Một con lắc lò xo gồm lò xo nhẹ độ cứng 25 N/m và vật nhỏ đang dao động điều hòa theo

Câu hỏi số 689489:

Vận dụng

Một con lắc lò xo gồm lò xo nhẹ độ cứng 25 N/m và vật nhỏ đang dao động điều hòa theo phương thẳng đứng. Trong một chu kì dao động của con lắc, chỉ có một thời điểm mà lực đàn hồi tác dụng lên vật nhỏ bằng 0. Biết độ lớn lực đàn hồi cực đại tác dụng lên con lắc là 4,0N. Động năng của con lắc khi vật nặng của nó cách vị trí lò xo không biến dạng một đoạn 10 cm có giá trị là:

A. 75 mJ.

B. 65 mJ.

C. 40 m.

D. 50 m.

Đáp án đúng là: A

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:689489

Phương pháp giải

Vận dụng công thức tính lực đàn hồi cực đại và cơ năng của vật dao động.

Giải chi tiết

Trong một chu kì dao động của con lắc, chỉ có một thời điểm mà lực đàn hồi tác dụng lên vật nhỏ bằng 0

\( \Rightarrow \Delta {\ell _0} = A\)

Ta có:

\(\begin{array}{l}{F_{dhmax}} = k\left( {A + \Delta {\ell _0}} \right) = k.2A = 4\\ \Rightarrow A = 0,08\left( m \right) = 8\left( {cm} \right) = \Delta {\ell _0}\end{array}\)

Tần số góc của dao động:

\(\omega = \sqrt {\dfrac{g}{\ell }} = \sqrt {\dfrac{{10}}{{0,08}}} = 5\sqrt 5 \) (rad/s)

Vật nặng cách vị trí lò xo không biến dạng một đoạn 10 cm \( \Rightarrow x = 2\left( {cm} \right)\)

Tại vị trí này có động năng là:

\(\begin{array}{l}{W_d} = {\rm{W}} - {{\rm{W}}_t} = \dfrac{1}{2}k{A^2} - \dfrac{1}{2}k{x^2}\\ \to {W_d} = \dfrac{1}{2}.25.\left( {0,{{08}^2} - 0,{{02}^2}} \right) = 0,075\left( J \right)\end{array}\)

Đáp án cần chọn là: A

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.