Giữ một vật khối lượng \(0,5kg\) ở đầu một lò xo đặt thẳng đứng với trạng thái ban

Câu hỏi số 385023:

Vận dụng cao

Giữ một vật khối lượng \(0,5kg\) ở đầu một lò xo đặt thẳng đứng với trạng thái ban đầu chưa bị biến dạng. Thả không giữ vật nữa thì vật di chuyển tới VTCB. Lò xo có độ cứng \(125N/m\) và bỏ qua khối lượng của nó. Cho \(g = 10m/{s^2}\) và chọn mức không của thế năng tại vị trí cân bằng. Tìm thế năng tổng cộng của hệ vật – lò xo tại vị trí cân bằng của vật:

A. \(0,1J\)

B. \(0,3J\)

C. \(–0,1J\)

D. \(–0,3J\)

Đáp án đúng là: A

Xem lời giải

Câu hỏi:385023

Phương pháp giải

Công thức tính thế năng trọng trường: \({{\rm{W}}_t} = mgz\)

Thế năng đàn hồi của một lò xo ở trạng thái có biến dạng ∆l là: \({{\rm{W}}_t} = \dfrac{1}{2}{k^2}.\Delta l\)

Thế năng tổng cộng: \({{\rm{W}}_{tong}} = {{\rm{W}}_t} + {{\rm{W}}_{dh}}\)

Giải chi tiết

Chọn mức không của thế năng tại vị trí cân bằng

Thế năng tổng cộng: \({{\rm{W}}_{tong}} = {{\rm{W}}_t} + {{\rm{W}}_{dh}}\)

Xét vật ở VTCB:

\(\begin{gathered}
\vec P + \overrightarrow {{F_{dh}}} = 0 \Rightarrow P = {F_{dh}} \Leftrightarrow mg = k.\Delta {l_0} \hfill \\
\Rightarrow \Delta {l_0} = \frac{{mg}}{k} = \frac{{0,5.10}}{{125}} = 0,04m \hfill \\
\end{gathered} \)

Gốc thế năng tại VTCB nên : \(z = 0\)

Thế năng tổng cộng:

\(\begin{array}{l}{{\rm{W}}_{tong}} = {{\rm{W}}_t} + {{\rm{W}}_{dh}} = mgz + \dfrac{1}{2}k.\Delta l_0^2\\ \Rightarrow {{\rm{W}}_{tong}} = 0,5.10.0 + \dfrac{1}{2}.125.0,{04^2} = 0,1J\end{array}\)

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, Cam kết giúp học sinh học tốt, bứt phá điểm 9,10 chỉ sau 3 tháng, hoàn trả học phí nếu học không hiệu quả.