chọn câu sai: xết dao động điều hòa của con lắc lò xo nằm ngang, khi lực phục hồi có độ lớn cực đại thì
a. vật đổi chiều chuyển động
b. vật qua vị trí cân bằng
c. vật qua vị trí biên
d. vật có vận tốc bằng 0
Một con lắc lò xo nằm ngang gồm vật nặng kg, được nối với lò xo có độ cứng k = 100 N/m. Đầu kia của lò xo được gắn với một điểm cố định. Từ vị trí cân bằng, đẩy vật cho lò xo nén cm rồi buông nhẹ. Khi vật đi qua vị trí cân bằng lần đầu tiên thì tác dụng lên vật một lực F không đổi cùng chiều với vận tốc và có độ lớn F = 2 N, khi đó vật dao động với biên độ A 1 . Biết rằng lực F chỉ xuất hiện trong 1 30 s và sau khi lực F ngừng tác dụng, vật dao động điều hòa với biên độ A 2 . Biết trong quá trình dao động, lò xo luôn nằm trong giới hạn đàn hồi. Bỏ qua ma sát. Tỉ số A 1 A 2 bằng
A. 7 2
B. 2 7
C. 2 3
D. 3 2
Đáp án B
Tần số góc của dao động ω = k m = 10 rad/s → T = 0,2 s.
→ Tốc độ của vật khi đi qua vị trí cân bằng v = v m a x = ω A = 20 3 cm/s.
+ Dưới tác dụng của ngoại lực con lắc dao động quanh vị trí cân bằng mới O′, tại vị trí này lò xo giãn một đoạn O O ' = Δ l 0 = F k = 2 100 = 2 cm.
+ Tại ví trí xuất hiện ngoại lực, con lắc có x ' = - 2 cm, v ' = v m a x
→ Biên độ dao động của con lắc lúc này A 1 = x ' 2 + v ' ω = 2 2 + 20 3 10 2 = 4 cm.
+ Ta chú ý rằng con lắc dao động quanh vị trí cân bằng mới O′ trong khoảng thời gian Δ t = T 6 = 1 30 s, sau khoảng thời gian này, vật có x 1 = 0 , 5 A 1 , v 1 = 3 v 1 m a x 2 = 3 ω A 1 2 = 3 10 π .4 2 = 20 3 π cm/s.
→ Ngừng lực tác dụng F, con lắc lại dao động quanh vị trí cân bằng cũ, lúc này con lắc có x ′ = O O ′ + 0 , 5 A 1 = 4 c m , v ' = v 1 = 20 3 π cm/s.
→ Biên độ dao động mới A 2 = x ' 2 + v ' ω 2 = 4 2 + 20 3 π 10 π 2 = 2 7 cm.
→ Vậy A 1 A 2 = 4 2 7 = 2 7
Con lắc lò xo nằm ngang dao động điều hòa với biên độ A. Khi vật nặng chuyển động qua vị trí cân bằng thì giữ cố định điểm chính giữa của lò xo. Vật sẽ tiếp tục dao động với biên độ dao động bằng
A. A 2
B. A
C. 2 A
D. A 2
Con lắc lò xo nằm ngang dao động điều hòa với biên độ A. Khi vật nặng chuyển động qua vị trí cân bằng thì giữ cố định điểm chính giữa của lò xo. Vật sẽ tiếp tục dao động với biên độ dao động bằng
A. A 2
B. A
C. 2 A
D. A 2
Đáp án A
Khi vật đi qua vị trí cân bằng năng lượng cua con lắc bằng động năng E = Ed.
→ Giữ điểm chính giữa của lò xo, hệ dao động mới với lò xo có độ cứng gấp đôi.
Ta có E' = Ed = E → A ' = A 2
Một con lắc lò xo nằm ngang gồm vật có khối lượng 1 π 2 kg được nối với lò xo có độ cứng 100 N/m. Đầu kia của lò xo gắn với điểm cố định. Từ vị trí cân bằng, đẩy vật tới vị trí lò xo nén 2 3 cm rồi buông nhẹ. Khi vật qua vị trí cân bằng lần đầu tiên thì tác dụng lực F có độ lớn không đổi là 2 N cùng chiều với vận tốc, khi đó vật dao động với biên độ A1. Biết lực F chỉ xuất hiện trong thời gian 1 30 s và sau khi ngừng tác dụng lực F vật dao động điều hòa với biên độ A2. Tỉ số A 1 A 2 là
A. 7 2
B. 2 7
C. 2 3
D. 3 2
Đáp án B
Khi chưa có lực F , vị trí cân bằng của vật là O . Biên độ là : A = 2 3 c m
Khi có thêm lực F, vị trí cân bằng dịch chuyển đến O’ sao cho : OO' = F k = 0 , 02 m = 2 c m
ω = k m = 10 π rad / s ⇒ T = 0 , 2 s
Khi F bắt đầu tác dụng (t=0), vật đến O có li độ so với O’ là : x 1 = - 2 c m và có vận tốc v 1 = ω A = 20 π 3 cm / s
Biên độ : A 1 = x 1 2 + v 1 ω 2 = 4 c m
Thời gian ngắn nhất vật đi từ O đến O’ là: t 1 = T 60 = 1 60 s
Ta thấy rằng t = 1 30 s = 2 t 1 nên khi F ngừng tác dụng thì vật có li độ so với O là x 2 = 4 c m và có vận tốc v 2 = v 1 = ω A = 20 π 3 cm / s
Từ đó biên độ từ lúc ngừng tác dụng lực là :
A 2 = x 2 2 + v 2 ω 2 = 2 7 c m
Vậy A 1 A 2 = 2 7
Một con lắc lò xo nằm ngang gồm vật có khối lượng 1 π 2 kg được nối với lò xo có độ cứng 100 N/m. Đầu kia của lò xo gắn với điểm cố định. Từ vị trí cân bằng, đẩy vật tới vị trí lò xo nén 2 3 cm rồi buông nhẹ. Khi vật qua vị trí cân bằng lần đầu tiên thì tác dụng lực F có độ lớn không đổi là 2 N cùng chiều với vận tốc, khi đó vật dao động với biên độ A 1 . Biết lực F chỉ xuất hiện trong thời gian 1 30 s và sau khi ngừng tác dụng lực F vật dao động điều hòa với biên độ A 2 . Tỉ số A 1 A 2 là
A. 7 2
B. 2 7
C. 2 3
D. 3 2
Con lắc lò xo nằm ngang dao động điều hòa với biên độ A. Khi vật nặng chuyển động qua vị trí cân bằng thì giữ cố định điểm cách điểm cố định một đoạn bằng ¼ chiều dài tự nhiên của lò xo. Vật sẽ tiếp tục dao động với biên độ bằng:
A. A / 2
B. 0,5A 3
C. A/2
D. A 2
Chọn B.
Độ cứng của lò xo còn lại:
Cơ năng dao động không thay đổi nên:
Một con lắc lò xo nằm ngang gồm vật m = 100g được nối với lò xo có độ cứng k = 100N/m, đầu kia lò xo gắn vào điểm cố định. Từ vị trí cân bằng đẩy vật sao cho lò xo nén 2 3 cm rồi buông nhẹ. Khi vật đi qua vị trí cân bằng lần đầu tiên thì tác dụng lên vật lực → F không đổi cùng chiều vận tốc có độ lớn F = 2N. Khi đó vật dao động điều hòa vói biện độ A1. Sau thời gian 1/30 (s) kể từ khi tác dụng lực → F , ngừng tác dụng lực → F . Khi đó vật dao động điều hòa với biên độ A2. Biết trong quá trình sau đó lò xo luôn nằm trong giới hạn đàn hồi. Bỏ qua ma sát giữa vật và sàn. Tỉ số giữa A2 và A1 bằng bao nhiêu?
A. 7 2
B. 2
C. 14
D. 2 7
Đáp án A
- Vị trí cân bằng mới O’ cách vị trí cân bằng đầu là a = 2 (cm)
- Khi tác dụng lực F thì biên độ dao động của vật là A1 = 4 (cm)
- Khi thôi tác dụng lực F thì khi đó li độ của vật theo gốc O’ là 2(cm) nên li độ theo gốc O là 4cm, khi đó vận tốc của vật là
- Biên độ của vật khi thôi tác dụng lực F là
.
Do vậy tỉ số
Nhận xét: Bài toán này cùng lớp với một bài toán phân loại trong đề thi Đại học Khối A năm 2013
Một con lắc lò xo nằm ngang gồm vật m = 100g được nối với lò xo có độ cứng k = 100N/m, đầu kia lò xo gắn vào điểm cố định. Từ vị trí cân bằng đẩy vật sao cho lò xo nén 2 3 c m rồi buông nhẹ. Khi vật đi qua vị trí cân bằng lần đầu tiên thì tác dụng lên vật lực F → không đổi cùng chiều vận tốc có độ lớn F=2N. Khi đó vật dao động điều hòa vói biện độ A 1 . Sau thời gian 1 30 s kể từ khi tác dụng lực F → , ngừng tác dụng lực F → . Khi đó vật dao động điều hòa với biên độ A 2 . Biết trong quá trình sau đó lò xo luôn nằm trong giới hạn đàn hồi. Bỏ qua ma sát giữa vật và sàn. Tỉ số giữa A 2 và A 1 bằng bao nhiêu?
A. 7 2
B. 2
C. 14
D. 2 7
Đáp án A
- Vị trí cân bằng mới O' cách vị trí cân bằng đầu là a=2 (cm)
- Khi tác dụng lực F thì biên độ dao động của vật là A 1 = 4 ( c m )
- Khi thôi tác dụng lực F thì khi đó li độ của vật theo gốc O' là 2(cm) nên li độ theo gốc O là 4cm, khi đó vận tốc của vật là v = ω A 1 2 − a 2 = 20 30 c m / s
- Biên độ của vật khi thôi tác dụng lực F là A 2 = x 2 + v 2 ω 2 = 28 c m
Do vậy tỉ số A 2 A 1 = 7 2
Nhận xét: Bài toán này cùng lớp với một bài toán phân loại trong đề thi Đại học Khối A năm 2013
Một con lắc lò xo gồm vật nhỏ có khối lượng 100 g và lò xo có độ cứng 40 N/m được đặt trên mặt phẳng nằm ngang không ma sát. Vật nhỏ đang nằm yên ở vị trí cân bằng, tại t = 0, tác dụng lực F = 2 N lên vật nhỏ (hình vẽ) cho con lắc dao động điều hòa đến thời điếm t = π 3 thì ngừng tác dụng lực F. Dao dộng điều hòa của con lắc sau khi không còn lực F tác dụng có giá trị biên độ gần giá trị nào nhất sau đây:
A. 9cm. B. 7 cm. C. 5 cm. D. 11cm
Lời giải chi tiết
Ta có Δ l 0 = A = F k = 0 , 05 m = 5 c m . T = 2 π m k = π 10 s
Thời điểm t = π 3 = 3 π 10 + π 30 = 3 T + T 3 thì x = A 2 và v = v max = 3 2 = ω A 3 2
So với vị trí cân bằng khi không còn lực F thì x ' = A + A 2 = 3 A 2 và v ' = v = ω A = 3 2
Con lắc dao động với biên độ: A ' = x ' 2 + v ' ω 2 = A 3 = 8 , 66 c m
Trong dao động điều hòa của con lắc lò xo thẳng đứng thì phát biểu nào sau đây là đúng?
A. Hợp lực tác dụng lên vật có độ lớn bằng nhau khi vật ở vị trí lò xo có chiều dài ngắn nhất hoặc dài nhất.
B. Lực đàn hồi đổi chiều tác dụng khi vận tốc bằng không.
C. Với mọi giá trị của biên độ, lực đàn hồi luôn ngược chiều với trọng lực
.D. Lực đàn hồi luôn cùng chiều với chiều chuyển động khi vật đi về vị trí cân bằng
Mình chẳng thấy đáp án nào đúng cả. Bạn xem lại xem có sai gì không nhé.
đáp án lại là A mình cũng không biết thế nào nữa :(
À, vậy thì ý câu A là hợp lực tác dụng lên vật khi lò xo có chiều dài lớn nhất và nhỏ nhất là bằng nhau.
Ý A này không rõ ràng, dễ gây hiểu nhầm --> không hay.