Một con lắc lò xo nằm ngang gồm vật nặng có khối lựng 200g và lò xo có độ cứng

Câu hỏi số 240067:

Nhận biết

Một con lắc lò xo nằm ngang gồm vật nặng có khối lựng 200g và lò xo có độ cứng k = 50N/m. Khi vật đang ở VTCB thì tác dụng một lực F = 2N không đổi, hướng dọc theo trục của lò xo trong khoảng 0,1s. Bỏ qua mọi ma sát, lấy g = 10m/s². Tốc độ cực đại của vật sau khi lực F ngừng tác dụng bằng

A. \(20\pi \sqrt 2 cm/s\)

B. \(10\pi \sqrt 2 cm/s\)

C. 25π cm/s

D. 40π cm/s

Đáp án đúng là: A

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:240067

Phương pháp giải

Phương pháp: Sử dụng hệ thức độc lập theo thời gian của x và v.

Giải chi tiết

Đáp án A

Cách giải:

Gọi O là vị trí lò xo không bị biến dạng, O₁ là vị trí cân bằng khi có lực F tác dụng

Biên độ dao động khi có lực tác dụng F là A = OO₁

Từ điều kiện cân bằng: kA = F => A = F/k = 2/50 = 4 cm

Chu kì của con lắc: \(T = 2\pi \sqrt {\frac{m}{k}} = 2\pi \sqrt {\frac{{0,2}}{{50}}} = 0,4s\)

Sau 0,1s tương ứng là T/4. Vì vật m từ vị trí biên trái O chuyển động sau T/4 sẽ về tới vị trí biên phải O₁, vận tốc lúc này là v = ωA. Tới vị trí này ngừng lực tác dụng thì VTCB mới của con lắc là vị trí O. Biên độ dao động mới là: \(A' = \sqrt {{x^2} + \frac{{{v^2}}}{{{\omega ^2}}}} = \sqrt {{A^2} + \frac{{{{\left( {\omega A} \right)}^2}}}{{{\omega ^2}}}} = A\sqrt 2 = 4\sqrt 2 cm\)

Tốc độ cực đại: \({v_{m{\text{ax}}}} = \omega A' = \sqrt {\frac{k}{m}} A' = 20\pi \sqrt 2 cm/s\)

Đáp án cần chọn là: A

Group 2K8 ôn Thi ĐGNL & ĐGTD Miễn Phí

Câu hỏi trước Câu tiếp theo

>> 2K9 Chú ý! Lộ Trình Sun 2027 - 1 lộ trình ôn đa kỳ thi (TN THPT, ĐGNL (Hà Nội/ Hồ Chí Minh), ĐGNL Sư Phạm, ĐGTD, ĐGNL Bộ Công an, ĐGNL Bộ Quốc phòngTD - Click xem ngay) tại Tuyensinh247.com. Cập nhật bám sát bộ SGK mới, Thầy Cô giáo giỏi, 3 bước chi tiết: Nền tảng lớp 12; Luyện thi chuyên sâu; Luyện đề đủ dạng đáp ứng mọi kì thi.