Một con lắc lò xo nằm ngang gồm lò xo nhẹ không dẫn điện có độ cứng k = 40 N/m, qủa cầu

Câu hỏi số 219822:

Vận dụng cao

Một con lắc lò xo nằm ngang gồm lò xo nhẹ không dẫn điện có độ cứng k = 40 N/m, qủa cầu nhỏ có khối lượng m = 160 g. Bỏ qua mọi ma sát, lấy g m 10 = π² m/s². Quả cầu tích điện q = 8.10 ^-⁵C . Hệ đang đứng yên thì người ta thiết lập một điện trường đều theo hướng dọc theo trục lò xo theo chiều giãn của lò xo, vecto cường độ điện trường với độ lớn E, có đặc điểm là cứ sau 1 s nó lại tăng đột ngột lên thành 2E, 3E, 4E… với E = 2.10⁴ V/m. Sau 5s kể từ lúc bắt đầu chuyển động, vật đi được quãng đường là:

A. 160 cm

B. 200 cm

C. 120 cm

D. 60 cm

Đáp án đúng là: C

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:219822

Phương pháp giải

Sử dụng lí thuyết về CLLX chịu tác dụng của lực điện trường

Giải chi tiết

Chu kì dao động của CLLX: \(T = 2\pi \sqrt {{m \over k}} = 0,4s\)

Xét khoảng thời gian ∆t₁ = 1s ta có

VTCB O₁ là vị trí cách O đoạn \({x_1} = {{{F_1}} \over k} = {{\left| q \right|E} \over k} = {{\left| {{{8.10}^{ - 5}}} \right|{{.2.10}^4}} \over {40}} = 0,04m = 4cm\)

Vật dao động điều hòa quanh VTCB O₁ với biên độ A₁ = 4cm với chu kì T = 0,4s

Tại thời điểm t = 1s, vật đang ở vị trí biên dương x = A₁ = 4cm(cách O đoạn 8cm)

Quãng đường vật đi được là s₁ = 2.4A₁ + 2A₁ = 40cm

Xét khoảng thời gian từ t = 1s đến t = 2s

VTCB là O₂ là vị trí cách O đoạn \({x_2} = {{{F_2}} \over k} = 2{x_1} = 8cm\)

=> Vật đứng yên tại O₂

Xét khoảng thời gian từ t = 2s đến t = 3s

VTCB O₃ là vị trí cách O đoạn \({x_3} = {{{F_3}} \over k} = 3{x_1} = 12cm\)

Vật sẽ dao động điều hòa quanh VTCB O₃ với biên độ A₃ = 4cm với chu kì T = 0,4s

Quãng đường vật đi được là s₃ = 2.4A₃ + 2A₃ = 10A₃ = 40cm

Tương tự như vậy

Trong khoảng thời gian từ t = 3s đến t = 4s vật đứng yên tại O₄ cách O đoạn 16cm

Trong khoảng thời gian từ t = 4 đến t = 5s vật dao động điều hòa quanh O₅ với biên độ 4cm và đi được quãng đường s₅ = 10A₅ = 40cm

Vậy quãng đường vật đi được sau 5s là s = s₁ + s₃ + s₅ = 40 +40 +40 = 120 cm

=> Chọn đáp án C

Đáp án cần chọn là: C

Group 2K8 ôn Thi ĐGNL & ĐGTD Miễn Phí

Câu hỏi trước Câu tiếp theo

>> 2K8 Chú ý! Lộ Trình Sun 2026 - 3IN1 - 1 lộ trình ôn 3 kì thi (Luyện thi 26+ TN THPT, 90+ ĐGNL HN, 900+ ĐGNL HCM, 70+ ĐGTD - Click xem ngay) tại Tuyensinh247.com.Đầy đủ theo 3 đầu sách, Thầy Cô giáo giỏi, luyện thi theo 3 giai đoạn: Nền tảng lớp 12, Luyện thi chuyên sâu, Luyện đề đủ dạng đáp ứng mọi kì thi.