Đáp án C

Hướng dẫn:

Hai vật sẽ tách khỏi nhau khi chúng cùng đi qau vị trí cân bằng. Tần số góc của hệ dao động ω = k 2 m .

→ Tốc độ của vật m tại vị trí hai vật tách nhau v   =   v m a x   =   ω A   =   8 ω .

+ Biến cố xảy ra chỉ làm thay đổi tần số góc của hệ dao động mà không làm thay đổi vị trí cân bằng của hệ.

→ Tần số góc của hệ dao động lúc sau ω = k m = 2 ω .

→ Biên độ dao động mưới của vật m là A = v m a x ω ' = 8 ω ω ' = 4 2 cm.

+ Năng lượng của hệ E = 0 , 5 k A ' 2 = 16 m J .

Giải thích: Đáp án B

Phương pháp: Sử dụng lí thuyết về năng lượng dao động của CLLX và dùng tam thức bậc 2 để nhận xét giá trị nhỏ nhất

Cách giải:

Biên độ dao động của các vật tính từ công thức

Khoảng cách lúc đầu giữa hai vật: O₁O₂ = 10 cm.

Chọn gốc thời gian là lúc bắt đầu dao động, chọn gốc tọa độ trùng với O₁ thì phương trình dao động của các vật lần lượt là : với ω là tần số góc của con lắc thứ nhất.

Khoảng cách giữa hai vật:

Ta thấy y là tam thức bậc 2 đối với cosωt và y_min khi cosωt = -0,5

Thay cosωt = 0,5 và biểu thức y ta tính được y_min = 6,25 cm.=> Chọn B

Giải thích: Đáp án B

Phương pháp: Sử dụng công thức tính cơ năng và tần sốgóc của con lắc lò xo

Khoảng cách hai vật trong quá trình dao động  

Cách giải:

Tần số góc của 2 vật:

* Biên độ dao động của vật 1 là: 

* Biên độ dao động của vật 1 là: 

Đặt hệ trục tọa độ chung cho 2 vật như hình vẽ.

Thời điểm ban đầu vật 1 ở biên âm 

Thời điểm ban đầu vật 1 ở biên dương, chú ý tọa độ vị trí cân bằng O₂ của vật thứ 2 là L 

Khoảng cách 2 vật trong quá trình dao động là:

Giải thích: Đáp án B

Phương pháp: Vận tốc ở VTCB: v = ωA

Cách giải:

Khi về đến VTCB thì cả hai vật có vận tốc  

Sau đó vật m sẽ dao động với chu kỳ  và biên độ  

Vật M sẽ tiếp tục chuyển động thẳng đều với vận tốc V₀

Ở thời điểm lò xo có chiều dài cực đại lần đầu tiên m đến vị trí biên A’, còn M đi được quãng đường là  

=> Khoảng cách giữa hai vật m và M là:d = S - A’=4,19cm.

Chọn D.

Đáp án D

Vật  m2  sẽ tác dụng ra khỏi vật  m1  tại vị trí cân bằng của hệ bởi tại vị trí này:

+) Vật  m1 có tốc độ cực đại và bắt đầu giảm

+) Vật  m2 sẽ tiếp tục chuyển động thẳng đều với tốc độ bằng tốc độ cực đại

Lò xo có độ dài cực đại là đầu tiên ứng với khoảng thời gian  T/4, khi đó Khoảng cách giữa hai vật là 

∆ x   =   ω A T 4   -   A   =   4 , 6   c m

Hướng dẫn:

Giai đoạn 1: Hai vật dao động điều hòa với biên độ A = 8 cm quanh vị trí cân bằng O từ biên về vị trí cân bằng.

+ Tần số góc dao động của hệ ω = k m 1 + m 2 = k 2 m rad/s.

→ Khi hệ hai vật đến O, ta có v   =   v m a x   =   ω A   =   8 ω   c m / s .

Giai đoạn 1: Vật m₁ dao động điều hòa quanh vị trí cân bằng O, vật m₂ chuyển động thẳng đều ra xa với tốc độ  v 2   =   v m a x .

+ Tần số góc của con lắc sau khi vật m 2  tách ra khỏi m 1 ω ' = k m 1 = k m = 2 ω rad/s → T ' = 2 π 2 ω = 2 π ω s.

Tại vị trí vật  m 2  tách khỏi vật  m 1 , ta có x′ = 0, v ′   =   v m a x .

→ Biên độ dao động mới của  m 1  là A 1 = v m a x ω ' = 8 ω ω ' = 4 2 cm.

+ Lò xo giãn cực đại lần đầu tiên kể từ thời điểm hai vật tách nhau ứng với Δt = 0,25T s.

→ Khoảng cách giữa hai vật lúc đó là Δ x = x 2 − x 1 = v m a x T ' 4 − A 1 = 8 ω 2 π 4 ω − 4 2 = 3 , 22 cm.

Đáp án D