Blog Góc Vật lí chia sẻ File Word Tài liệu Vật lý "Kinh Nghiệm Luyện Thi Vật Lý 12 – Con Lắc Lò Xo Mới Lạ Khó #26" thuộc chủ đề Vật lí 12 LTĐH .
Bạn muốn tìm kiếm gì khác không?
>>>Link tải về (Free Download) Kinh Nghiệm Luyện Thi Vật Lý 12 – Con Lắc Lò Xo Mới Lạ Khó #26 ở đây.
>>> Bài trước: Máy điện vật lí 12 đầy đủ #19
>>> Các chủ đề liên quan khác trên Blog Góc Vật lí: Giao thoa sóng nước , Lượng tử ánh sáng , Sóng điện từ
>> HOT Con lắc đơn , dao động điều hoà , Hạt nhận nguyên tử ,
Về Loạt Tài liệu vật lí này:
- Định dạng là Tài liệu vật lý file word bạn có thể Tải về Miễn phí trên Blog Góc Vật lí
- Một cách ngắn gọn đã Tóm tắt Lý thuyết Vật lí 12
- Công thức vật lý quan trọng
- Phân dạng bài tập vật lí có Bài tập mẫu từng dạng
- Lời giải chi tiết và nhấn mạnh những chú ý quan trọng khi giải bài tập vật lí
- Dùng trong LTĐH Môn Vật lí theo Chủ đề, trước khi bạn luyện các Đề thi thử.
- Các câu hỏi trắc nghiệm lý thuyết và bài tập cơ bản đến nâng cao có đáp án
>>>> Dành cho bạn nào đã luyện xong mức cơ bản: hãy Chinh phục điểm 8+ trong các kỳ thi Tốt nghiệp THPT hoặc đánh giá Năng lực của các trường đại học bằng các bài thi trắc nghiệm Online miễn phí biết kết quả ngay sau khi làm bài.
Một số hình ảnh nổi bật:
Nội dung dạng text:
MỤC LỤC BÀI TẬP CON LẮC LÒ XO MỚI LẠ KHÓ
CON LẮC LÒ XO CẮT GHÉP 32
CON LẮC LÒ XO KÍCH THÍCH BẰNG LỰC 36
CON LẮC LÒ XO RỜI GIÁ ĐỠ 43
CON LẮC LÒ XO TÁC DỤNG LỰC TỨC THỜI 44
CON LẮC LÒ XO THẢ QUAY 45
CON LẮC LÒ XO THẢ RƠI THẲNG 46
CON LẮC LÒ XO TREO TRONG THANG MÁY 46
CON LẮC LÒ XO VA CHẠM, ĐẶT THÊM VẬT, CẤT BỚT VẬT 48
ĐỐT SỢI D Y LIÊN KẾT HAI VẬT 54
HAI VẬT TÁCH RỜI NHAU 55
TUYỂN CHỌN MỘT SỐ BÀI TOÁN CON LẮC LÒ XO HAY – MỚI - LẠ
Câu 90. Một con lắc lò xo treo thẳng đứng, vật dao động có khối lượng m = 100 g, tại nơi có gia tốc trọng trường g = π2 = 10 m/s2 với phương trình (cm). Trục Ox hướng lên, gốc tọa độ o tại vị trí cân bằng. Độ lớn lực tác dụng lên điểm treo tại thời điểm t = 1/30 s là
A. 4N. B. 6N. C. 5N. D. 3 N.
Hướng dẫn
* Độ dãn lò xo tai VTCB:
* Khi t = 1/30 s thì
* Lực tác dụng lên điểm treo chính là lực đàn hồi của lò xo:
Chọn A.
Câu 91. Một học sinh tiến hành thí nghiệm với một con lắc lò xo treo thẳng đứng.
Lần 1: Nâng vật lên đến một vị trí nhất định theo phương thẳng đứng rồi thả nhẹ thì đo được khoảng thời gian từ lúc bắt đầu dao động đên khi vật qua vị trí lò xo không biên dạng lần thứ 24 là Δt1. Học sinh đó xác định được tỉ số giữa lớn gia tốc cực đại của vật và gia tốc trọng trường là n.
Lần 2: Nâng vật lên đến vị trí lò xo không biến dạng theo phương thẳng đứng rồi thả nhẹ thì đo được khoảng thời gian từ lúc bắt đầu dao động đến khi lực kéo về tác dụng lên vật đổi chiều lần đầu tiên là Δt2 = 3Δt1/143.
Lựa chọn phương án đúng.
A. 1. B. C. 1,5. D.
Hướng dẫn
Lần 1:
Lần 1:
Chọn B.
Câu 92. Môt lò xo nhẹ có độ cứng k, treo vào điểm cổ định, đầu còn lại gắn vật nhỏ có khối lượng 100 g để dao động điều hòa theo phương thẳng đứng trùng với trục của lò xo với chu kì T. Tại thời điểm t1 và t2 = t1 + T/4 độ lớn lực đàn hồi tác dụng vào vật đều bằng 0,9 N nhưng độ lớn lực kéo về tại hai thời điểm đó khác nhau. Tại thời điểm t3, lực đàn hồi tác dụng vào vật có độ lớn nhỏ nhất và tốc độ của vật khi đó là 0,6 m/s. Lấy g = 10 m/s2. Tốc dao động lớn nhất của vật gần giá trị nào nhất sau đây?
A. 84 cm/s. B. 69 cm/s. C. 66 cm/s. D. 115cm/s.
Hướng dẫn
* Từ
* Tại t3:
* Từ
* Hai thời điểm vuông pha:
CON LẮC LÒ XO CẲT GHÉP
Câu 93. (150125BT). Môt lò xo đồng chất, tiết diện đều được cắt thành ba lò xo có chiều dài tự nhiên lần lượt là và (cm). Lần lượt gắn mỗi lò xo này (theo thứ tự trên) với vật nhỏ khối lượng m thì được ba con lắc có chu kì dao động riêng tương ứng là 2 (s), (s)và T (s). Biết độ cứng của các lò xo tỉ lệ nghịch với chiều dài tự nhiên của nó. Giá trị của T là
A. 1,00s. B. 1,28s. C. 1,50s D. 1,41s
Hướng dẫn
Chọn D.
Câu 94. (150126BT) Lò xo có độ cứng k = 1 N/cm, lần lượt treo các vật có khối lượng gấp 3 lần nhau thì khi ở vị trí cân bằng, lò xo có chiều dài là 22,5cm và 27,5cm. Lấy g = 10m/s2. Chu kỳ dao động của con lắc khi treo đồng thời hai vật là:
A. π/3s. B. π/5s. C. π/4s. D. π/2s.
Hướng dẫn
Độ dãn lò xo tại vị trí cân bằng khi treo các vật có khối lượng m và 3m:
Chu kỳ khi treo đồng thời 2 vật: Chọn B.
Câu 95: Một vật khối lượng m = 0,2kg gắn vào 2 đầu lò xo L1,L2 có hệ số đàn hồi k1 = 50N/m, k2 = 20N/m, hai đầu còn lại của lò xo gắn với hai giá cố định sao cho trục chúng xong song với mặt phẳng ngang và qua trọng tâm vật m. Ban đầu giữ vật m sao cho L1 dãn 4cm và L2 không biến dạng rồi truyền cho vật một vận tốc có độ lớn 0,8m/s theo phương trục lò xo. Sau đó thì vật dao động điều hòa với biên độ và tần số góc là:
A. 5 cm va 20 rad/s. B. 5 cm va 10 rad/s. C. 8 cm va 20 rad/s. D. 8 cm va 10 rad/s.
Hướng dẫn
* Tại
* Tần số góc:
* Biên độ: Chọn A.
Câu 96. Một con lắc lò xo treo thẳng đứng có O là điểm trên cùng, M và N là 2 điểm trên lò xo sao cho khi chưa biến dạng chúng chia lò xo thành 3 phần bằng nhau có chiều dài mỗi phần là 8cm (ON > OM). Khi OM = 31/3 (cm) thì vật có tốc độ 40cm/s. Khi vật treo đi qua vị trí cân bằng thì đoạn ON = 68/3 (cm). Gia tốc trọng trường g = 10 m/s2. Tốc độ dao động cực đại của vật là:
A. 80 cm/s B. 60 cm/s C. cm/s D. 50 cm/s
Hướng dẫn
* Độ dãn của lò xo khi vật ở vị trí cân bằng:
* Mà nên:
* Khi (lò xo dãn vật có li độ cm) thì vật có tốc độ 40 cm/s nên:
Chọn D.
Câu 97. Môt lò xo nhẹ có độ cứng ko, có chiều dài tự nhiên, một đầu gắn cố định, đầu còn lại gắn với vật nhỏ khối lượng m. Kích thích cho vật dao động điều hòa với chu kì T với biên độ A và cơ năng dao động là 2J. cắt lò xo nói trên thành hai lò xo có chiều dài và rồi lần lượt gắn với vật m và cũng kích thích cho nó dao động điều hòa với biên độ A thì tổng cơ năng trong hai trường hợp là 9 J. Biết tổng chu kì của hai con lắc là 3 s và độ cứng của lò xo tỉ lệ nghịch với chiều dài. Giá trị T gần giá trị nào nhất sau đây?
A. 2,15 s. B. 2,44 s. C. 2,67 s. D. 2,05s
Hướng dẫn
* Từ
Chọn A.
Câu 98. (150138BT) Con lắc lò xo gồm lò xọ có độ cứng 100 N/m dao động điều hòa theo phương thẳng đứng với biên độ 2 cm. Ở vị trí cân bằng lò xo dãn một đoạn 1 cm. Lấy g = π2 m/s2. Trong một chu kì, thời gian để lực đàn hồi của lò xo có độ lớn không vượt quá 1 N là
A. 0,05 s. B. 2/15 s. C. 0,1 s. D. 1/3 s.
Hướng dẫn
Độ giãn của lò xo ở VTCB:
Khi vật có li độ x lò xo dãn nên lực đàn hồi:
Khoảng thời gian trong 1 chu kì để là T/2 = 0,1 s
Chọn C.
Câu 99. (150139BT) Con lắc lò xo gồm lò xo có độ cứng 100 N/m dao động điều hòa theo phương thẳng đứng với biên độ 2 cm. Ở vị trí cân bằng lò xo dãn một đoạn 1 cm. Lấy g = π2 m/s2. Trong một chu kì, thời gian để lực đàn hồi của lò xo có độ lớn không vượt quá 0,5 N là
A. 0,05 s. B. 2/15s. C. 0,1 s. D. 0,038 s.
Hướng dẫn
Độ dãn của lò xo tại VTCB:
Khi vật có li độ x, lò xo giãn nên lực đàn hồi
Khoảng thời gian trong 1 chu kỳ để là:
Chọn D.
Câu 100. (150140BT) Con lắc lò xo gồm lò xo có độ cứng 100 N/m dao động điều hòa theo phương thẳng đứng với biên độ 2 cm. Ở vị trí cân bằng lò xo dãn một đoạn 1 cm. Lấy g = π2 m/s2. Trong một chu kì, thời gian để lực đàn hồi của lò xo có độ lớn không vượt quá 1,5 N là
A. 0,116 s. B. 2/15 s. C. 0,1 s. D. 0,038 s.
Hướng dẫn
Độ dãn của lò xo tại VTCB:
Khi vật có li độ x, lò xo giãn nên lực đàn hồi
Khoảng thời gian trong 1 chu kỳ để là:
Chọn A.
Câu 101. (150141BT) Cho một lò xo có chiều dài tự nhiên OA = 50 cm, độ cứng 20 N/m. Treo lò xo OA thẳng đứng, O cố định. Móc quả nặng m = 1 kg vào điểm C của lò xo. Cho quả nặng dao động theo phương thẳng đứng. Biết chu kỳ dao động của con lắc là 0,628s. Điểm C cách điểm một khoảng bằng?
A. 20 cm. B. 7,5 cm. C. 15cm. D. 10 cm.
Hướng dẫn
Tần số góc:
* Mà
Chọn D.
Câu 102. (150142BT)Một con lắc lò xo treo thẳng đứng, từ vị trí cân bằng kéo vật xuống dưới 8 cm rồi thả nhẹ để vật dao động điều hòa theo phương thẳng đứng trùng với trục của lò xo. Sau khoảng thời gian tương ứng thì lực kéo về tác dụng lên vật và lực đàn hồi tác dụng lên vật triệt tiêu. Lấy g = 10 m/s2 = π2 m/s2. Nếu thì chu kì dao động của con lắc là
A. 0,4 s. B. 0,5 s. C. 0,6 s. D. 0,3 s.
Hướng dẫn
* Lực kéo về triệt tiêu tại O nên
* Lực đàn hồi triệt tiêu tại I nên:
* Độ dãn lò xo tại VTCB:
Chọn A.
Câu 103. (150 l43BT)Môt con lắc lò xo treo thẳng đứng, có k = 50 N/m, m = 200g, Lấy g = 10 m/s2 = π2 m/s2. Vật đang ở VTCB thì được kéo xuống để lò xo dãn 12 cm rồi thả nhẹ thì vật dao động điều hòa. Thời gian lực đàn hồi tác dụng vào giá treo cùng chiều với lực phục hồi (lực kéo về) tác dụng lên vật ừong một chu kì dao động là
A. 1/15 s. B. 1/3 s. C. 0,10 s. D. 0,13 s.
Hướng dẫn
Tần số góc:
Độ dãn của lò xo tại VTCB:
Biên độ nên trong đoạn + PE (lò xo nén) lực đàn hồi tác dụng lên điểm treo (lực đẩy) hướng lên và lực hồi phục (lực kéo về) tác dụng lên vật hướng xuống.
+ EO (lò xo dãn) lực đàn hồi tác dụng lên điểm treo (lực kẻo) hướng xuống và lực hồi phục (lực kéo về) tác dụng lên vật hướng xuống.
+ OQ (lò xo dãn) lực đàn hồi tác dụng lên điểm treo (lực kéo) hướng xuống và lực hồi phục (lực kéo về) tác dụng lên vật hướng lên.
→ Trong một chu kì, khoảng thời gian đến lực đàn hồi và lực kéo về cùng chiều là và khoảng thời gian ngược chiều nhau là
* Theo yêu càu bài toán: Chọn A.
Câu 104.(150144BT) Một con lắc lò xo treo thẳng đứng gồm lò xo nhẹ có độ cứng k và vật dao động m. Sau khi kích thích cho vật dao động điều hòa thì trong 1 chu kì khoảng thời gian mà lực kéo về ngược chiều lực đàn hồi tác dụng lên vật gấp đôi thời gian lò xo bị nén trong một chu kì và bằng 2/15 s. Tính A. Lấy g = 10 m/s2 = π2 m/s2.
A. cm. B. C. D.
Hướng dẫn
Chú ý: Nếu A > Δl thì lực đàn hồi luôn hướng về E (khi vật ở E lò xo không biến dạng), còn lực kéo về luôn hướng về O (O là vị trí cân bằng của vật):
1) Trong đoạn PE lực đàn hồi và lực hồi phục (lực kéo về) đều hướng xuống.
2) Trong đoạn EO lực đàn hồi hướng lên và lực hồi phục (lực kéo về) hướng xuống.
3) Trong đoạn OQ lực đàn hồi và lực hồi phục (lực kéo về) đều hướng lên.
Như vậy, lực đàn hồi và lực kéo về chỉ ngược hướng nhau khi vật ở trong khoảng OE. Vì trong một chu kì vật qua OE hai lần nên khoảng thời gian trong một chu kì để lực đàn hồi và lực kéo về ngược hướng nhau là
Thời gian lò xo bị nén trong 1 chu kỳ là
*Theo bài ra: và .
Mà
* Vì nên Chọn A.
Câu 105. (150145BT) Một con lắc lò xo treo thẳng đứng gồm lò xo nhẹ có độ cứng k và vật dao động m. Sau khi kích thích cho vật dao động điều hòa thì trong 1 chu kì khoảng thời gian mà lực kéo về ngược chiều lực đàn hồi tác dụng lên vật bằng một nửa thời gian lò xo bị nén trong một chu kì và bằng 1/15 s. Tính biên độ A. Lấy g = 10 m/s2 = π2 m/s2.
A. cm. B. C. D.
Hướng dẫn
* Khoảng thời gian trong một chu kì để lực đàn hồi và lực kéo về ngược hướng nhau là 2tOE.
Thời gian lò xo bị nén trong 1 chu kì là 2tEA
*Theo bài ra: và .
Mà
Vì nên Chọn D.
Câu 106. (150146BT) Một con lắc lò xo thẳng đứng, đầu dưới treo vật m dao động theo phương thẳng đứng trùng với trục của lò xo với phương trình (cm) (gốc tọa độ tại vị trí cân bằng. Biết tại vị trí cân bằng lò xo dãn một đoạn lớn hơn 2 cm. Tỉ số giữa lực cực đại và cực tiểu tác dụng vào điểm treo trong quá trình dao động là 3. Lấy gia tốc trọng trường g = π2 m/s2. Tần số góc dao động của vật là
A. 5πrad/s. B. 10πrad/s. C. 2,5π rad/s. D. 5 rad/s.
Hướng dẫn
Chọn A.
Câu 107. (150154BT) Con lắc lò xo bố trí như hình vẽ, lò xo có độ cứng k = 300 N/m, vật nhỏ có khối lượng m = 750g. Ban đầu giữ vật để lò xo nén 4,5 cm, rồi truyền cho vật vận tốc cm/s hướng về vị trí cân bằng thì vật dao động điều hòa theo phương thẳng đứng trùng với trục của lò xo. Gọi t1, t2 lần lượt là khoảng thời gian trong một chu kì lực tác dụng của lò xo lên điểm Q cùng chiều với chiều trọng lực và ngược chiều với chiều trọng lực. Tính tỉ số t1/t2.
A. 2,5 B. 0,4. C. 2 D. 0,5.
Hướng dẫn
Độ nén lò xo tại VTCB:
Ban đầu giữ vật để lò xo nén 4,5cm rồi truyền cho vật vận tốc cm/s hướng về vị trí cân bằng thì và
Khi lò xo nén, lực đàn hồi của lò xo tác dụng lên Q là lực đẩy (hướng xuống) cùng hướng với trọng lực. Khi lò xo dãn, lực đàn hồi của lò xo tác dụng lên Q là lực kéo (hướng lên) ngược hướng với họng lực. Vì vậy t1, t2 cũng lần lượt là khoảng thời gian trong một chu kì lò xo nén và lò xo dãn:
CON LẮC LÒ XO KÍCH THÍCH BẰNG LỰC
Câu 108. (150129BT) Một con lắc lò xo có thể dao động trên mặt phẳng ngang không ma sát. Vật đang ở VTCB thì đột ngột tác dụng lực F không đổi hướng theo trục của lò xo thì thấy vật dao động điều hòa. Khi tốc độ của vật đạt cực đại thì lực F đột ngột đổ chiều. Sau đó, tỉ số động năng của vật lúc lò xo không biến dạng và lúc có tốc độ đạt cực đại là
A. 0,8. B. 0,5. C. 0,6. D. 1/3.
Hướng dẫn
Giai đoạn 1 (0 < t < Δt → lực F tác dụng theo chiều dương): Vật dao động với biên độ F
xung quanh VTCB
Giai đoạn 2 (t > Δt → lực F tác dụng theo chiều âm): Đúng lúc vật đến Om1 với tốc độ bằng ωA thì ngoại lực F đổi chiều.
Lúc này VTCB sẽ là Om2 nên vật có li độ 2A và tốc độ bằng ωA nên biên độ mới là:
Khi lò xo không biến dạng (li độ x = A) động năng của vật:
Động năng cực đại của vật:
Chọn A.
Câu 109. Một con lắc lò xo gồm vật nhỏ có khối lượng 100 g và lò xo có độ cứng 40 N/m được đặt trên mặt phẳng nằm ngang không ma sát. Vật nhỏ đang nằm yên ở vị trí cân bằng, tại t = 0, tác dụng lực F = 2 N lên vật nhỏ theo phương ngang trùng với trục của lò xo cho con lắc dao động điều hòa đến thời điểm t = π/3 s thì F giữ nguyên độ lớn nhưng đổi chiều ngược lại. Dao động điều hòa của con lắc sau khi lực F đối chiều có biên độ là:
A. 0,13 m. B. 0,2 m. C. 1,5 m. D. m
Hướng dẫn
Giai đoạn 1: Lực F tác dụng theo chiều dương: Vật dao động với biên độ xung quanh VTCB Omt.
Giai đoạn 2: lực F tác dụng theo chiều âm): Đúng lúc vật có vói tốc độ bằng thì ngoại lực F đổi chiều. Lúc này VTCB sẽ là Om2 nên vật có li độ 2,5A và tốc độ bằng nên biên độ mới là:
Chọn A.
Câu 110. Môt lò xo nhẹ, có độ cứng k = 100 N/m được treo vào một điểm cố định, đầu dưới treo vật có khối lượng m = 400 g. Giữ vật ở vị trí lò xo không biên dạng rồi buông nhẹ để vật dao động điều hòa dọc theo trục của lò xo. Chọn trục tọa độ thẳng đứng, chiều dương hưởng xuống, gốc thời gian là lúc buông vật. Tại thời điểm t = 0,2 s, một lực thẳng đứng, cường độ biến thiên “theo thời gian biểu diễn như đồ thị hình vẽ, tác dụng vào vật. Biết điểm treo chỉ chịu được lực kéo tối đa có độ lớn 20 N. Tại thời điểm lò xo bắt đầu rời điểm treo, tốc độ của vật là
A. cm/s. B. 9 cm/s.
C. 20π cm/s. D. 40π (cm/s)
Hướng dẫn
* Để lò xo rời điểm treo thì độ dãn lò xo:
* Biên độ lúc đầu:
* Chu kỳ:
* Lần 1 lực tác dụng: Vật đến vị trí biên dưới O2, lực F tác dụng làm dịch VTCB xuống một đoạn Vật đứng yên tại O2 trong thời gian từ t = 0,2s đến t = 1s.
* Lần 2 lực tác dụng: Vật đang đứng yên O2, lực F tác dụng làm dịch VTCB xuống một đoạn Vật dao động quanh O4 với biên độ Vật đến vị trí O5 (x = A/2) thì độ dãn cực đại của lò xo là 20 cm (lò xo đứt) vận tốc của vật: chọn A.
Câu 111. Môt lắc lò xo nhẹ có độ cứng 40 N/m, một đầu cố định, đầu còn lại gắn vật nhỏ có khối lượng 500 g, đặt trên mặt phẳng ngang nhẵn. Từ vị trí cân bằng tác dụng lên vật nhỏ lực không đổi 5 N hướng theo trục của lò xo để lò xo dãn. Tốc độ của vật khi lò xo dãn 5 cm lần đầu tiên là
A. 102,5 cm/s. B. 112,5 cm/s. C. 89,4 cm/s. D. 60,8 cm/s.
Hướng dẫn
* Tần số góc:
* Tính
* Khi lò xo dãn 5 cm thì vật có li độ
Chọn C.
Câu 112. Môt con lắc lò xo nhẹ có độ cứng 16 N/m và vật nhỏ có khối lượng m = 400 g, tích điện lµC, đặt trên giá đỡ cố định nằm ngang dọc theo trục lò xo. Kích thích để con lắc dao động điều hòa với biên độ 9 cm. Tại thời điểm vật đi qua vị trí lò xo không biến dạng theo chiều làm cho lò xo dãn, người ta bật một điện trường đều kV/m, cùng hướng với hướng chuyển động của vật lúc đó. Lấy π2 = 10, g =10 m/s2. Thời gian từ lúc bật điện trường cho đến thời điểm vật dừng lại lần đầu là
A. 0,5 s. B. 2/3 s. C. 1/3 s. D. 0,25 s.
Hướng dẫn
* Tần số góc:
* Tính
* Khi bật điện trường vật khi có li độ cm và có vận tốc nên biên độ mới
Thời gian đi từ OC đến M: T/12 + T/4 = 1/3s Chọn C.
Câu 113. (15047BT). Một con lắc lò xo nhẹ có độ cứng 5N/m và vật có khối lượng m = 50g đặt trên giá đỡ cố định nằm ngang dọc theo trục lò xo, hệ số ma sát là 0,1. Tại M lò xo nén 10 cm, tại O lò xo không biến dạng. Vật được tích điện lµC đặt trong điện trường đều nằm ngang có chiều cùng với chiều dương từ M đến O, có độ lớn 5.104 V/m. Ban đầu giữ vật M rồi thả nhẹ để con lắc dao động. Lấy g =10 m/s2. Tốc độ lớn nhất vật m đạt được khi dao động ngược chiều dương là
A. 100 cm/s. B. 80 cm/s. C. 40cm/s. D. 20 /5 cm/s.
Hướng dẫn
* Độ lớn lực điện trường: Fđ = qE = 10−6.5.104 = 0,05(N)
* Độ lớn lực ma sát trượt: = 0,1.0,05.10 = 0,05(N)
Khi vật chuyển động từ N theo chiều âm thì lực mà sát và lực điện cùng chiều dương nên vị trí cân bằng đến ; biên độ so với O’ là
Chọn B.
Câu 114. (150148BT) Một con lắc lò xo nhẹ có độ cứng 5 N/m và vật nhó có khối lượng m = 50 g đặt trên giá đỡ cố định nằm ngang dọc theo trục lò xo, hệ số ma sát là 0,1. Tại M lò xo nén 10 cm, tại O lò xo không biến dạng. Vật được tích điện 2µC đặt trong điện trường đều nằm ngang có chiều cùng với chiều dương từ M đến O, có độ lớn 5.104 V/m. Ban đầu giữ vật M rồi thả nhẹ để con lắc dao động. Lấy g =10 m/s2. Tốc độ lớn nhất vật m đạt được khi dao động ngược chiều dương là
A. 100cm/s. B. 80cm/s. C. cm/s D. 90 cm/s.
Hướng dẫn
* Độ lớn lực điện trường: Fđ = qE = 10−6.5.104 = 0,01(V)
* Độ lớn lực ma sát trượt: = 0,1.0,05.10 = 0,05(N)
* Khi vật bắt đầu dao động từ M đi theo chiều dương thì lực điện và lực mà sát, ngược hướng nhau , vì Fđ > Fms nên vị trí cân bằng nhau dịch chuyển O1 sao cho
biên độ so với O1 là cm đến vị trí biên N với
Khi vật chuyển động từ N theo chiều âm thì lực ma sát và lực điện cùng chiều dương nên vi trí cân bằng dịch đến O’: , biên độ so với O2 là
Chọn D.
Câu 115. (150149BT) Một con lắc lò xo nhẹ có độ cứng 5 N/m và vật nhỏ có khối lượng m = 50 g đặt trên giá đỡ cố định nằm ngang dọc theo trục lò xo, hệ số ma sát là 0,1. Tại M lò xo nén 10 cm, tại O lò xo không biến dạng. Vật được tích điện µC đặt trong điện trường đều nằm ngang có chiều cùng với chiều dương từ M đến O, có độ lớn 5.104 v/m. Ban đầu giữ vật M rồi thả nhẹ ểe con lắc dao động. Lấy g = 10 m/s2. Tốc độ vật m khi qua O lần thứ 3 là
A. 60 cm/s. B. 80 cm/s. C. cm/s D. cm/s.
Hướng dẫn
* Độ lớn lực điện trường: Fđ = qE = 10−6.5.104 = 0,05(N)
* Độ lớn lực ma sát trượt: Fms = µmg = 0,1.0,05.10 = 0,05(A)
Khi vật bắt đầu dao động từ M đi theo chiều dương thì lực điện và lực ma sát cân bằng nhau nên vị trí cân bằng vẫn ở tại O và vật đến vị trí biên N với ON = OM = l0cm.
Khi vật chuyển động từ N theo chiều âm thì lực ma sát và lực điện cùng chiều dương nên vi trí cân bằng dich đến O’: ,
biên độ so với O’ là O’N = ON − OO’ = 8 cm và đến vị trí bên là P với O’P = O’N = 8 cm. Sau đó nó chuyển động theo chiều dương thì vị trí cân bằng là O với biên độ A = OP = O’P − O’O = 8 −2 = 6 cm. Khi qua O lần 3 thì tốc độ là: Chọn A.
Câu 116. Một lò xo nhẹ có độ cứng 20 N/m, đặt trên mặt phẳng ngang rất dài, một đầu cố định vào bức tường thẳng đứng, đầu còn lại gắn vật nặng m1 = 80 g. Vật m2 = 200 g kim loại, mang điện tích 20 µC được liên kết với m1 bằng một sợi dây cách điện không dãn dài 20 cm. Hệ thống được đặt trong điện trường đều nằm ngang, hướng xa điểm cố định của lò xo và có cường độ 20000 V/m. Bỏ qua ma sát giữa m1 với mặt phẳng ngang, hệ số ma sát giữa m2 và mặt phẳng ngang là 0,1. Lấy π2 = 10 và g = 0 m/s2. Tại thời điểm t = 0 đốt sợi dây nối hai vật thì m1 dao động điều hòa, đến thời điểm t = 1,25 s thì khoảng cách giữa hai vật gần giá trị nào nhất sau đây?
A. 96 cm. B. 98 cm. C. 100 cm. D. 90 cm.
Hướng dẫn
* Theo bài ra:
* Chu kỳ
Lúc này m1 cách O là
* Vật m2 chuyển động nhanh dần đều với gia tốc: , đến thời điểm
t = 1,25 s nó đi được quãng đường nghĩa là cách O một đoạn :
Chọn B.
Câu 117. Một con lắc lò xo treo thẳng đứng, lò xo có độ cứng 100N/m, vật nhỏ có khối lượng 200 g và tích điện 100 µC. Lấy g = 10 m/s2. Người ta giữ vật sao cho lò xo dãn 4,5 cm. Tại t = 0 truyền cho vật vận tốc hướng xuống. Đến thời điểm s người ta bật điện trường đều hướng lên có cường độ 0,12 MV/m. Biên độ dao động sau khi bật điện trường là
A. 7 cm. B. 18 cm. C. 12,5 cm. D. 13 cm
Bài làm
* Tính
* Khi Vật đến Oc và đang đi lên với
* VTCB mới cao hơn VTCB cũ: nên
CON LẮC LÒ XO GIỮ CỐ ĐỊNH MỘT ĐIỂM
Câu 118. Một con lắc lò xo được đặt nằm ngang gồm lò xo có độ cứng k và vật nặng khối lượng m. Từ vị trí cân bằng kéo vật ra một đoạn A rồi thả nhẹ cho vật dao động điều hoà. Khi động năng bằng thế năng và lò xo dãn thì giữ đột ngột điểm chính giữa của lò xo. Biên độ dao động của vật sau khi giữ lò xo là
A. 0,5 cm. B. A/2. C. 0,75A. D. 0,25 .
Bài làm
* Lúc giữ:
* Thế năng bị nhốt: Wnhốt
* Cơ năng còn còn:
Chọn D.
Câu 119. Môt con lắc lò xo được đặt nằm ngang gồm lò xo có độ cứng k và vật nặng khối lượng m. Từ vị trí cân bằng kéo vật ra một đoạn A rồi thả nhẹ cho vật dao động điều hoà. Khi lò xo dãn nhiều nhất thì giữ đột ngột điểm chính giữa của lò xo. Biên độ dao động của vật sau khi giữ lò xo là
A. 0, 938 A. B. 0, 894A C. 0, 766A. D. 0,684A.
Hướng dẫn
* Lúc giữ:
* Thế năng bị nhốt:
* Cơ năng còn lại:
Chọn B.
Câu 120. Mỗi con lắc lò xo được đặt nằm ngang gồm lò xo có độ cứng k một đầu gắn cố định vào điểm B và đầu còn lại gắn vật nặng khối lượng m. Từ vị trí cân bằng kéo vật ra một đoạn A rồi thả nhẹ cho vật dao động điều hoà. Khi vật qua vị trí động năng bằng 16/9 lần thế năng thì giữ cố định điểm C trên lò xo với CO = 2CB. Biên độ dao động của vật sau khi giữ lò xo là
A. 0,938A. B. 0,894A. C. 0.766A. D. 0,684A.
Hướng dẫn
* Khi
Chọn C.
Câu 121. Một lò xo nhẹ có độ cứng 4N/m có chiều dài tự nhiên 30 cm, đặt trên mặt phẳng đầu M gắn liền với điểm cố định, đầu còn lại gắn vật nhỏ có khối lượng 150 g, sao cho vật có thể dao động không ma sát theo phương trùng với trục của lò xo. Lúc đầu, lò xo không biến dạng giữ cố định điểm C trên lò xo sao cho CM = 10 cm và kéo vật để lò xo dãn 6 cm rồi thả nhẹ cho vật dao động điều hòa. Khi vật vừa đến vị trí cân bằng lần đầu thì thả điểm cố định C. Tính biên độ dao động của điểm C sau khi thả.
A. 2 cm. B. 6 cm. C. D.
Hướng dẫn
* Lò xa dãn đều nên: .
* Cơ năng được bảo toàn: W = W’ hay
* Độ giãn của MC: Chọn D.
Câu 122. Môt lò xo nhẹ có độ cứng 100 N/m, đặt trên mặt phẳng ngang một đầu gắn vào điểm cố định, đầu còn lại gắn vật nhỏ có khối lượng 100 g. Kích thích cho vật dao động điều hòa theo phương trùng với trục của lò xo với biên độ 2 cm. Khi vật vừa đến vị trí thế năng bằng 3 lần động năng và lò xo đang dãn giữ cố định điểm B trên lò xo. Biết tốc độ của điểm B trước khi giữ cố định bằng 1/3 tốc độ của vật lúc đó. Biên độ dao động của vật sau khi giữ điểm B là
A. 0,5 cm. B. 1 cm. C. 2 cm. D. cm
Hướng dẫn
* Lò xo dãn đều nên:
* Khi Thế năng bị nhốt :
Cơ năng còn lại:
Độ dãn cực đại của MC: Chọn D.
* Khi
Chọn B.
Câu 123. Môt lò xo nhẹ có chiều dài tự nhiên 80 cm có độ cứng 100 N/m, đầu G cố định đầu còn lại gắn vật nhỏ có khối lượng 400 g sao cho vật có thể dao động không ma sát trên trục Ox trùng với trục của lò xo (O là vị trí của vật mà lò xo không biến dạng). Kéo vật để lò xo dãn 4 cm rồi thả nhẹ. Khi vật có li độ 2 cm, giữ chặt điểm G1 của lò xo sao cho GG1= 61,5 cm, sau đó vật tiếp tục dao động điều hòa xung quanh vị trí O’ với biên độ A’. So với O thì O’ dịch theo chiều
A. dương 2 cm và A’ = 0,5 cm. B. dương 1,5 cm và A’ = 0,5 cm.
C. âm 1,5 cm và D. dương và cm.
Hướng dẫn
* Khi x = 2 tổng chiều dài của lò xo là 82 cm. Mà GG1 = 61,5cm chiếm 75% (phần này lò xo dãn 0,75.2 = 1,5 cm) nên phần còn lại chiếm 25% tức là phần còn lại dài (phần này lò xo dãn 0,5cm)
* Khi
Chọn B.
Câu 124. (150131BT) Một con lắc lò xo được đặt nằm ngang gồm lò xo có độ cứng k = 40 N/m và vật nặng khối lượng m = 400 g. Từ vị trí cân bằng kéo vật ra một đoạn 8 cm rồi thả nhẹ cho vật dao động điều hoà. Sau khi thả vật t = 7π/3 s thì giữ đột ngột điểm chính giữa của lò xo khi đó. Biên độ dao động của vật sau khi giữ lò xo là?
A. B. C. D.
Hướng dẫn
Phương trình dao động:
Khi thì
Thế năng bị nhốt :
Cơ năng còn lại:
Chọn A.
Câu 125. (150132BT) Một con lắc lò xo treo thẳng đứng gồm lò xo có độ cứng k = 40 /m và vật nặng khối lượng m = 400 g. Từ vị trí cân bằng kéo vật xuống dưới một đoạn 8 cm rồi thả nhẹ cho vật dao động điều hoà. Sau khi thá vật t = 7π/3 s thì giữ đột ngột điểm chính giữa của lò xo. Biên độ dao động cua vật sau khi giữ lò xo là
A. A’ = /4cm. B. A’ = l,5cm. C. A’= 4cm. D. A’ = cm.
Hướng dẫn
Cách 1:
Vì
* Thế năng bị nhốt:
* Cơ năng còn lại:
chọn D.
Cách 2:
Độ dãn lò xo tại vị trí cân bằng: Tại vị trí cân bằng mỗi nửa lò xo dãn 5cm.
Chu kỳ:
Vì nên lúc này vật có li độ (toàn lò xo dãn 6 cm), vật có vận tốc . Nếu lúc này giữa I của lò xo thì phần IB dãn 3cm (mà ở VTCB thì đoạn IB dãn 5cm) nên vị trí cân bằng O’ thấp hơn vị trí này một đoạn 2 cm.
Trong hệ tọa độ mới li độ và vận tốc của vật
Câu 126. (0 50133BT) Một con lắc lò xo treo thẳng đứng gồm lò xo có độ cứng k = 40 N/m và vật nặng khối lượng m = 400 g. Từ vị trí cân bằng O kéo vật xuống dưới một đoạn 8 cm rồi thả nhẹ cho vật dao động điều hoà. Sau khi thả vật s thì giữ đột ngột điểm chính giữa của lò xo thì sau đó khi vật ở vị trí thấp nhất vật cách O một đoạn là
A. A’ = /4cm. B. 1,5 cm. C. D.
Hướng dẫn
Độ dãn lò xo tại vị trí cân bằng:
Tại vị trí cân bằng mỗi nửa lò xo dãn 5cm.
nên lúc này vật có li độ (toàn lò xo dãn 6 cm), vật có vận tốc
* Nếu lúc này giữa I của lò xo thì phần IB dãn 3cm (mà ở VTCB thì đoạn IB dãn 5cm) nên vị trí cân bằng O’ thấp hơn vị trí này một đoạn 2 cm.
Trong hệ tọa độ mới li độ và vận tốc của vật
Vì O thấp hơn O’ một đoạn 2cm nên khi vật ở vị trí thấp nhất vật cách O một đoạn
Câu 127. Môt con lắc lò xo treo thẳng đứng gồm lò xo có độ cứng k = 100 N/m và vật nặng khối lượng m = 1 kg. Nâng vật đến vị trí lò xo không biến dạng rồi thả nhẹ cho vật dao động điều hoà. Sau khi vật đi qua vị trí lò xo dãn 5 cm thì giữ đột ngột điểm chính giũa của lò xo. Lấy g = 10 m/s2. Lực đàn hồi cực đại của lò xo tác dụng lên vật sau đó gần giá trị nào nhất sau đây?
A. 23 N. B. 13 N. C. 30 N. D. 40 N.
Hướng dẫn
* Tính
* Khi
* Thế năng bị nhốt:
* Cơ năng còn lại:
Câu 128. (150130BT) Con lắc lò xo đang dao động điều hòa theo phương thẳng đứng trùng với trục của lò xo, đúng lúc vật đi qua vị trí cân bằng người ta giữ cố định điểm chính giữa của lò xo thì vật
A. vật không dao động nữa.
B. vật dao động xung quanh vị trí cân bằng mới khác vị trí cân bằng cũ
C. vật dao động với động năng cực đại tăng.
D. dao động với biên độ giảm.
Hướng dẫn
Khi vật đi qua VTCB, động năng cực đại => A sai.
Khi vật đi qua VTCB, giữ cố định bất kì điểm nào trên lò xo thì vị trí cân bằng đều không thay đổi => B sai.
Khi vật đi qua VTCB, động năng cực đại (thế năng bằng không) nên khi giữ cố định điểm chính giữa thì không làm thay đổi động năng cực đại => C sai.
Động năng cực đại không đổi và vị trí cân bằng không đổi nên cơ năng đổi:
Chọn D
CON LẮC LÒ XO RỜI GIÁ ĐỠ
Câu 129. Một lò xo nhẹ có độ cứng 100 N/m, đầu trên gắn cố định đầu dưới treo quả cầu nhỏ có khối lượng m = 1 kg sao cho vật có thể dao động không ma sát theo phương thẳng đứng trùng với trục của lò xo. Lúc đầu dùng miếng ván đỡ m để lò xo không biến dạng. Sau đó cho miếng ván chuyển động thẳng đứng xuống dưới nhanh dần đều với gia tốc 2 m/s2. Lấy gia tốc trọng trường g = 10 (m/s2). Khi m rời khối miếng ván vật dao động điều hòa với tốc độ cực đại là?
A. 60 cm/s. B. 36 cm/s. C. 80 cm/s D. 18 cm/s.
Hướng dẫn
* Hệ bắt đầu chuyển động nhanh dần đều với gia tốc a và khi m bắt đầu rời giá đỡ thì hệ đã đi được quãng đường, vận tốc của hệ là y = at (t là thời gian chuyển động).
* Khi vừa rời giá đỡ, m chịu tác dụng của hai lực: trọng lực có độ lớn mg có hướng xuống và lực đàn hồi có độ lớn ks có hướng lên. Gia tốc của vật ngay lúc này vẫn là a:
Tốc độ và li độ của m khi vừa rời giá đỡ:
Chọn A.
Câu 130. Một lò xo nhẹ có độ cứng 50 N/m, đầu trên gắn cố định đầu dưới treo quả cầu nhỏ có khối lượng m = 0,2 kg sao cho vật có thể dao động không ma sát theo phương thẳng đứng trùng với trục của lò xo. Lúc đầu dùng miếng ván đỡ m để lò xo không biến dạng. Sau đó cho miếng ván chuyển động thẳng đứng xuống dưới nhanh dần đều với gia gốc 2,5m/s2. Lấy gia tốc trọng trường g = 10 (m/s2). Khi m rời miếng ván vật dao động điều hòa với gia tốc cực đại là:
A. B. C. D.
Hướng dẫn
* Hệ bắt đầu chuyển động nhanh dần đều với gia tốc a và khi m bắt đầu rời giá đỡ thì hệ đã đi được quãng đường , vận tốc của hệ là y = at (t là thời gian chuyển động).
* Khi vừa rời giá đỡ, m chịu tác dụng của hai lực: trọng lực có độ lớn mg có hướng xuống và lực đàn hồi có độ lớn ks có hướng lên.
Gia tốc của vật ngay lúc này vẫn là a:
Tốc độ và li độ của m khi vừa rời giá đỡ:
Chọn D.
CON LẮC LÒ XO TÁC DỤNG LỰC TỨC THỜI
Câu 131. Một con lắc lò xo nằm ngang có m = 0,2 kg, k = 20N/m. Khi con lắc ở VTCB tác dụng một lực F = 20N theo phương trùng với trục của lò xo trong thời gian 0,008s. Tính biên độ của vật sau đó xem rằng trong thời gian lực tác dụng vật chưa kịp dịch chuyển?
A. 4cm. B. 5 cm. C. 8 cm. D. 10 cm.
Hướng dẫn
Áp dụng định luật II Niu tơn:
Chọn C.
Câu 132. Một con lắc lò xo dao động không ma sát trên trục nằm ngang trùng với trục của lò xo gồm vật nặng có khối lượng m = 50 gam, tích điện q = + 20µC và lò xo có độ cứng k = 2N/m. Vật đang ở VTCB người ta tác dụng vào một điện trường đều xung quanh con lắc có cường độ trong thời gian rất nhỏ 0,02 s. Tính biên độ
A. 4cm B. cm. C. 3 cm. D. cm
Hướng dẫn
Áp dụng định luật II Niu tơn:
Chọn C.
CON LẮC LÒ XO THẢ QUAY
Câu 133. Môt quả cầu có khối lượng 2 kg, được treo vào lò xo có chiều dài tự nhiên 0,6 m có độ cứng 500 N/m. Kéo quả cầu ra khỏi phương thẳng đứng sao cho lò xo nằm ngang và không biến dạng rồi thả nhẹ. Chiều dài lớn nhất của lò xo và tốc độ của quả cầu khi đó lần lượt là
A. 0,7045 m và 3,37 m/s. B. 0,7045 m và 4,37 m/s.
C. 0,1045 m và 3,37 m/s. D. 0,1045 m và 4,37 m/s.
Hướng dẫn
* Khi qua VTCB:
Chọn A.
Câu 134. Một quả cầu có khối lượng 0,1kg, được treo vào sợi dây có chiều dài tự nhiên 1m có hệ số đàn hồi 10N/m. Kéo quả cầu ra khỏi phương thẳng đứng sao cho sợi dây nằm ngang và không biến dạng rồi thả nhẹ. Bỏ qua khối lượng của dây. Tính độ dãn của dây tại vị trí dây thẳng đứng?
A. 0,25 m. B. 0,3 m. C. 0,5 m. D. 0,44m
Hướng dẫn
* Khi qua VTCB:
Chọn A.
Câu 135. Một con lắc lò xo có chiều dài tự nhiên 36 cm gồm vật m = 100 gam dao động theo phương thẳng đứng, trong 20 s vật thực hiện được 50 dao động. Sau đó, giữ cho vật đứng yên ở vị trí cân bằng và quay đều lò xo với tốc độ góc ω xung quanh trục thẳng đứng đi qua điểm treo của lò xo, khi ấy trục lò xo hợp với phương thẳng đứng một góc 45°. Lấy π2 = 10; g = 10 m/s2. Chiều dài lò xo lúc này và số vòng quay trong một phút lần lượt là
A. 38,9 cm và 61,3 vòng/phút B. 53,2 cm và 50 vòng/phút.
C. 41,7 cm và 55,6 vòng/phút D. 42,6 cm và 59,1 vòng/phút.
Hướng dẫn
* Chu kỳ:
*Khi lò xo quay tạo ra hình nón tròn xoay, hợp lực và đóng vai trò là lực hướng tâm.
Từ hình vẽ:
(vòng/phút) Chọn C.
Câu 136. (T50150BT) Lò xo khối lượng không đáng kể có chiều tự nhiên 20 cm, có độ cứng 100 N/m. Treo vật khối lượng m = 50 g vào một đầu lò xo, đầu còn lại của lò xo được treo vào điểm cố định M. Cho M quay đều quanh trục MN thẳng đứng với tốc độ góc ω thì trục lò xo hợp với phương thẳng đứng một góc α và lò xo dài 22,5 cm. Cho gia tốc rơi tự do g = 10 m/s2. Số vòng quay được của lò xo sau 1 s gần nhất giá trị nào sau đây?
A. 4. B. 2 C. 7 D. 5
Hướng dẫn
Khi lò xo quay tạo ra hình nón tròn xoay, hợp lực và đóng vai trò là lực hướng tâm. Từ hình vẽ:
Số vòng quay: Chọn B.
CON LẮC LÒ XO THẢ RƠI THẲNG
Câu 137. Mộtcon lắc lò xo có tần số góc riêng ω = 20 rad/s, rơi tự do mà trục lò xo thẳng đứng, vật nặng bên dưới (lúc bắt đầu rơi t = 0 lò xo không biến dạng). Đến thời điểm t = 0,05 /2 s, đầu trên lò xo bị giữ lại. Tính vận tốc cực đại của con lắc. Lấy g = 10m/s2.
A. 60 cm/s. B. 50 cm/s/ C. cm/s D. 100cm/s
Hướng dẫn
Khi con lắc lò xo đang rơi tự do thì lò xo không biến dạng. Ngay khi đầu trên lò xo bị giữ lại, độ lớn li độ của vật đúng bằng độ dãn của lò xo tại VTCB: và lúc này vật có vận tốc:
Biên độ dao động và vận tốc dao động cực đại lần lượt là: Chọn D.
Câu 138. Một con lắc lò xo gồm lò xo có độ cứng 25 N/m, vật dao động nặng 100 g, rơi tự do mà trục lò xo thẳng đứng, vật nặng bên dưới (lúc bắt đầu rơi t = 0 lò xo không biến dạng). Đến thời điểm t1 = 0,02 /20 s, đầu trên lò xo bị giữ lại. Lấy π2 = 10; g = 10 m/s2. Bỏ qua mọi ma sát. Vận tốc của vật ở thời điểm t2 = t2 + 0,1 s có độ lớn gần giá trị nào nhất sau đây?
A. 109 cm/s. B. 63 cm/s. C. 89 cm/s. D. 209 cm/s.
Hướng dẫn
Khi con lắc lò xo đang rơi tự do thì lò xo không biến dạng.
Ngay khi đầu trên lò xo bị giữ lại, độ lớn li độ của vật đúng bằng độ dãn của lò xo tại VTCB: và lúc này vật có vận tốc .
Chọn gốc thời gian là thời điểm này:
Chọn B.
CON LẮC LÒ XO TREO TRONG THANG MÁY
Câu 139. (150151BT) Một con lắc lò xo được treo trên trần một thang máy. Khi thang máy đứng yên thì con lắc lò xo dao động điều hòa với chu kỳ T = 0,4 (s) và biên độ A = 5 (cm). Vừa lúc quả cầu con lắc đang đi qua vị trí lò xo không biến dạng theo chiều từ trên xuống thì thang máy chuyển động nhanh dần đều đi lên với gia tốc a = 5 (m/s2). Lấy g = 10 m/s2 và π2 = 10. Tốc độ cực đại của vật nặng so với thang máy sau đó là bao nhiêu?
A. cm/s. B. cm/s. C. cm/s. D. 7πtcm/s.
Hướng dẫn
Tần số góc: (rad / s)
Độ dãn lò xo tại VTCB lúc thang máy đứng yên:
Tại thời điểm vật đi qua vị trí lò xo không biến dạng (nó có li độ so với vị trí cân bằng cũ là xC = −4 cm và có vận tốc, người ta cho thang máy đi lên nhanh dần đều với gia tốc a = g/2 m/s2 thì vật nặng của con lắc chịu tác dụng lực quán tính hướng xuống và có độ lớn Fqt = mA. Vì có lực này nên vị trí cân bằng sẽ dịch xuống F dưới một đoạn
Như vậy, tại thời điểm này vật có li độ so với vị trí cân bằng mới là cm và có vận tốc cm/s.
Do đó, biên độ dao động mới:
Chọn C
Câu 140. Một con lắc lò xo được treo trên trần một thang máy. Khi thang máy đứng thì con lắc lò xo dao động điều hòa với tần số góc 10 (rad/s) và biên độ A = 2 (cm). Vừa lúc quá cầu con lắc đang đi qua vị trí cân bằng thì thang máy chuyển động nhanh dần dều đi lên với gia tốc a = 1,5 (m/s2). Lấy g = 10 m/s2 và π2 = 10. Tỉ số biên độ trước và sau khi thang máy chuyển động là
A. 1,6. B. 0,6. C. 0,8 D. 1,25
Hướng dẫn
Tại thời điểm vật đi qua vị trí cân bằng cũ (nó có li độ so với vị trí cân bằng cũ là cm và có vận tốc, người ta cho thang máy đi lên nhanh dần đều với gia tốc a = 1,5 m/s2 thì vật nặng của con lắc chịu tác dụng lực quán tính hướng xuống và có độ lớn Fqt = ma. Vì có lực này nên vị trí cân bằng sẽ dịch xuống dưới một đoạn
Như vậy, tại thời điểm này vật có li độ so với vị trí cân bằng mới là cm và có vận tốc v = 20 cm/s. Do đó, biên độ dao động mới:
Chọn C.
Câu 141. (150156BT) Một con lắc lò xo gồm lò xo có độ cứng 100 N/m và vật nhỏ nặng 400 g, được treo vào tràn của thang máy. Vật đang đứng yên ở vị trí cân bằng, thang máy đột ngột chuyển động nhanh dần đều đi lên với gia tốc 4 m/s2 và thời gian là 3 s, tiếp đó thang máy chuyển động thẳng đều. Lấy g = 10 m/s2 = π2 m/s2. Xác định tốc độ dao động cực đại của vật so với thang máy sau khi thang máy chuyển động thẳng đều.
A. 16πcm/s. B. 8µ cm/s. C. 24π cm/s. D. 20π cm/s.
Hướng dẫn
Chu kỳ:
Vật đang đứng yên ở vị trí cân bằng, thang máy đi lên nhanh dần đều với gia tốc a = 4 m/s2 thì vật nặng của con lắc chịu tác dụng lực quán tính hướng xuống và có độ lớn Fqt = ma. Vì có lực này nên vị trí cân bằng sẽ dịch xuống dưới một đoạn
. Vật dao động điều hòa xung quanh Om với biên độ A = 1,6 cm và hai vị trí biên là Oc và M.
Vì thời gian chuyển động nhanh dần đều là t = 3 s = 15.T/2 nên đúng thời điểm t = 3 s vật ở vị trí biên M. Sau đó, lực quán tính mất đi nên vị trí cân bằng là Oc và M vẫn là vị trí biên nên biên độ mới A’ = MOC = 2A = 3,2 cm Chọn A
Câu 142. Một con lắc lò xo gồm lò xo có độ cứng 100 N/m và vật nhỏ có khối lượng 400 gam được treo vào trần của một thang máy. Vật đang đứng yên ở vị trí cân bằng thang máy đột ngột chuyển động nhanh dần đều đi lên với gia tốc 5 m/s2 = π2 m/s2 và thời gian là 5s, tiếp đó thang máy chuyển động nhanh dần đều đi lên với gia tốc 5 m/s2 và thời gian 5s, tiếp đó thang máy chuyển động thẳng đều. Lấy g = 10 m/s2 = π2 m/s2. Tính biên độ dao động của vật khi thang máy chuyển động thẳng đều.
A. 4cm. B. C. D. 8 cm.
Hướng dẫn
Chu kỳ:
Vật đang đứng yên ở vị trí cân bằng, thang máy đi lên nhanh dần đều với gia tốc a = 5 m/s2 thì vật nặng của con lắc chịu tác dụng lực quán tính hướng xuống và có độ lớn Fqt = ma. Vì có lực này nên vị trí cân bằng sẽ dịch xuống dưới một đoạn
* Vật dao động điều hòa xung quanh Om với biên độ A = 2 cm và hai vị trí biên là Oc và M.
Vì thời gian chuyển động nhanh dần đều là t = 5 s = 25.T/2 nên đúng thời điểm t = 5 s vật ở vị trí biên M. Sau đó, lực quán tính mất đi nên vị trí cân bằng là Oc và M vẫn là vị trí biên nên biên độ mới A’ = MOC = 2A = 4 cm Chọn A.
Câu 143. Một con lắc lò xo gồm lò xo có độ cứng k = 1N/m, vật dao động có khối lượng m = 400 g được treo vào trần thang máy. Lấy g = 10 = π2 m/s2. Ban đầu con lắc chưa dao động và thang máy bắt đầu chuyển động nhanh dần đều lên trên với gia tốc 10 m/s2. Khi thang máy đi được 1,25m thì thang máy chuyển động thẳng đều lên trên. Mốc thời gian kể từ lúc thang máy chuyển động thẳng đều, thời điểm vật nặng của con lắc có tốc độ (so với mặt đất) 5 m/s lần thứ 16 là:
A. 3,55 s B. 1,99 s. C. 2,50 s D. 3,05s.
Hướng dẫn
* Xét hệ quy chiếu gắn với thang máy.
* Tần số góc:
Giai đoạn 1: Thang máy chuyển động nhanh dần đều.
Khi t = 0 vật đứng yên ở VTCB OC thang máy chuyển động nhanh dần đều lên trên nên lực quán quán hướng xuống và vị trí cân bằng dịch xuống Om sao cho: .
Sau đó vật dao động với biên độ 1,25 m ứng với thời gian . Lúc này vật đi đến Om (li độ so với Oc là x = 0,04m) với vận tốc
Giai đoạn 2: Than máy chuyển động đều với vận tốc
* Dao động quanh vị trí cân bằng là OC (biên trên là P và biên dưới là Q) và biên độ
* Tại các vị trí biên P và Q vận tốc dao động bằng 0 nên tốc độ của vật đôi với mặt đất chính là tốc độ của thang máy đối với mặt đất và bằng 5 m/s.
* Tính từ lần thứ 16: Chọn D.
CON LẮC LÒ XO VA CHẠM, ĐẶT THÊM VẬT, CẤT BỚT V T
Câu 144. (150155BT) Một con lắc lò xo treo thẳng đứng gồm vật nhỏ có khối lượng m thì khi tại vị trí cân bằng lò xo dãn 25 cm. Đưa vật theo phương thẳng đứng lên trên rồi thả nhẹ, vật chuyển động nhanh dần và khi đạt đến tốc độ cm/s thì vật đã đi được đoạn đường 10 cm. Ngay phía dưới vị trí cân bằng 10 cm đặt một mặt phẳng nằm ngang. Coi va chạm giữa vật và mặt phẳng là hoàn toàn đàn hồi (vận tốc của vận giữ nguyên độ lớn đổi hướng ngược lại), lấy g = 10 m/s2 = π2 m/s2. Chu kì dao động của vật là?
A. 4/3s. B. 1/2s. C. 2/3s D. 1/3s.
Hướng dẫn
* Độ dãn lò xo tại VTCB:
* Áp dụng:
* Nếu không có mặt phẳng thì chu kỳ dao động là T, nhưng vì có mặt phẳng nên chu kỳ dao động:
Chọn A.
Câu 145. Hai vật nhỏ có khối lượng m1 = 0,4 kg và m2 = 1,2 kg được gắn vào hai đầu một lò xo nhẹ có độ cứng k = 80 N/m. Giữ hai vật ở vị trí sao cho lò xo có phương thẳng đứng và không biến dạng; đồng thời vật m2 ở đầu dưới của lò xo cách mặt bàn nằm ngang một đoạn H (xem hình vẽ). Thà đồng thời hai vật để chúng rơi tự do, sau khi chạm mặt bàn thì m2 dừng lại và nằm yên trên bàn. Để sau đó m2 không bị nhấc lên khỏi mặt bàn thì giá trị lớn nhất của H là
A. 40,0 cm. B. 37,5 cm. C. 22,5 cm. D. 60,0 cm.
Hướng dẫn
* Cơ năng của dao động m1:
* Điều kiện m2 không bị nhấc:
Chọn B.
Câu 146. Khảo sát dao động điều hòa của một con lắc lò xo nằm ngang với biên độ A. Khi vật dao động đến vị trí mà động năng bằng 3 lần thế năng thì một vật khác có cùng khối lượng rơi thẳng đứng và dính chặt vào nó sau đó hai vật cùng dao động điều hòa với biên độ
A. 0,25A. B. 0,25A. C. 0,5A. D. 0,25A.
Hướng dẫn
* Khi Wđ = 3Wt thì:
Chọn D.
Câu 147. Khảo sát dao động điều hòa của một con lắc lò xo nằm ngang với biên độ A. Khi vật dao động đến vị trí mà thế năng bằng 3 lần động năng thì một vật khác có cùng khối lượng rơi thẳng đứng và dính chặt vào nó sau đó hai vật cùng dao động điều hòa với biên độ
A. B. C. D.
Hướng dẫn
* Khi thì:
Chọn B.
Câu 148. Môt lò xo có độ cứng 100 N/m đặt trên mặt phẳng ngang, một đầu cố định, đầu còn lại gắng vật nhỏ có khối lượng m1 = 600 g. Ban đầu vật ở vị trí mà lò xo không biến dạng. Đặt vật nhỏ m2 = 400 g cách m1 một khoảng 50 cm. Hệ số ma sát giữa hai vật và mặt phẳng ngang là 0,1. Hỏi lúc đầu phải truyền cho m2 một tốc độ bao nhiêu để nó chuyển động đến dính chặt vào m1 và sau đó cả hai vật cùng dao động với độ biến dạng cực đại của lò xo là 6 cm.
A. 2,1 m/s. B. 1,577 m/s. C. 2m/s. D. 272 m/s.
Hướng dẫn
* Vận tốc m2 ngay trước lúc va chạm:
* Vận tốc hai vật sau va chạm:
* Mà Chọn C.
Câu 149. Môt lò xo có độ cứng 100 N/m đặt trên mặt phẳng ngang, một đầu cố định, đầu còn lại gắng vật nhỏ có khối lượng m2 = 600 g. Ban đầu vật ở vị trí mà lò xo không biến dạng. Đặt vật nhỏ m2 = 400 g cách m1 một khoảng 9 cm. Hệ số ma sát giữa hai vật và mặt phẳng ngang là 0,1. Hỏi lúc đầu phải truyền cho m1 một tốc độ bao nhiêu để nó chuyển động đến dính chặt vào m2 và sau đó cả hai vật cùng dao động với độ biến dạng cực đại của lò xo là 15 cm.
A. 2,99 m/s. B. 1,5 m/s. C. 2m/s. D. m/s.
Hướng dẫn
* Vận tốc m1 ngay trước lúc va chạm:
* Vận tốc hai vật sau va chạm:
* Mà
Chọn A.
Câu 150. Mỏt con lắc lò xo gồm lò xo nhẹ có độ cứng là 10 N/m và vật nhỏ có khối lượng 100 g dao động trên mặt phẳng ngang. Hệ số ma sát trượt giữa vật và mặt phẳng ngang là 0,1. Lấy g = 10m/s2. Đưa vật nhỏ con lắc tới vị trí để lò xo bị nén 5 cm rồi buông nhẹ, đồng thời cho đồng hồ bấm giây bắt đầu chạy. Chọn mốc tính thế năng ứng với trạng thái lò xo không biến dạng. Khi lò xo không biến dạng lần thứ hai (kể từ khi buông vật), cơ năng của con lắc và số chỉ của đồng hồ là
A. 2,5 mJ và 0,471 s. B. 2,5 mJ và 0,524 s.
C. 1,5 mJ và 0,471 s. D. 1,5 mJ và 0,524 s.
Hướng dẫn
* Tính
Chọn D.
Câu 151. Trong mặt phẳng nằm ngang không ma sát, một lò xo có độ cứng 100 N/m, một đầu cố định, đầu kia gắn với vật nhỏ có khối lượng m1 = 100g. Đặt vật m2 = 500g sát với m1 khi lò xo không biến dạng. Đưa vật m1 đến vị trí lò xo nén 10 cm rồi thả nhẹ. Coi va chạm hai vật là hoàn toàn đàn hồi. Biết va chạm đàn hồi thì động lượng và động năng được bảo toàn. Khoảng cách gần nhất giữa hai vật khi chúng chuyển động cùng chiều sau va chạm là
A. 5,15 (cm). B. 10,47 (cm). C. 5,71 (cm). D. 8,19 (cm).
Hướng dẫn
* Tốc độ m1 ngay trước va chạm:
* Ngay sau va chạm:
* Gốc thời lúc m1 về VTCB (sau va chạm một khoảng thời gian
Chọn D.
Câu 152. (150153BT) Một con lắc lò xo đặt trên mặt phẳng nằm ngang gồm lò xo nhẹ có độ cứng 1 N/m, một đàu cố định, đầu còn lại gắn vật nhỏ m1. Vật m1 nối với vật m2 (m1 = m2 = 100 g) bằng một sợi dây nhẹ không dãn. Ban đầu kéo vật m2 theo phương trùng với trục của lò xo đế lò xo dãn 10 cm rồi thả nhẹ thì hai vật chuyển động không ma sát theo phương trùng với trục của lò xo. Khi vật m1 đi được quãng đường (10 + 5) cm thì hai vật va chạm với nhau lần thứ nhất. Coi va chạm hoàn toàn đàn hồi xuyên tâm, sau va chạm vật chuyển động truyền hết vận tốc cho vật đứng yên. Lấy π2 = 10. Khoảng thời gian sợi dây bị chùng trong một chu kì là
A. 1 s. B. 0,5 s. C. 1,5 s. D. 1,2 s.
Hướng dẫn
Từ x = A đến x = 0, cả hai vật cùng dao động điều hòa với thời gian:
(sợi dây không bị kéo căng).
Đến x = 0 vân tốc của hai vật sợi dây bắt đầu chùng xuống, m2 chuyển động thẳng đều, dao dao động điều hòa với biên độ:
với thời gian
(sợi dây bị chùng xuống)
Đúng lúc m2 đến vị trí biên cm thì m1 va chạm đàn hồi với m2 và truyền toàn bộ vận tốc (cm/s) cho m2 (m1 đứng yên tại vị trí này) và m2 đi thêm đến x = −10 cm (áp dụng định luật bảo toàn cơ năng) với thời gian 0,25(5) (sợi dây đang bị chùng)
Sau đó, vật m1 đổi chiều chuyển động và quay trở lại x = x = cm với 0,25(5) (sợi dây đang bị chùng).
Tại vị trí này nó có tốc độ va chạm đàn hồi với m1 và truyền toàn bộ vận tốc cho m1 và m1 chuyển động thẳng đều sau thời gian t5 = t2 = 0,5(5) thì sợi dây được kéo căng.
Như vậy, khoảng thời gian sợi dây bị chùng trong một chu kì là:
= 0,5 + 0,25 + 0,25 + 0,5 = 1,5 s.
Câu 153. Con lắc lò xo treo gồm lò xo có độ cứng 200 N/m, quả cầu M có khối lượng 1 kg đang dao động điều hòa theo phương thẳng đứng với biên độ 12,5 cm. Khi quả cầu xuống đến vị trí thấp nhất thì có một vật nhỏ khối lượng m = 500 g bay theo phương trục lò xo, từ dưới lên với tốc độ v0 tới dính vào chặt vào M. lấy g = 10 m/s2. Sau va chạm, hai vật dao động điều hòa. Biên độ dao động của hệ hai vật sau va chạm là 20 cm. Tốc độ v0 có giá trị bằng
A. 6 m/s. B. 3 m/s. C. 8 m/s. D. 12 m/s.
Hướng dẫn
* Tốc độ của m + M ngay sau va chạm:
* Vị trí cân bằng mới thấp hơn vị trí cân bằng cũ một đoạn:
* Biên độ mới:
Chọn A.
Câu 154. Môt con lắc lò xo treo thẳng đứng, vật dao động có khối lượng m1, khi ở vị trí cân bằng lò xo dãn 10 cm. Đưa vật đến vị trí lò xo dãn 20 cm rồi gắn thêm vật m2 = 3m1 bằng một sợi dây có chiều dài b = 10 cm (xem hình vẽ), thả nhẹ cho hệ dao động điều hòa theo phương thẳng đứng trùng với trục của lò xo. Khi hệ đến vị trí thấp nhất thì dây nối bị đứt, chỉ còn m1 dao động điều hòa, vật m2 rơi tự do. Bỏ qua khối lượng của sợi dây, bỏ qua kích thước của hai vật và bỏ qua ma sát. Lấy g = 10 m/s2, lấy π2 = 10. Sau khi dây đứt lần đầu tiên m1 đến vị trí cao nhất thì m2 vẫn chưa chạm đất, lúc này khoảng cách giữa hai vật là
A. 2,3 m. B. 0,8 m. C. 1,6 m. D. 3,1 m.
Hướng dẫn
* Khi treo mình m1 thì vị trí cân bằng Om (lò xo dãn 10 cm). Khi treo (m1 + m2) thì vị trí cân bằng là Om (lò xo dãn 40 cm) nên OmOc = 30 cm. Vì lúc đầu, giữ vật để lò xo dãn 20 cm rồi thả nhẹ nên biên độ (so với Oc) là A = 20 cm.
* Khi đến vị trí thấp nhất thì v = 0 và v = +A, sợi dây bị đứt thì vị trí cân bằng mới là Om cao hơn vị trí cân bằng cũ một đoạn OmOc = 30 cm nên biên độ mới A’ = A + OcOm = 50cm.
Ngay sau khi dây đứt (chọn mốc thời gian là lúc này):
* Vật m2 rơi tự do với gia tốc hướng xuống dưới và có độ lớn bằng g;
* Vật m1 dao động điều hòa xung quanh vị trí cân bằng mới Om với biên độ:
Chu kỳ
Khi m1 lên đến vị trí cao nhất t = T/2 = 0,1π (S) thì m1 đi được quãng đường S1 = 2A’= 1m.
Còn vật m2 đi được quãng đường
Khoảng cách hai vật: S1 + S2 + b = 1,6 m => Chọn C.
Câu 155. (150135BT) Một lò xo độ cứng k treo một vật khối lượng M. Khi hệ đang cân bằng, ta đặt nhẹ nhàng lên vật treo một vật khối lượng m thì chúng bắt đầu dao động điều hòa. Sau thời điểm xuất phát bằng một số nguyên lần chu kỳ, nếu nhấc m ra khỏi M thì
A. dao động tắt hẳn luôn.
B. M vẫn tiếp tục dao động với biên độ tăng
C. M vẫn tiếp tục dao động với biên độ giảm.
D. M vẫn tiếp tục dao động với biên độ như cũ.
Hướng dẫn
Tại thời điểm t = 0, M đang đứng yên ở O1 đặt nhẹ nhàng thêm vật m thì cả hai vật cùng dao động (với VTCB mới là O2 với O1 là biên trên với O2 là biên dưới và biên độ A = O1O2 = mg/k).
Sau thời gian bằng một số nguyên lần chu kì cả hai vật trở về vị trí biên trên O1 (vận tốc bằng 0). Lúc này, cất đi vật m chỉ còn M (có vận tốc bằng 0) và vì O1 là vị trí cân bằng của nó nên nó đứng yên tại O1 luôn => Chọn A.
Câu 156. (150136BT) Hai vật m1 và m2 nối với nhau bằng một sợi dây m2 = 3m1 = 3 kg, treo m1 vào một lò xo có độ cứng k = 100 N/m. Kích thích cho hệ dao động điều hòa với tốc độ cực đại 20 cm/s. Khi hệ đến vị trí thấp nhất thì dây nối bị đứt, chỉ còn m1 dao động điều hòa. Bỏ qua khối lượng của sợi dây và kích thước của hai vật. Biên độ của m1 sau khi dây đứt là
A. 36 cm. B. 26 cm. C. 30 cm. D. 34 cm.
Hướng dẫn
* Lúc đầu hệ dao động xung quanh VTCB Oc với biên độ:
* Khi đến vị trí thấp nhất thì v = 0 và x = +A, sợi dây bị đứt thì vị trí cân bằng mới là Om cao hơn vị trí cân bằng cũ một đoạn
Chọn D.
Câu 157. (150137BT) Hai vật m1 và m2 nối với nhau bằng một sợi dây m2 = 3m1 = 3 kg, treo m1 vào một lò xo có độ cứng k = 100 N/m. Kích thích cho hệ dao động điều hòa với tốc độ cực đại 20 cm/s. Khi hệ đến vị trí thấp nhất thì dây nối bị đứt, chỉ còn m1 dao động điều hòa. Bỏ qua khối lượng của sợi dây và kích thước của hai vật. Vận tốc cực đại của m1 sau khi dây đứt là
A. 3,6 m/s. B. 2,6 m/s. C. 30 m/s. D. 3,4 m/s.
Hướng dẫn
* Lúc đầu hệ dao động xung quanh vị trí cân bằng Oc với biên độ:
*Khi đến vị trí thấp nhất thì v = 0 và x = +A, sợi dây bị đứt thì vị trí cân bằng mới là Om cao hơn vị trí cân bằng cũ một đoạn
Nên biên độ mới:
Chọn D.
Câu 158. Môt lò xo đặt thẳng đứng, đầu dưới gắn cố định, đầu trên gắn một đĩa có khối lượng không đáng kể, tại nơi có gia tốc trọng trường g. Tại thời điểm t = 0, đặt nhẹ nhàng vật nhỏ có khối lượng m lên đĩa, khi qua vị trí cân bằng lò xo biến dạng một đoạn Δlo. Đến thời điểm đặt nhẹ nhàng thêm vật thứ hai cũng có khối lượng m. Rồi đến thời điểm t = t1(l + 0,5 /2 ) đặt nhẹ nhàng thêm vật thứ 3 cũng có khối lượng m. Lúc này, hệ dao động với biên độ bằng
A. Δlo. B. 2Δlo. C. 3Δlo. D. 4Δl0.
Hướng dẫn
* Khi đặt vật 1 thì vị trí cân bằng là O1, đặt thêm vật 2 thì vị trí cân bằng là O2 và đặt thêm vật thứ 3 thì vị trí cân bằng là O3 sao cho:
* Khi đặt vật 1, hệ dao động xug quanh vị trí cân bằng O1 với chu kì
Khi hệ trở về biên trên P, đặt thêm vật thứ 2 thì O2 trở thành vị trí cân bằng mới và hệ dao động với biên độ 2Δl0 với chu kì . Đốn thời điểm t = t1(l + 0,5 ) hệ đến biên dưới Q, đặt nhẹ nhàng thêm vật thứ 3 thì O3 trở thành vị trí cân bằng và hệ dao động với biên độ Δl0.
Chọn A.
Câu 159. Môt lò xo đặt thẳng đứng, đầu dưới gắn cố định, đầu trên gắn một đĩa có khối lượng không đáng kể, tại nơi có gia tôc trọng trường g. Tại thời điểm t = 0, đặt nhẹ nhàng vật nhỏ có khối lượng m lên đĩa, khi qua vị trí cân bằng lò xo biến dạng một đoạn Δl0. Đến thời điểm đặt nhẹ nhàng thêm vật thứ hai cũng có khối lượng m thì
A. đĩa không dao động nữa.
B. đĩa dao động với biên độ gấp đôi.
C. đĩa hở lại vị trí lúc đầu ở thời điểm
D. đĩa trở lại vị trí lúc đầu ở thời điểm
Hướng dẫn
* Khi đặt vật 1 thì vị trí cân bằng là O1, đặt thêm vật 2 thì vị trí cân bằng là O2 sao cho: .
*Khi đặt vật 1, hệ dao động xug quanh vị trí cân bằng O2 với chu kì . Khi hệ đến biên dưới O2, đặt thêm vật thứ 2 thì O2 trở thành vị trí cân bằng mới nên hệ không dao động nữA. Chọn A.
ĐỐT SỢI D Y LIÊN KỂT HAI VẬT
Câu 160. Hai vật A và B có cùng khối lượng 0,5 kg và có kích thước nhỏ được nối với nhau bởi sợi dây mảnh nhẹ dài 15 cm, hai vật được treo vào lò xo có độ cứng k = 100 N/m tại nơi có gia tốc trọng trường g =10 m/s2. Lấy π2 = 10. Khi hệ vật và lò xo đang ở vị trí cân bằng người ta đốt sợi dây nối hai vật và vật B sẽ rơi tự do còn vật A sẽ dao động điều hòa. Lần đầu tiên vật A lên đến vị trí cao nhất thì khoảng cách giữa hai vật bằng bao nhiêu? Biết rằng độ cao đủ lớn.
A. 35 cm. B. 45 cm. C. 40 cm. D. 50 cm.
Hướng dẫn
Ngay sau khi đốt dây:
* B rơi tự do với gia tốc hướng xuống dưới và có độ lớn bằng g;
* A dao động điều hòa xung quanh vị trí cân bằng mới Om với biên độ có gia tốc hướng lên trên và có độ lớn
+ Vật A
Lúc đầu A lên đến vị trí cao nhất:
+ Khi (s) vật B đi được quãng đường:
Lúc này, khoảng cách hai vật là: SA + SB + = 10 + 25 + 15 = 50 cm
Chọn D.
Câu 161. Một sợi dây cao su nhẹ, hệ số đàn hồi không đổi, đầu trên cố định, đầu dưới treo vật nhỏ A khối lượng m, vật A nối với vật nhỏ B (khối lượng 2m) bằng một sợi dây nhẹ, không dãn, dài 10 cm. ở vị trí cân bằng dây cao su dãn 7,5 cm. Bỏ qua mọi ma sát. Lấy g =10 m/s2. Lấy π2 = 10. Khi vật đang ở vị trí cân bằng người ta đốt sợi dây nối hai vật và vật B sẽ rơi tự do còn vật A sẽ dao động điều hòa. Lần đầu tiên vật A lên đến vị trí cao nhất, vật B chưa chạm đất thì khoảng cách giữa hai vật gần giá trị nào nhất sau đây?
Hướng dẫn
* Độ dãn
Ngay sau khi đốt dây:
+ B rơi tự do với gia tốc hướng xuống dưới và có độ lớn bằng g’
+ A dao động điều hòa xung quanh vị trí cân bằng Om với chu kỳ:
và
Khi vật A đến điểm C sợi dây bắt đầu chùng xuống và A xem như ném thẳng đứng dưới lên với vận tốc ném
Lúc đầu A lên đến vị trí cao nhất:
* Khi t = vật B đi được quãng đường:
Lúc này khoảng cách hai vật: Chọn C
HAI VẬT TÁCH RỜI NHAU
Câu 162. Môt lò xo có độ cứng 200 N/m được đặt nằm ngang, một đầu được giữ cố định, đầu còn lại được gắn với chất điểm m1 = 1,5 kg. Chất điểm m1 được gắn với chất điểm thứ hai m2 = 0,5 kg. Các chất điểm đó có thể dao động không ma sát trên trục Ox nằm ngang. Giữ hai vật ở vị trí lò xo nén 2 cm rồi buông nhẹ ở thời điểm t = 0, sau đó hệ dao động điều hòa. Chỗ gắn hai chất điểm bị bong ra nếu lực kéo tại đó đạt đến 0,5 N. Chất điểm m2 bị tách khỏi m1 ở thời điểm
A. π/8 X. B. 2π/15 s. C. π/10 s. D. π/15 s.
Hướng dẫn
Lúc đầu lò xo nén cực đại nên lò xo đẩy hai vật bắt đầu chuyển động từ M. Khi đi từ M đến O (lò xo bị nén), gia tốc hướng về vị trí cân bằng (theo chiều dương) nên lực quán tính tác dụng lên m2 hướng theo chiều âm ( ) và vật m2 không thể tách ra được.
Sau khi qua O (lò xo dãn), gia tốc hướng theo chiều âm nên lực quán tính tác dụng lên m2 hướng theo chiều dương, tức là có xu hướng kéo m2 ra khỏi m1. Mới đầu qua O lực quán tính này có độ lớn đang bé nhưng sau đó độ lớn lực quán tính tăng dần.
Khi đến P thì hay vật m2 tách ra tại điểm này. Thời gian đi từ M đến P: Chọn D
Câu 163. Một lò xo có độ cứng 100 N/m được đặt nằm ngang, một đầu được giữ cố định, đầu còn lại được gắn với chất điểm m1 = 0,1 kg. Chất điểm m1 được gắn với chất điểm thứ hai m2 = 0,2 kg. Các chất điểm đó có thể dao động không ma sát trên trục Ox nằm ngang. Giữ hai vật ở vị trí lò xo nén 3 cm rồi buông nhẹ ở thời điểm t = 0, sau đó hệ dao động điều hòa. Chỗ gắn hai chất điểm bị bong ra nếu lực kéo tại đó đạt đến 1 N và sau đó m1 tiếp tục dao động điều hòa. Tính khoảng cách giữa hai vật khi m1 đổi chiều chuyển động lần thứ 2 tính từ thời điểm ban đầu? Lấy π2 = 10.
A. 5,03 cm. B. 9,55 cm. C. 7,43 cm. D. 5,93 cm.
Hướng dẫn
* Khi đến P thì :
và vật tách ra tại điểm này.
* Sau khi tách:
+ m2 chuyển động thẳng đều với vận tốc
+ m1 dao động điều hòa với với biên độ
* Chọn mốc thời gian là lúc tách thì khi m1 đổi chiều lần 2 thời gian: t = T/8 + T/2 = 0,125 s lúc này m1 nằm ở biên âm cách O là A' và m2 cách O (về phía dương) là 1,5 + = 7,429(cw) => Hai vật cách nhau: 9,55 cm
=> Chọn B.
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét
Bạn có muốn Tải đề thi thử File Word, Thi Trắc nghiệm Online Free, hay Luyện thi THPT Môn Vật lí theo Chủ đề không? Hãy để lại ý kiến trao đổi nhé.