(Câu 41 Đề thi THPT QG 2016 – Mã đề 536):Một con lắc lò xo treo vào một điểm cố định, dao động điều hòa theo phuơng thẳng đứng. Tại thời điểm lò xo dãn 2 cm, tốc độ của vật là 4 5 v (cm/s); tại thời điểm lò xo dãn 4 cm, tốc độ của vật là (cm/s); tại thời điểm lò xo dãn 6 cm, tốc độ của vật là 3 6 v (cm/s). Lấy g = 9,8 m/s2. Trong một chu kì, tốc độ trung bình của vật trong khoảng thời gian lò xo bị dãn có giá trị gần nhất với giá trị nào sau đây ?
A. 1,26 m/s
B. 1,43 m/s
C. 1,21 m/s
D. 1,52 m/s
Chọn chiều dương hướng xuống, gốc O tại VTCB. Gọi a là độ dãn của lò xo khi vật cân bằng, li độ của vật khi lò xo dãn ∆ l là ∆ l -a (cm); ω là tần số góc và A là biên độ của vật.
Ta có hệ:
Giải hệ (1) và (2) ta tìm được
Từ đó tính được A = 8,022 cm.
Thời gian lò xo dãn trong một chu kì ứng với vật chuyển động giữa hai li độ -1,4 cm và 8,022cm. Ta chỉ cần tính tốc độ trung bình khi vật đi từ điểm có li độ -1,4 cm đến biên có li độ 8,022 cm với thời gian chuyển động t= T 4 + T 2 π . a r c sin ( a A ) = 0 , 066 ( s )
và quãng đường s = A + a = 9,422 (cm).
