Trên mặt phẳng ngang có hai lò xo nhẹ độ cứng k, chiều dài tự nhiên l 0 . Một đầu của mỗi lò xo cố định tại A, B và trục các lò xo trùng với đường thẳng qua A B. Đầu tự do còn lại của các lò xo ở trong khoảng A, B và cách nhau l 0 . Đặt một vật nhỏ khối lượng m giữa hai lò xo, đẩy vật để nén lò xo gắn với A một đoạn 0,2 l 0 rồi buông nhẹ. Bỏ qua mọi ma sát và lực cản môi trường. Chu kì dao động của vật m là
A. T = 2 π + 2 , 5 m k
B. T = 2 π m k
C. T = 2 π m k
D. T = 2 π + 5 m k
Trên mặt phẳng ngang có hai lò xo nhẹ độ cứng k, chiều dài tự nhiên l 0 . Một đầu của mỗi lò xo cố định tại A, B và trục các lò xo trùng với đường thẳng qua AB. Đầu tự do còn lại của các lò xo ở trong khoảng A, B và cách nhau l 0 . Đặt một vật nhỏ khối lượng m giữa hai lò xo, đẩy vật m để nén lò xo gắn với A một đoạn Δ l = 0 , 2 l 0 rồi buông nhẹ. Bỏ qua mọi ma sát và lực cản của môi trường Chu kì dao động của vật m là
A. 4 π m k
B. 2 π + 2 , 5 m k
C. 2 π + 5 m k
D. 2 π m k
Đáp án C
Ta có thể chia nửa chu kì chuyển động của m thành các giai sau:
+ Giai đoạn 1: vật dao động điều hòa từ biên đến vị trí cân bằng O.
Tần số góc của dao động trong giai đoạn này ω = k m → T = 2 π m k
+ Vật đi từ biên A đến vị trí cân bằng O tương ứng với khoảng thời gian t 1 = T 4 = π 2 m k
→ Khi đến O tốc độ của vật là v 0 = ω A = k m 0 , 2 l 0
+ Giai đoạn 2: vật chuyển động thẳng đều từ O đến O’.
Chuyển động trong giai đoạn này được xem là thẳng đều với vận tốc v 0 , vậy thời gian để vật chuyển động trong quãng đường này là t 2 = l 0 v 0 = 5 m k
+ Giai đoạn 3: vật dao động điều hòa từ vị trí cân bằng O′ đến biên A′.
Vật đi từ vị trí cân bằng O′ đến biên A′ tương ứng với khoảng thời gian t 1 = T 4 = π 2 m k
→ Vậy chu kì chuyển động của vật m là: Γ = 2 t 2 + t 2 + t 3 = 2 π + 10 m k
Trên mặt phẳng nằm ngang có hai con lắc lò xo. Các lò xo có cùng độ cứng k, cùng chiều dài tự nhiên là 32 cm. Các vật nhỏ A và B có khối lượng lần lượt là m và 4m. Ban đầu, A và B được giữ ở vị trí sao cho lò xo gắn với A bị dãn 8 cm còn lò xo gắn với B bị nén 8 cm. Đồng thời thả nhẹ để hai vật dao động điều hòa trên cùng một đường thẳng đi qua giá I cố định (hình vẽ).
Trong quá trình dao động, khoảng cách lớn nhất và nhỏ nhất giữa hai vật có giá trị lần lượt là:
A. 64 cm và 48 cm
B. 80 cm và 48 cm
C. 64 cm và 55 cm
D. 80 cm và 55 cm
Trên mặt phẳng nằm ngang có hai con lắc lò xo. Các lò xo có cùng độ cứng k, cùng chiều dài tự nhiên là 32 cm. Các vật nhỏ A và B có khối lượng lần lượt là m và 4m. Ban đầu, A và B được giữ ở vị trí sao cho lò xo gắn với A bị dãn 8 cm còn lò xo gắn với B bị nén 8 cm. Đồng thời thả nhẹ để hai vật dao động điều hòa trên cùng một đường thẳng đi qua giá I cố định (hình vẽ). Trong quá trình dao động, khoảng cách lớn nhất và nhỏ nhất giữa hai vật có giá trị lần lượt là
A. 64 cm và 48cm.
B. 80 cm và 48cm.
C. 64 cm và 55cm.
D. 80 cm và 55cm
Giải thích: Đáp án D
Phương pháp:
Sử dụng lí thuyết về khoảng cách của hai vật dao động điều hoà
Khảo sát hàm số bậc hai
Cách giải:
Phương trình dao động của vật A là 
Phương trình dao động của vật B là 
Mặt khác: 
Có:
Xét bảng biến thiên sau:
Từ bảng biến thiên ta có:
Trên mặt phẳng nằm ngang có hai con lắc lò xo. Các lò xo có cùng độ cứng k, cùng chiều dài tự nhiên là 32 cm. Các vật nhỏ A và B có khối lượng lần lượt là m và 4m. Ban đầu, A và B được giữ ở vị trí sao cho lò xo gắn với A bị dãn 8 cm còn lò xo gắn với B bị nén 8 cm. Đồng thời thả nhẹ để hai vật dao động điều hòa trên cùng một đường thẳng đi qua giá I cố định (hình vẽ). Trong quá trình dao động, khoảng cách lớn nhất và nhỏ nhất giữa hai vật có giá trị lần lượt là
A. 64 cm và 48 cm.
B. 80 cm và 48 cm.
C. 64 cm và 55 cm.
D. 80 cm và 55 cm.
Đáp án D
Chọn chiều dương như trong hình vẽ, O1 và O2 là VTCB của A và B, quỹ đạo được biểu thị bằng các điểm M,N,P,Q như trong hình (quỹ đạo của A là đoạn M N = 16 c m ; của B là đoạn P Q = 16 c m ). Có O là gốc tọa độ.
Ban đầu A dãn 8 cm nên ở vị trí M, B nén 8 cm nên ở vị trí P. Suy ra có phương trình dao động:
Khoảng cách AB:
Đây là dạng tam thức bậc 2.
Trên mặt phẳng nằm ngang có hai con lắc lò xo. Các lò xo có cùng độ cứng k, cùng chiều dài tự nhiên là 32 cm. Các vật nhỏ A và B có khối lượng lần lượt là m và 4m. Ban đầu, A và B được giữ ở vị trí sao cho lò xo gắn với A bị dãn 8 cm còn lò xo gắn với B bị nén 8 cm. Đồng thời thả nhẹ để hai vật dao động điều hòa trên cùng một đường thẳng đi qua giá I cố định (hình vẽ). Trong quá trình dao động, khoảng cách lớn nhất và nhỏ nhất giữa hai vật có giá trị lần lượt là
A. 64 cm và 48 cm.
B. 80 cm và 48 cm.
C. 64 cm và 55 cm.
D. 80 cm và 55 cm.
Đáp án D
Chọn hệ trục tọa độ như hình vẽ
Phương trình dao động của mỗi vật
Khoảng cách giữa hai vật
Biến đổi lượng giác
Khảo sát hàm số ta thu được
Trên mặt phẳng nằm ngang có hai con lắc lò xo. Các lò xo có cùng độ cứng k, cùng chiều dài tự nhiên là 32 cm. Các vật nhỏ A và B có khối lượng lần lượt là m và 4m. Ban đầu, A và B được giữ ở vị trí sao cho lò xo gắn với A bị dãn 8 cm còn lò xo gắn với B bị nén 8 cm. Đồng thời thả nhẹ để hai vật dao động điều hòa trên cùng một đường thẳng đi qua giá I cố định (hình vẽ). Trong quá trình dao động, khoảng cách lớn nhất và nhỏ nhất giữa hai vật có giá trị lần lượt là
A. 64 cm và 48 cm.
B. 80 cm và 48 cm.
C. 64 cm và 55 cm.
D. 80 cm và 55 cm.
Chọn hệ trục tọa độ như hình vẽ
Phương trình dao động của mỗi vật
Trên mặt phẳng nằm ngang co hai con lắc lò xo. Các lò xo có cùng độ cứng k, cùng chiều dài tự nhiên là 32 cm. Các vật nhỏ A và B có khối lượng lần lượt là m và 4m. Ban đầu, A và B được giữ ở vị trí sao cho lò xo gắn với A bị dãn 8 cm còn lò xo gắn với B bị nén 8 cm. Đồng thời thả nhẹ để hai vật dao động điều hòa trên cùng một đường thẳng đi qua giá I cố định (hình vẽ). Trong quá trình dao động, khoảng cách lớn nhất và nhỏ nhất giữa hai vật có giá trị lần lượt là
A. 64 cm và 48 cm
B. 80 cm và 48 cm
C. 64 cm và 55 cm
D. 80 cm và 55 cm
Một con lắc lò xo đặt trên mặt phẳng ngang gồm lò xo nhẹ có một đầu cố định, đầu kia gắn vào vật nhẹ m1. Ban đầu giữ vật m1 tại vị trí lò xo nén 6 cm, đặt vật m2 (m2 = m1) trên mặt phẳng nằm ngang sát với m1. Buông nhẹ cho hai vật bắt đầu chuyển động theo phương của trục lò xo. Bỏ qua mọi ma sát. Ở thời điểm lò xo có chiều dài cực đại lần đầu tiên thì khoảng cách giữa m1 và m2 là:
A. 2,417 cm.
B. 3,2 cm.
C. 4,243 cm.
D. 4,646 cm.
