Một lò xo nhẹ, có độ cứng k =100N/m được treo vào một điểm cố định, đầu dưới treo

Câu hỏi số 473838:

Vận dụng cao

Một lò xo nhẹ, có độ cứng k =100N/m được treo vào một điểm cố định, đầu dưới treo vật nhỏ khối lượng m = 400g. Giữ vật ở vị trí lò xo không biến dạng rồi buông nhẹ để vật dao động điều hòa tự do dọc theo trục lò xo. Chọn trục tọa độ thẳng đứng chiều dương hướng xuống, gốc thời gian là lúc buông vật. Tại thời điểm t = 0,2s, một lực \(\overrightarrow F \) thẳng đứng, có cường độ biến thiên theo thời gian biểu diễn như đồ thị trên hình bên, tác dụng vào vật. Biết điểm treo chỉ chịu được lực kéo tối đa có độ lớn 20N (lấy \(g = {\pi ^2} = 10m/{s^2}\)). Tại thời điểm lò xo bắt đầu rời khỏi điểm treo, tổng quãng đường vật đi được kể từ t = 0 là

A. 36cm.

B. 48cm.

C. 58cm.

D. 52cm.

Đáp án đúng là: B

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:473838

Phương pháp giải

+ Sử dụng biểu thức tính chu kì dao động: \(T = 2\pi \sqrt {\frac{m}{k}} \)

+ Đọc đồ thị

+ Sử dụng biểu thức tính độ dãn của lò xo tại vị trí cân bằng; \(\Delta l = \frac{{mg}}{k}\)

Giải chi tiết

+ Chu kì dao động:

\(T = 2\pi \sqrt {\frac{m}{k}} = 2\pi \sqrt {\frac{{400.10}}{{100}}} = 0,4{\rm{s}}\)

+ Độ biến dạng của lò xo tại vị trí cân bằng:

\(\Delta {l_0} = \frac{{mg}}{k} = \frac{{{{400.10}^{ - 3}}.10}}{{100}} = 0,04m = 4cm\)

Từ đồ thị, ta có:

+ Khi lực F tăng lên 1 lượng \(\Delta F\) thì vị trí cân bằng của lò xo dịch chuyển thêm một đoạn \(\Delta l = 4cm\)

Tại thời điểm \(t = 0,2{\rm{s}}\) con lắc đang ở vị trí biên của dao động thứ nhất.

Dưới tác dụng của lực F vị trí cân bằng dịch chuyển đến đúng vị trí biên nên con lắc đứng yên tại vị trí này.

+ Lập luận tương tự khi ngoại lực F có độ lớn 12N con lắc sẽ dao động với biên độ 8cm.

Tổng quãng đường vật đi được kể từ t = 0: \(S = 9.4 + 8 + \frac{8}{2} = 48cm\)

Đáp án cần chọn là: B

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.