Cơ năng \(W=\dfrac{1}{2}kx^2+\dfrac{1}{2}mv^2\)

Vật nằm ngang v = 0 => \(W=\dfrac{1}{2}kx^2=\dfrac{1}{2}\cdot200\cdot0,05^2=0,25\left(J\right)\)

Chọn A

+ l_CB = l_O + Δl_O = m g k = 0 , 3 + 0 , 1 . 10 100  = 0,31m = 31cm.

Đáp án A

Tại vị trí cân bằng:  F → đ h = 0 → , công suất tức thời của F đ h → tại đó bằng 0

Hệ vật "Lò xo — Vật trượt -Trái Đất" là hệ cô lập (do không chịu ngoại lực tác dụng) nên cơ năng của hệ vật bảo toàn.

Chọn mặt phẳng ngang làm mốc thế năng trọng trường ( W t = 0) và chọn vị trí cân bằng của vật tại điểm O làm mốc thế năng đàn hồi ( W đ h  = 0). Vì hệ vật chuyển động trên cùng mặt phẳng ngang, nên cơ năng của hệ vật tại vị trí bất kì có giá trị bằng tổng của thế năng đàn hồi và động năng :

W = W đ h  +  W đ  = k ∆ l 2 /2 + m v 2 /2

Khi hệ vật nằm cân bằng tại vị trí O: lò xo không biến dạng ( ∆ l = 0 ) nên thế năng đàn hồi  W đ h (O) = 0 và cơ năng của hệ vật có giá trị đúng bằng động năng của vật trượt :

W(O) =  W đ (O) = m v 0 2 /2 = 3,6 J

Từ đó suy ra vận tốc của vật tại vị trí O :

a) Độ biến dạng của lò xo là:

\(\Delta l=l-l_0=22-20=2\left(cm\right)=0,02cm\)

Ta có: \(P+F=0\) (ở vị trí cân bằng)

\(\Rightarrow P=F\)

Mà \(P=mg\) và \(F=k\Delta l\)

\(\Rightarrow mg=k\Delta l\)

\(\Leftrightarrow k=\dfrac{mg}{\Delta l}\)

\(\Leftrightarrow k=\dfrac{0,5.10}{0,02}\)

\(\Leftrightarrow k=250N/m\)

b) Độ dài lò xo dãn ra:

Ta có: \(P=F\)

\(\Leftrightarrow\left(m_1+m_2\right).g=k.\Delta l\)

\(\Leftrightarrow\Delta l=\dfrac{\left(m_1+m_2\right).g}{k}\)

\(\Leftrightarrow\Delta l=\dfrac{\left(0,5+0,3\right).10}{250}=0,032\left(m\right)=3,2\left(cm\right)\)

Chiều dài của lò xo:

\(l=\Delta l+l_0=3,2+20=23,2\left(cm\right)\)