Một con lắc lò treo thẳng đứng gồm lò xo độ cứng \(k = 100 N/m,\) quả nặng khối lượng

Câu hỏi số 435421:

Vận dụng cao

Một con lắc lò treo thẳng đứng gồm lò xo độ cứng \(k = 100 N/m,\) quả nặng khối lượng \(400g.\) Kích thích cho con lắc dao động điều hòa theo phương thẳng đứng. Chọn mốc thế năng ở vị trí cân bằng. Cơ năng của con lắc là \(0,16 J.\) Lấy gia tốc rơi tự do \(g = 10m/{s^2}\) và \({\pi ^2} = 10.\) Trong một chu kì, khoảng thời gian mà lực đàn hồi tác dụng lên vật nặng có chiều hướng từ trên xuống dưới là

A. \(0,1s\)

B. \(\dfrac{2}{{15}}s\)

C. \(0,3s\)

D. \(\dfrac{4}{{15}}s\)

Đáp án đúng là: A

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:435421

Phương pháp giải

Trong một chu kì, khoảng thời gian mà lực đàn hồi tác dụng lên vật nặng có chiều hướng từ trên xuống dưới là là thời gian lò xo bị nén.

Tại vị trí cân bằng lò xo dãn một đoạn \(\Delta {l_0}\)

Công thức tính cơ năng: \({\rm{W}} = \dfrac{1}{2}.k.{A^2}\)

Công thức tính chu kì: \(T = 2\pi \sqrt {\dfrac{m}{k}} \)

Sử dụng VTLG

Giải chi tiết

Tại vị trí cân bằng lò xo dãn một đoạn ∆l₀, ta có:

\(\Delta {l_0} = \dfrac{{mg}}{k} = \dfrac{{0,4.10}}{{100}} = 0,04m = 4cm\)

Công thức tính cơ năng:

\({\rm{W}} = \dfrac{1}{2}.k.{A^2} \Rightarrow 0,16 = \dfrac{1}{2}.100.{A^2} \Rightarrow A = 4{\sqrt 2 _{}}cm\)

Công thức tính chu kì: \(T = 2\pi \sqrt {\dfrac{m}{k}} = 2\pi .\sqrt {\dfrac{{0,4}}{{100}}} = 0,4s\)

Ta có VTLG:

Thời gian lò xo bị nén trong một chu kì là:

\(t = \dfrac{{2\arccos \dfrac{{\Delta {l_0}}}{A}}}{{2\pi }}.T = \dfrac{T}{4} = \dfrac{{0,1}}{4} = 0,1s\)

Đáp án cần chọn là: A

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.