Một con lắc lò xo treo thẳng đứng gồm vật nhỏ khối lượng m mang điện tích dương q gắn vào

Câu hỏi số 677633:

Vận dụng cao

Một con lắc lò xo treo thẳng đứng gồm vật nhỏ khối lượng m mang điện tích dương q gắn vào đầu dưới lò xo có độ cứng k (chiều dài và độ cứng của lò xo đủ để hệ luôn dao động điều hòa), tại vị trí cân bằng lò xo dãn \(\Delta {l_0} = 4\,\,cm\). Tại t = 0 khi vật m đang đứng yên ở vị trí cân bằng người ta bật một điện trường đều có các đường sức hướng thẳng đứng xuống dưới, độ lớn cường độ điện trường E biến đổi theo thời gian như hình vẽ trong đó \({E_0} = \dfrac{{k\Delta {l_0}}}{q}\). Lấy \(g = {\pi ^2}\,\,\left( {m/{s^2}} \right)\), quãng đường vật m đã đi được trong thời gian t = 0 đến t = 1,8 s là

A. 72 cm.

B. 36 cm.

C. 48 cm.

D. 64 cm.

Đáp án đúng là: C

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:677633

Phương pháp giải

Sử dụng phương pháp trục thời gian trong dao động điều hoà.

Giải chi tiết

Chu kì của con lắc:

\(T = 2\pi \sqrt {\dfrac{{\Delta {l_0}}}{g}} = 2\pi \sqrt {\dfrac{{0,04}}{{{\pi ^2}}}} = 0,4\,\,\left( s \right)\)

Khi có tác dụng của lực điện trường, vị trí cân bằng của con lắc bị thay đổi.

+ Khi \(E = {E_0}\):

\(O{O_1} = \dfrac{{{F_d}}}{k} = \dfrac{{q{E_0}}}{k} = \Delta {l_0}\), vật dao động điều hoà quanh \({O_1}\) với \(A = O{O_1} = 4\,\,\left( {cm} \right)\)

Trong thời gian \(0,6\,\,\left( s \right) = T + \dfrac{T}{2}\) vật đi được \({S_1} = 4.4 + 4.2 = 24\,\,cm\), đến vị trí M (biên dưới \({\rm{v}} = 0)\)

+ Khi \(E = 2{E_0}\):

\(O{O_2} = 2\Delta {l_0} \Rightarrow {O_2} \equiv M \Rightarrow \) vật đứng yên tại đó suốt thời gian từ \(0,6\,\,s \to 1,2\,\,s:{S_2} = 0\)

+ Khi \(E = 3{E_0}\):

\(O{O_3} = 3\Delta {l_0}\), vật dao động điều hoà quanh \({O_3}\) với biên độ \(A = {O_2}{O_3} = 4\,\,\left( {cm} \right)\).

Trong thời gian \(1,8 \to 1,2 = 0,6\,\,s = T + \dfrac{T}{2}\), vật đi được \({S_3} = 4.4 + 4.2 = 24\,\,\left( {cm} \right)\)

Vậy tổng quãng đường vật đi được là: \(S = {S_1} + {S_2} + {S_3} = 48\,\,\left( {cm} \right)\)

Đáp án cần chọn là: C

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.