Một con lắc lò xo có đầu trên treo vào điểm cố định, đầu dưới treo vật nặng có khối
Một con lắc lò xo có đầu trên treo vào điểm cố định, đầu dưới treo vật nặng có khối lượng m = 100g, lò xo có độ cứng k. Khi con lắc dao động điều hòa theo phương thẳng đứng thì đồ thị biểu diễn lực F mà lò xo tác dụng vào vật nặng theo thời gian như hình vẽ. Biết \({F_1} - {F_2} + {F_3} = 0\). Lấy \(g = 10\,\,m/{s^2}\). Công suất của lực F vào thời điểm \(t = \dfrac{{11\pi }}{{60}}s\) là
Đáp án đúng là: C
Quảng cáo
Sử dụng kĩ năng đọc đồ thị để tìm các đại lượng dao động điều hoà.
Biểu thức tính lực đàn hồi: \(F = k\left( {\Delta {l_0} + x} \right)\)
Công suất của lực kéo: \(p = F.v\)
Từ đồ thị ta thấy:
\(\begin{array}{l}T = \dfrac{{7\pi }}{{30}} - \dfrac{\pi }{{30}} = \dfrac{\pi }{5}\,\,\left( s \right)\\ \Rightarrow \omega = \dfrac{{2\pi }}{T} = 10\,\,\left( {rad/s} \right)\end{array}\)
Mặt khác:
\(\begin{array}{l}\omega = \sqrt {\dfrac{g}{{\Delta {l_0}}}} = \sqrt {\dfrac{k}{m}} \\ \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}\Delta {l_0} = \dfrac{g}{{{\omega ^2}}} = \dfrac{{10}}{{{{10}^2}}} = 0,1\,\,\left( m \right)\\k = m{\omega ^2} = 0,{1.10^2} = 10\,\,\left( {N/m} \right)\end{array} \right.\end{array}\)
Ta biểu diễn vòng tròn lượng giác.
Từ VTLG ta thấy:
\(\alpha = \omega \Delta t = 10 \cdot \dfrac{\pi }{{30}} = \dfrac{\pi }{3} \Rightarrow \varphi = \dfrac{{2\pi }}{3}\)
→ Lực \({F_2}\) ứng với li độ \(x = - \dfrac{A}{2}\)
\( \Rightarrow {F_2} = k\left( {\Delta {l_0} + \dfrac{A}{2}} \right)\)
Theo đề bài ta có:
\(\begin{array}{l}{F_1} - {F_2} + {F_3} = 0\\ \Leftrightarrow k\left( {\Delta {l_0} - A} \right) - k\left( {\Delta {l_0} + \dfrac{A}{2}} \right) + k\left( {\Delta {l_0} + A} \right) = 0\\ \Rightarrow \Delta {l_0} = \dfrac{A}{2} = 0,1 \Rightarrow A = 0,2m\\ \Rightarrow x = 20\cos \left( {10t + \dfrac{{2\pi }}{3}} \right)\left( {cm} \right)\end{array}\)
Công suất của lực kéo là:
\(\begin{array}{l}p = F.v = k\left( {\Delta {l_0} + x} \right).v\\ \Rightarrow p = 10.\left[ {0,1 + 0,2.\cos \left( {10t + \dfrac{{2\pi }}{3}} \right)} \right].\left( { - 2} \right).\sin \left( {10t + \dfrac{{2\pi }}{3}} \right)\end{array}\)
Thay \(t = \dfrac{{11\pi }}{{60}}\,\,s\) ta được: \(p = - 2\left( W \right)\)
Đáp án cần chọn là: C
Group 2K8 ôn Thi ĐGNL & ĐGTD Miễn Phí
>> 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.
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
Hỗ trợ - Hướng dẫn
-
024.7300.7989
-
1800.6947
(Thời gian hỗ trợ từ 7h đến 22h)
Email: lienhe@tuyensinh247.com
