiều dương của trục tọa độ và có cường độ E=104V/m. Tính năng lượng dao động của con lắc sau khi xuất hiện điện trường.

Xem đáp án » 27/08/2021 879

Câu 13:

Một lò xo nhẹ có độ cứng 100 N/m, đầu trên treo vào một điểm cố định, đầu dưới gắn vào vật A có khối lượng 250 g; vật A được nối với vật B cùng khối lượng, bằng một sợi dây mềm, mảnh, nhẹ, không dãn và đủ dài. Từ vị trí cân bằng của hệ, kéo vật B thẳng đứng xuống dưới một đoạn 10 cm rồi thả nhẹ. Bỏ qua các lực cản, lấy giá trị gia tốc trọng trường g=10m/s2. Quãng đường đi được của vật A từ khi thả tay cho đến khi vật A dừng lại lần đầu tiên là

Xem đáp án » 27/08/2021 818

Câu 14:

Một lò xo có độ cứng 10 N/m được treo hai vật nặng có khối lượng m = m′ = 100 g (m gắn chặt vào lò xo, m′ nằm sát dưới m và được gắn với m bằng lớp keo dính mỏng) tại nơi có gia tốc rơi tự do m/s2. Từ vị trí cân bằng nâng hai vật lên đến vị trí lò xo có chiều dài tự nhiên và buông nhẹ cho hai vật dao động. Khi hai vật qua vị trí cân bằng thì vật m′ tách khỏi m. Bỏ qua ma sát, vận tốc lớn nhất của vật m trong quá trình dao động là

Xem đáp án » 27/08/2021 811

Câu 15:

Một con lắc lò xo nằm ngang gồm vật nhỏ có khối lượng m = 250 g và lò xo có độ cứng k =100 N/m. Bỏ qua ma sát. Ban đầu, giữ vật ở vị trí lò xo nén 1 cm.  Buông nhẹ vật, đồng thời tác dụng vào vật một lực F = 3 N không đổi có hướng dọc theo trục lò xo và làm lò xo giãn. Sau khoảng thời gian Δt=π40s thì ngừng tác dụng F. Vận tốc cực đại của vật sau đó bằng

Xem đáp án » 27/08/2021 809

Câu hỏi mới nhất

Xem thêm »
Xem thêm »