Một con lắc lò xo treo thẳng đứng đang dao động điều hòa. Hình bên là đồ thị mô tả sự

Câu hỏi số 341521:

Vận dụng

Một con lắc lò xo treo thẳng đứng đang dao động điều hòa. Hình bên là đồ thị mô tả sự phụ thuộc giữa độ lớn lực đàn hồi của lò xo \(\left| {{F}_{dh}} \right|\) theo thời gian t. Lấy \(g\approx {{\pi }^{2}}\)m/s². Mốc thế năng tại vị trí cân bằng. Cơ năng của con lắc là

A. 32 mJ

B. 24 mJ

C. 16 mJ

D. 8 mJ

Đáp án đúng là: C

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:341521

Phương pháp giải

Tìm mối quan hệ giữa độ dãn của lò xo tại vị trí cân bằng với biên độ, từ đồ thị rút ra chu kì dao động.

Chú ý: \(\frac{\left| {{d}_{d\max }} \right|+\left| {{d}_{n\max }} \right|}{2}=A\), tròn đó d_dmax và d_nmax lần lượt là độ dãn max và độ nén max của con lắc lò xo.

Giải chi tiết

Từ đồ thị ta có: lò xo dãn max khi \(\left| {{F}_{dh}} \right|=2\text{,4 (N)}\) và nén max khi \(\left| {{F}_{dh}} \right|=0.8\text{ (N)}\)

\(\Rightarrow 2\text{kA}=2,4+0,8=3,2\Rightarrow \text{kA}=1,6\)

Mặt khác, tại vị trí cân bằng lực đàn hồi có độ lớn: \(\left| {{F}_{dh}} \right|=2,4-1,6=0,8\text{ (N)}\)

\(\Rightarrow \) Độ dãn của lò xo tại vị trí cân bằng: \(\Delta {{l}_{0}}=\frac{A}{2}\) và tại t = 0, \(x=\frac{A}{2}\)

\(\Rightarrow 0,1=\frac{T}{6}+\frac{T}{4}+\frac{T}{12}=\frac{T}{2}\Rightarrow T=0,\text{2 (s)}\Rightarrow \text{ }\!\!\omega\!\!\text{ = }\frac{2\pi }{0,2}=10\pi \Rightarrow \Delta l=\text{1 (cm)}\Rightarrow \text{A = 2 cm}\)

\(\Rightarrow k=\frac{1,6}{0,02}=8\text{0 (N/m)}\)

\(E=\frac{1}{2}k{{A}^{2}}=\frac{1}{2}80.0,{{02}^{2}}=\text{0,016 (J) = 16 (mJ)}\)

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.