Một con lắc lò xo đang dao động điều hòa theo phương nằm ngang. Mốc thế năng ở vị trí cân

Câu hỏi số 610067:

Vận dụng

Một con lắc lò xo đang dao động điều hòa theo phương nằm ngang. Mốc thế năng ở vị trí cân bằng. Biết động năng cực đại của con lắc là 120mJ, lực kéo về cực đại tác dụng lên vật nhỏ của con lắc là 6N. Khi vật đi qua vị trí có li độ 3cm thì động năng của con lắc có giá trị là

A. 7,5mJ.

B. 112,5mJ.

C. 67,5mJ.

D. 52,5mJ.

Đáp án đúng là: D

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:610067

Phương pháp giải

Năng lượng của con lắc lò xo: \(W = \dfrac{1}{2}k{A^2}\)

Thế năng của con lắc lò xo: \({{\rm{W}}_t} = \dfrac{1}{2}k{x^2}\)

Động năng của con lắc lò xo: \({{\rm{W}}_d} = \dfrac{1}{2}m{v^2} = {\rm{W}} - {{\rm{W}}_t}\)

Giải chi tiết

Ta có: \({F_{\max }} = k.A \Rightarrow k = \dfrac{{{F_{\max }}}}{A} = \dfrac{6}{A}\,\,\left( {N/m} \right)\)

Động năng cực đại của con lắc chính là cơ năng:

\(\begin{array}{l}{\rm{W}} = {120.10^{ - 3}} = \dfrac{1}{2}k{A^2} = \dfrac{1}{2}.\dfrac{6}{A}.{A^2} = 3A\\ \Rightarrow A = 0,04\left( m \right) = 4\left( {cm} \right)\end{array}\)

Độ cứng của lò xo là:

\(k = \dfrac{6}{{0,04}} = 150\left( {N/m} \right)\)

Khi vật ở vị trị cách vị trí có li độ 3cm thì thế năng của con lắc có giá trị là:

\({{\rm{W}}_t} = \dfrac{1}{2}k{x^2} = \dfrac{1}{2}.150.0,{03^2} = 0,0675\left( J \right) = 67,5\left( {mJ} \right)\)

Động năng của con lắc là:

\({{\rm{W}}_d} = {\rm{W}} - {{\rm{W}}_t} = 120 - 67,5 = 52,5\left( {mJ} \right)\)

Đáp án cần chọn là: D

Group 2K8 ôn Thi ĐGNL & ĐGTD Miễn Phí

Câu hỏi trước Câu tiếp theo

>> 2K9 Chú ý! Lộ Trình Sun 2027 - 1 lộ trình ôn đa kỳ thi (TN THPT, ĐGNL (Hà Nội/ Hồ Chí Minh), ĐGNL Sư Phạm, ĐGTD, ĐGNL Bộ Công an, ĐGNL Bộ Quốc phòngTD - Click xem ngay) tại Tuyensinh247.com. Cập nhật bám sát bộ SGK mới, Thầy Cô giáo giỏi, 3 bước chi tiết: Nền tảng lớp 12; Luyện thi chuyên sâu; Luyện đề đủ dạng đáp ứng mọi kì thi.