Câu hỏi 22

Đáp án đúng: 
Đáp án C
Câu hỏi: 

Một lò xo nhẹ có độ cứng 100N/m, đầu trên gắn cố định, đầu dưới treo quả cầu nhỏ có khối lượng m = 1kg sao cho vật có thể dao động không ma sát theo phương thẳng đứng trùng với trục của lò xo. Lúc đầu dùng giá nằm ngang đỡ m để lò xo không biến dạng. Sau đó cho giá đỡ chuyển động thẳng đứng xuống dưới nhanh dần đều với gia tốc 2m/s2. Bỏ qua mọi ma sát. Lấy gia tốc trọng trường g = 10m/s2. Khi m rời khỏi giá đỡ nó dao động điều hòa. Biên độ dao động điều hòa là

Phương pháp giải : 

Vẽ hình biểu diễn các lực tác dụng vào vật nặng khi vật năng di chuyển.

Áp dụng định luật II Niu- tơn:  

\(\overrightarrow P + \overrightarrow N + \overrightarrow F = m.\overrightarrow a \)

Khi vật rời khỏi tấm ván đỡ thì phản lực \(\overrightarrow N \) = 0.

Ta tìm được vị trí vật rời khỏi giá đỡ thì lò xo giãn ∆l, khi đó

Vị trí cân bằng là vị trí lò xo giãn ∆l0thỏa mãn:  \(\Delta {l_0} = \frac{{mg}}{k}\)

Lời giải chi tiết : 

Ta có hình vẽ:

Áp dụng định luật II Niu- tơn:  \(\overrightarrow P + \overrightarrow N + \overrightarrow F = m.\overrightarrow a \)

Khi vật rời khỏi tấm ván đỡ thì phản lực \(\overrightarrow N \)  = 0.

Ta có  : \(\overrightarrow F + \overrightarrow P = m\overrightarrow a \)

Chiếu lên Ox ta được:

\(\begin{array}{l}
- F + P = ma \Rightarrow F = P - ma = mg - ma\\
\Rightarrow k.\Delta l = F \Rightarrow \Delta l = \frac{F}{k} = \frac{{mg - ma}}{k} = 0,08m = 8cm
\end{array}\)

Vị trí cân bằng là vị trí lò xo giãn ∆l0 thỏa mãn:

\(\Delta {l_0} = \frac{{mg}}{k} = \frac{{1.10}}{{100}} = 0,1m = 10cm\)

Vậy li độ của dao động là: 

\(x = 8-10 = - 2cm\)

Vận tốc của vật khi đó là  

\(v = \sqrt {2as} = \sqrt {2.2.8} = \sqrt {32} cm/s\)

Vậy biên độ dao động của vật là  

\(A = \sqrt {{x^2} + \frac{{{v^2}}}{{{\omega ^2}}}} = 6cm\)

Chọn C.

Đáp án A: 

1,5cm                         

Đáp án B: 

2cm            

Đáp án C: 

6cm                       

Đáp án D: 

1,2cm


Bình luận