1: Một lò xo nhẹ có độ cứng k=100N/m, khi treo vật nặng m lò xo giãn ra được 10cm trong giới hạn đàn hồi. Lực đàn hồi của lò xo có độ lớn là bao nhiêu?
1 lò xo có độ cứng k=100n/m đầu trên giữ cố định.Treo 1 vật có khối lượng m = 500g vào đầu dưới của lò xo thì lực đàn hồi của lò xo và độ giãn của lò xo là bao nhiêu?Biết g = 10m/s2
m =500 g=0,5 kg
Lực đàn hồi của lò xo là
\(F_{đh}=P=mg=0,5\cdot10=5\left(N\right)\)
Độ giãn của lò xo là
\(\left|\Delta l\right|=\dfrac{F_{đh}}{k}=\dfrac{5}{100}=0,05\left(m\right)=5\left(cm\right)\)
\(500g=0,5kg\)
\(F_{danhoi}=P=mg=0,5\cdot10=5\left(N\right)\)
\(\Delta l=\dfrac{mg}{k}=\dfrac{0,5\cdot10}{100}=0,05m=5cm\)
Một lò xo và một sợi dây đàn hồi nhẹ có cùng chiều dài tự nhiên được treo thẳng đứng vào cùng một điểm cố định đầu còn lại của lò xo và sợi dây gắn vào vật nặng có khối lượng m = 100 gam như hình vẽ. Lò xo có độ cứng k 1 = 10 N / m , sợi dây khi bị kéo giãn xuất hiện lực đàn hồi có độ lớn tỉ lệ với độ giãn của sợi dây với hệ số đàn hồi k 2 = 30 N / m , (sợi dây khi bị kéo giãn tương đương như một lò xo khi dây bị chùng lực đàn hồi triệt tiêu). Ban đầu vật đang ở vị trí cân bằng, kéo vật thẳng đứng xuống dưới một đoạn a = 5 cm rồi thả nhẹ. Khoảng thời gian kể từ khi thả cho đến khi vật đạt độ cao cực đại lần thứ nhất xấp xỉ bằng
A. 0,157 s
B. 0,751 s
C. 0,175 s
D. 0,457 s
Đáp án C
Để đơn giản, ta có thể chia quá trình chuyển động của vật thành hai gia đoạn.
Giai đoạn chuyển động từ biên dưới đến vị trí lò xo khống biến dạng → lực đàn hồi là hợp lực của lò xo và dây tương ứng với lò xo có độ cứng k = k 1 + k 2 = 40 N / m .
Giai đoạn hai từ vị trí lò xo không biến dạng đến vị trí lò xo bị nén cực đại, lúc này dây bị chùng nên không tác dụng lực đàn hồi lên vật.
+ Độ biến dạng của lò xo tại vị trí cân bằng Δ l 0 = m g k = 0 , 1.10 40 = 2 , 5 cm = 0,5A.
→ Thời gian chuyển động từ biên dưới đến vị trí lò xo không biến dạng là t 1 = T 1 3 = 2 π 3 m k = 2 π 3 0 , 1 40 = π 30 s
→ Vận tốc của vật ngay thời điểm đó v 0 = 3 2 ω A = 3 2 40 0 , 1 .5 = 50 3 cm/s
+ Khi không còn lực đàn hồi của dây, ta xem vật dao động điều hòa quanh vị trí cân bằng mới, nằm dưới vị trí cân bằng cũ một đoạn = 0 , 1.10 10 − 2 , 5 = 7 , 5 c m
→ Biên độ dao động mới A ' = 2 , 5 + 7 , 5 2 + 50 3 10 2 = 5 7 ≈ 13 , 23 cm.
+ Thời gian để vật đến biên trên tương ứng là t 2 = T 2 360 0 a r cos 10 5 7 = 0 , 2 π 360 0 a r cos 10 5 7 ≈ 0 , 071 s.
→ Tổng thời gian t = t 1 + t 2 = 0 , 176 s .
Chiều dài của con lắc lò xo treo thẳng đứng dao động điều hòa biến đổi từ 30cm tới 40cm. Độ cứng của lò xo là k = 100N/m. Khi lò xo có chiều dài 38cm thì lực đàn hồi tác dụng vào vật là 10N. Độ biến dạng lớn nhất của lò xo là:
A. 10cm.
B. 12cm.
C. 7cm.
D. 5cm.
Chọn B
+ Ta có: A = (lmax – lmin) : 2 = 5 (cm) và lcân bằng = (lmax + lmin) : 2 = 35 (cm).
+ Lò xo có chiều dài l = 38 cm > lcân bằng
+ Li độ của chất điểm là: x = 38 – 35 = 3cm = 0,03m.
Mà: F = k.(Δl + x)
ó 10 = 100.(Δl + 0,03)
=> Δl = 0,07m = 7cm.
=> Δlmax = 7 + 5 = 12cm.
Một con lắc lò xo gồm vật nhỏ khối lượng 0,2 kg, lò xo nhẹ có độ cứng 20 N/m được đặt trên mặt phẳng nằm ngang. Hệ số ma sát trượt giữa vật và mặt phẳng nằm ngang là 0,01. Từ vị trí lò xo không biến dạng, truyền cho vật vận tốc ban đầu có độ lớn 1m/s dọc theo trục lò xo. Con lắc dao động tắt dần trong giới hạn đàn hồi của lò xo. Lấy g = 10 m / s 2 . Độ lớn lực đàn hồi cực đại của lò xo trong quá trình dao động bằng
A. 2,98N
B. 1,98N
C. 2N
D. 2,5N
Một con lắc lò xo gồm vật nhỏ khối lượng 0,2 kg, lò xo nhẹ có độ cứng 20 N/m được đặt trên mặt phẳng nằm ngang. Hệ số ma sát trượt giữa vật và mặt phẳng nằm ngang là 0,01. Từ vị trí lò xo không biến dạng, truyền cho vật vận tốc ban đầu có độ lớn 1m/s dọc theo trục lò xo. Con lắc dao động tắt dần trong giới hạn đàn hồi của lò xo. Lấy g = 10 m/s2. Độ lớn lực đàn hồi cực đại của lò xo trong quá trình dao động bằng
A. 2,98N.
B. 1,98N.
C. 2N.
D. 2,5N.
Một con lắc lò xo treo thẳng đứng, gồm vật nặng m = 200 g, lò xo nhẹ có độ cứng k = 50 N/m. Từ vị trí cân bằng kéo vật xuống dưới để lò xo giãn 12 cm rồi thả nhẹ cho vật dao động điều hòa. Lấy g = 10 = π 2 m / s 2 . Khoảng thời gian ngắn nhất giữa hai lần liên tiếp lực đàn hồi của lò xo bằng 0 là
A. 1 10 s
B. 1 15 s
C. 2 15 s
D. 4 15 s
Treo vật nặng m = 200 g vào đầu dưới của một lò xo có độ cứng k = 100 N/m. Kéo vật xuống dưới theo phương đứng để lò xo giãn 6,0 cm rồi thả nhẹ (t = 0). Thời điểm đầu tiên để động năng của vật bằng thế năng đàn hồi lò xo là
A. t = 105 ms
B. t = 51,3 ms
C. t = 122 ms
D. t = 35,1 ms
Đáp án B
Tần số góc của dao động ω = k m = 100 0 , 2 = 10 5 rad/s → T = 0,281 s.
+ Độ biến dạng của lò xo tại vị trí cân bằng Δ l 0 = m g k = 0 , 1.10 100 = 2 cm
→ Kéo vật xuống vị trí lò xo giãn 6 cm rồi thả nhẹ → lò xo sẽ dao động với biên độ A = 6 – 2 = 4 cm.
+ Với E d = E d h ↔ E – E t = E d h → 1 2 k A 2 − 1 2 k x 2 = 1 2 k Δ l 0 + x 2 → 2 x 2 + 2 Δ l 0 x + Δ l 0 2 − A 2 = 0
Thay các giá trị đã biết vào phương trình, ta thu được x 2 + 2 x – 6 = 0 → hoặc x = 1,65 cm hoặc x = –3,65 cm.
→ Thời gian gần nhất kể từ thời điểm ban đầu (vật đang ở biên là) Δ t min = a r cos 1 , 65 4 360 0 0 , 281 = 51 , 3 m s
Một lò xo nhẹ được treo thẳng đứng, đầu trên của lò xo được giữ cố định, đầu dưới treo vật có khối lượng m=100g, lò xo có độ cứng k = 25 N/m. Lấy g = π 2 = 10 m/ s 2 . Xác định vị trí mà lực phục hồi bằng lực đàn hồi
A. x = 1,5 cm.
B. x = 1 cm.
C. x = 4 cm.
D. x = 2 cm
ü Đáp án D
Độ biến dạng của lò xo tại vị trí cân bằng Δ l 0 = m g k = 4 cm
+ Chọn gốc tọa độ tại vị trí cân bằng, chiều dương hướng lên → lực đàn hồi bằng lực phục hồi
- k x = - k Δ l 0 - x ⇒ x = 0 , 5 Δ l 0 = 2 c m