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

Câu hỏi số 610441:

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 \(120\;{\rm{mJ}},\) lực kéo về cực đại tác dụng lên vật nhỏ của con lắc là 6N. Khi vật ở vị trị cách vị trí biên 1cm thì thế năng của con lắc có giá trị là

A. 52,5mJ.

B. 67,5mJ.

C. 112,5mJ.

D. 7,5mJ.

Đáp án đúng là: B

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:610441

Phương pháp giải

Lực kéo về: \({F_{kv}} = - kx\)

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

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

Giải chi tiết

Lực kéo về cực đại tác dụng lên vật là:

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

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

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

Độ cứng của lò xo là:

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

Khi vật ở vị trí cách vị trí biên 1cm (x = 3 cm) thì thế năng của con lắc có giá trị là:

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

Đáp án cần chọn là: B

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.