Một con lắc lò xo treo thẳng đứng đang dao động điều hoà. Hình bên là đồ thị mô tả sự

Câu hỏi số 633263:

Vận dụng

Một con lắc lò xo treo thẳng đứng đang dao động điều hoà. Hình bên là đồ thị mô tả sự phụ thuộc giữa độ lớn lực đàn hồi của lò xo \(\left| {{F_d}} \right|\) theo thời gian t. Lấy \(g = 10\,\,m/{s^2}\) và \({\pi ^2} = 10\). Chọn mốc thế năng khi lò xo không biến dạng, thế năng đàn hồi cực đại của con lắc là

A. 360 mJ.

B. 160 mJ.

C. 40 mJ.

D. 720 mJ.

Đáp án đúng là: A

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:633263

Phương pháp giải

Sử dụng phương pháp rời trục đồ thị, đọc đồ thị suy ra các thông số.

Áp dụng công thức tính độ lớn của lực đàn hồi: \({F_{dh}} = k\left( {\Delta l + x} \right)\)

Công thức thế năng đàn hồi: \({W_{dh}} = \dfrac{1}{2}k{\left( {x + \Delta {l_0}} \right)^2}\)

Giải chi tiết

Dời trục hoành lên 1 ô ta xác định được:

\(\dfrac{T}{2} = 0,2\,\,\left( s \right) \Rightarrow T = 0,4\,\,\left( s \right)\)

Tần số góc: \(\omega = \dfrac{{2\pi }}{T} = 5\pi \,\,\left( {rad/s} \right)\)

Độ dãn của lò xo tại vị trí cân bằng:

\(\Delta {l_0} = \dfrac{g}{{{\omega ^2}}} = \dfrac{{{\pi ^2}}}{{{{(5\pi )}^2}}} = 0,04\,\,\left( m \right) = 4\,\,\left( {cm} \right)\)

Ta có:

\(\begin{array}{l}\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{{F_{{\rm{ danmax }}}} = k\left( {A + \Delta {l_0}} \right)}\\{{F_{{\rm{ nenmax }}}} = k\left( {A - \Delta {l_0}} \right)}\end{array}} \right.\\ \Rightarrow \left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{6 = k\left( {A + 0,04} \right)}\\{2 = k\left( {A - 0,04} \right)}\end{array} \Rightarrow \left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{A = 0,08\,\,\left( m \right)}\\{k = 50\,\,\left( {N/m} \right)}\end{array}} \right.} \right.\end{array}\)

Thế năng đàn hồi cực đại của con lắc là:

\({W_{dh\max }} = \dfrac{1}{2}k{\left( {A + \Delta {l_0}} \right)^2} = \dfrac{1}{2} \cdot 50 \cdot {\left( {0,08 + 0,04} \right)^2} = 0,36\;J = 360\;mJ\)

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.