Tel: 024.7300.7989 - Phone: 1800.6947 (Thời gian hỗ trợ từ 7h đến 22h)

Thi thử toàn quốc cuối HK1 lớp 10, 11, 12 tất cả các môn - Trạm số 1 - Ngày 20-21/12/2025 Xem chi tiết
Giỏ hàng của tôi
Trang chủ
Luyện thi đại học môn lí

Hình vẽ phác hoạ một thiết bị đo khối lượng của các phi hành gia khi

Câu hỏi số 754288:
Vận dụng

Hình vẽ phác hoạ một thiết bị đo khối lượng của các phi hành gia khi họ̣ làm việc ở điều kiện không trọng lượng trong các trạm vũ trụ. Thiết bị bao gồm một chiếc ghế (tính cả lồng bao bền ngoài) với khối lượng là \({m_0} = 10,0\,\,kg\) được gắn vào giữa hai đầu của hai lò xo nhẹ giống nhau, mỗi lò xo có độ cứng \({k_0} = 380,0\,\,N/m\). Đầu còn lại của mỗi lò xo được gắn cố định vào trạm. Khi ghế cân bằng tại vị trí O, mỗi lò xo bị dãn một đoạn 60,0 cm. Ma sát ở các ổ lăn và ma sát giữa các con lăn với các thanh ray định hướng là không đáng kể. Để đo khối lượng, phi hành gia có khối lượng m ngồi vào ghế. Ghế ngồi cùng phi hành gia được làm lệch khỏi vị tri cân bằng O một đoạn A = 46,0 cm rồi thả không vận tốc ban đầu. Biết rằng chiếc ghế cùng phi hành gia dao động điều hoà quanh O với chu kì đo được là T = 2,0 s. Chọn trục tọa độ Ox như hình vẽ.

Đúng Sai
a) Tại vị trí mà ghế có li độ x thì lực đàn hồi tác dụng lên ghế có độ lớn \(2{k_0}\left| x \right|\).
b) Các lò xo luôn dãn trong quá trình chiếc ghế cùng phi hành gia dao động.
c) Trong quá trình dao động, gia tốc lớn nhất của phi hành gia là \(15,0\,\,m/{s^2}\).
d) Khối lượng m của phi hành gia là 60,0 kg.

Đáp án đúng là: Đ; Đ; S; S

Quảng cáo

Xem lời giải
Câu hỏi:754288
Phương pháp giải

+ Áp dụng định luật Hooke: \({F_{dh}} = k\Delta l\)

+ Sử dụng công thức tính tần số góc của con lắc lò xo: \(\left\{ \begin{array}{l}\omega  = \dfrac{{2\pi }}{T}\\\omega  = \sqrt {\dfrac{k}{m}} \end{array} \right.\)

+ Sử dụng công thức tính gia tốc cực đại: \({a_{\max }} = {\omega ^2}A\)

Giải chi tiết

a) Khi ghế lệch khỏi vị trí cân bằng O một đoạn x, hai lò xo bị biến dạng tương ứng là (0,6 - x) và (0,6 + x) (cm)

Hai lò xo luôn dãn, hai lực đàn hồi do hai lò xo tác dụng lên vật có cùng phương, ngược chiều, độ lớn tương ứng là:

\(\begin{array}{l}
{F_{dh1}} = k\left( {0,6 - x} \right)\\
{F_{dh2}} = k\left( {0,6 + x} \right)
\end{array}\)

Độ lớn lực đàn hồi tác dụng lên vật là:

\(\begin{array}{l}
{F_{dh}} = \left| {{F_{dh1}} - {F_{dh2}}} \right| = \left| {k.\left( {0,6 - x} \right) - k.\left( {0,6 + x} \right)} \right|\\
 \Rightarrow {F_{dh}} = 2k\left| x \right|
\end{array}\)

→ a đúng

b) Khi ghế ở vị trí cân bằng O, các lò xo đã bị dãn một đoạn 60 cm. Trong khi ghế dao động với biên độ A = 46 cm

Như vậy, trong quá trình dao động, độ dãn của lò xo luôn lớn hơn 0, tức là các lò xo luôn ở trạng thái dãn

→ b đúng

c) Tần số góc của hệ:

\(\omega  = \dfrac{{2\pi }}{T} = \dfrac{{2\pi }}{2} = \pi \left( {rad/s} \right)\)

Trong quá trình dao động, gia tốc lớn nhất của phi hành gia là:

\({a_{\max }} = {\omega ^2}A = {\pi ^2}.0,46 \approx 4,54\left( {m/s} \right)\)

→ c sai

d) Tần số góc của hệ:

\(\begin{array}{*{20}{l}}
{\omega  = \sqrt {\dfrac{k}{{m + {m_0}}}}  = \sqrt {\dfrac{{2{k_0}}}{{m + {m_0}}}}  \Rightarrow m + {m_0} = \dfrac{{2{k_0}}}{{{\omega ^2}}}}\\
{ \Rightarrow m + 10 = \dfrac{{2.380}}{{{\pi ^2}}} \Rightarrow m \approx 67\,\,\left( {kg} \right)}
\end{array}\)

→ d sai

Đáp án cần chọn là: Đ; Đ; S; S

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.

Hỗ trợ - Hướng dẫn

  • 024.7300.7989
  • 1800.6947 free

(Thời gian hỗ trợ từ 7h đến 22h)
Email: lienhe@tuyensinh247.com

Đăng ký nhận tư vấn