Một con lắc lò xo bố trí theo phương nằm ngang (như hình vẽ). Gồm một lò xo có chiều dài tự

Câu hỏi số 322925:

Vận dụng

Một con lắc lò xo bố trí theo phương nằm ngang (như hình vẽ).

Gồm một lò xo có chiều dài tự nhiên l₀=25cm, độ cứng K = 200N/m

và một vật nặng có khối lượng m = 100g. Từ vị trí cân bằng

(lò xo không bị biến dạng và vật nặng m đứng yên) kéo vật đến vị trí lò xo có chiều dài l = 30cm rồi thả nhẹ. Lấy gốc thế năng tại vị trí cân bằng.

a. Hãy tính cơ năng con lắc?

b. Trong quá trình chuyển động vật nặng m luôn chịu tác dụng của lực ma sát có µ = 0,15. Tính vận tốc cực đại mà vật đạt được? Lấy g = 10m/s².

A. a) 0,2J; b) 2,2m/s

B. a) 0,25J; b) 2,2m/s

C. a) 0,2J; b) 2,5m/s

D. a) 0,25J; b) 2,5m/s

Đáp án đúng là: B

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:322925

Phương pháp giải

Cơ năng = Động năng + Thế năng

Động năng W_đ = 0,5mv²

Thế năng đàn hồi W_t = 0,5k.Δl²

Do có ma sát nên động năng cực đại tại vị trí thế năng cực tiểu lần đầu tiên, tức là lần đầu tiên vật đi qua vị trí cân bằng.

Độ biến thiên cơ năng bằng công của lực không thế (ma sát)

Công của lực: A = Fscosα

Giải chi tiết

a) Cơ năng của con lắc = Thế năng khi bắt đầu thả vật:

W = 0,5kΔl² = 0,5.200.0,05² = 0,25J

b) Động năng cực đại khi thế năng cực tiểu.

Do có ma sát nên động năng cực đại tại vị trí thế năng cực tiểu lần đầu tiên, tức là lần đầu tiên vật đi qua vị trí cân bằng, tức là vật đi được quãng đường S = 5cm = 0,05m

Độ biến thiên cơ năng = công của ma sát. Ta có:

0,5mv² – W = F_ms.S.cos180⁰

\(-0,5m{{v}^{2}}+0,25=\mu mgS\)

\(\Rightarrow -0,5.0,1.{{v}^{2}}+0,25=0,15.0,1.10.0,05\Rightarrow v=2,2m/s\)

Đáp án cần chọn là: B

Tham Gia Group Dành Cho 2K9 Chia Sẻ, Trao Đổi Tài Liệu Miễn Phí

Câu hỏi trước Câu tiếp theo

>> Học trực tuyến Lớp 10 cùng thầy cô giáo giỏi tại Tuyensinh247.com, (Xem ngay) Cam kết giúp học sinh học tốt, bứt phá điểm 9,10 chỉ sau 3 tháng, làm quen kiến thức, định hướng luyện thi TN THPT, ĐGNL, ĐGTD ngay từ lớp 10