Một con lắc lò xo dao động điều hòa theo phương thẳng đứng. Sự phụ thuộc của lực đàn

Câu hỏi số 706740:

Vận dụng cao

Một con lắc lò xo dao động điều hòa theo phương thẳng đứng. Sự phụ thuộc của lực đàn hồi và lực kéo về vào vận tốc được mô tả như hình bên dưới. Biết AB = 2,5 N. Hình chiếu của Q trên trục v có giá trị bằng ‒1,95 m/s và điểm P có giá trị 1,9 m/s. Độ cứng của lò xo có giá trị gần nhất với giá trị nào sau đây?

A. 150 N/m.

B. 180 N/m.

C. 120 N/m.

D. 100 N/m.

Đáp án đúng là: D

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:706740

Phương pháp giải

Từ đồ thị nhận biết được đồ thị nét đứt là của lực đàn hồi, đồ thị nét liền là của lực kéo về.

Đọc các điểm tọa độ đặc biệt và chú ý đến các vị trí P và Q và suy ra li độ tại các điểm này.

Xác định biên độ dao động của vật theo mối quan hệ giữa x, v và A.

Đoạn \(AB = k\Delta {\ell _0} = {F_{dhmax}} - {F_{kvmax}}\)

Giải chi tiết

Tại Q thì \({F_{kv}} = {F_{dh}} \Rightarrow \) Q cách đều vị trí cân bằng và vị trí lò xo không biến dạng

\( \Rightarrow \left| x \right| = \dfrac{{\Delta {\ell _0}}}{2}\)

Tại P thì \({F_{dh}} = 0 \Rightarrow \) vị trí lò xo không biến dạng \( \Rightarrow \left| x \right| = \Delta {\ell _0}\)

Mà \({A^2} = {x^2} + {\left( {\dfrac{v}{\omega }} \right)^2} = {x^2} + {v^2}\dfrac{{\Delta {\ell _0}}}{g}\)

\(\begin{array}{l} \Rightarrow {A^2} = {\left( {\dfrac{{\Delta {\ell _0}}}{2}} \right)^2} + 1,{95^2}.\dfrac{{\Delta {\ell _0}}}{{10}} = \Delta \ell _0^2 + 1,9.\dfrac{{\Delta {\ell _0}}}{{10}}\\ \Rightarrow \Delta {\ell _0} = \dfrac{{77}}{{3000}}\left( m \right)\end{array}\)

\(\begin{array}{l}{F_{dhmax}} - {F_{kvmax}} = k\Delta {\ell _0}\\ \Rightarrow 2,5 = k.\dfrac{{77}}{{3000}} \Rightarrow k \approx 97,4\left( {N/m} \right)\end{array}\)

Đáp án cần chọn là: D

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.