Đáp án C

Theo giả thiết  Δ l 1 = m 1 g k = 10 ( c m ) Δ l 2 = m 2 g k = 2 , 5 ( c m )

→  Tại vị trí cân bằng của hai vật lò xo dãn 12,5 cm

Thả vật tại vị trí lò xo dãn 20cm →  A=7,5cm

Khi về tới O thì lò xo dãn 10cm  → x = -2,5cm

x = − A 3 ⇒ v = v max . 2 2 3 x ' = 0

⇒ A ' = v ω ' = A ω ω ' . 2 2 3 = A k m 1 + m 2 . m 1 k . 2 2 3 ≈ 6 , 32 c m

Đáp án C.

Lời giải chi tiết:

Theo giả thiết

=> Tại vị trí cân bằng của hai vật lò xo dãn 12,5 cm

Thả vật tại vị trí lò xo dãn 20cm =>A=7,5cm

Khi về tới O thì lò xo dãn 10cm =>x = -2,5cm

Độ cứng của lò xo:

\(k=\dfrac{F}{\Delta l}=\dfrac{10m_1}{\Delta l}=\dfrac{10\cdot1\cdot10^{-3}}{0,04}=0,25\)N/m

Treo thêm 1 vật m₂ thì dây dãn thêm 1 đoạn \(l_2=3cm=0,03m\)

\(\Rightarrow\Delta l'=0,04+0,03=0,07m\)

Lực đàn hồi do lò xo tác dụng:

  \(F=k\cdot\Delta l'=0,25\cdot0,07=0,0175N\)

Vật m₂ nặng:

 \(m_2=\dfrac{P}{10}=\dfrac{F}{10}=\dfrac{0,0175}{10}=1,75\cdot10^{-3}kg=1,75g\)

Đáp án D

+ Tại thời điểm ban đầu ta có ∆ l 0   =   10   c m

+ Đưa vật tới vị trí lò xo giãn 20 cm thì có thêm vật m2  = 0,25m₁   gắn vào m₁ nên khi đó ta sẽ vó VTCB mới O’ dịch xuống dưới so với O 1 đoạn bằng:

+ Khi về đến O thì m₂ tuột khỏi m₁ khi đó hệ chỉ còn lại m₁ dao động với VTCB O, gọi biên độ khi đó là A₁.

+ Vận tốc tại điểm O tính theo biên độ A’ bằng vận tốc cực đại của vật khi có biên độ là A₁

+ Biên độ dao động của m₁ sau khi m₂ tuột là:  A 1   =   20 10 10 0 . 1   =   2 10   ≈ 6 , 32   c m

Đáp án D

+ Tại thời điểm ban đầu ta có 

+ Đưa vật tới vị trí lò xo giãn 20 cm thì có thêm vật  gắn vào m 1 nên khi đó ta sẽ có VTCB mới O’ dịch xuống dưới so với O 1 đoạn bằng:

.

+ Tại vị trí đó người ta thả nhẹ cho hệ chuyển động nên: 

+ Khi về đến O thì  m 2  tuột khỏi  m 1  khi đó hệ chỉ còn lại  m 1 dao động với VTCB O, gọi biên độ khi đó là A 1 .

+ Vận tốc tại điểm O tính theo biên độ A’ bằng vận tốc cực đại của vật khi có biên độ là  A 1

+ Biên độ dao động của m 1  sau khi  m 2 tuột là:

+ Lúc đầu chỉ có m 1 , tại VTCB O lò xo dãn 10 cm nên

+ Đưa vật đến vị trí lò xo dãn 20 cm thì vật ở dưới VTCB O đoạn   x 0 = 10   c m

+ Lúc này gắn thêm m 2 = 3 m 1  thì VTCB của hệ bị dịch xuống đoạn: 

+ Vậy, lúc này hệ ở trên VTCB O 1  đoạn 20 cm.

+ Do thả nhẹ nên hệ sẽ dao động với biên độ

  A = 20   c m quanh vị trí cân bằng  O 1  

+ Nhưng khi đến vị trí thấp nhất thì dây đứt, nên vị trí cân bằng  dịch về O.

+ Lúc này m 1  cách O đoạn 50 cm và có vận tốc bằng không nên nó sẽ dao động điều hòa quanh O với biên độ  A ' = 50 c m

 + Khi  m 1  lên cao nhất thì đã đi được quãng đường  s 1 = 2 A ' = 100   c m  (kể từ vị trí đứt dây) và mất thời gian: 

+ Trong thời gian ∆ t  này vật m 2  rơi tự do nên quãng đường  m 2  đi được là: 

Vì dây dài b = 10   c m  nên khoảng cách giữa hai vật lúc này là: 

=> Chọn C.

Đáp án A

+Độ biến dạng của lò xo tại vị trí cân bằng vật m 2  

+Để vật m 2 có thể dao động điều hòa được thì lò xo phải luôn ở trạng thái bị giãn hoặc không biến dạng, hay

+Ta để ý rằng nếu vận tốc ban đầu  

thì khi vật đi lên vị trí cao nhất (lò xo không biến dạng), vị trí này lại trùng với biên độ của dao động nên vận tốc của vật bằng không. Ta tiến hành cắt dây hai vật sẽ cùng rơi tự do nên khoảng cách giữa chúng sẽ không thay đổi

Điều này sẽ không xảy ra với các trường hợp  vì khi đó lò xo luôn bị biến dạng.

Hệ hai vật  m 1  và  m 2  chuyển động trong trọng trường, chỉ chịu tác dụng của trọng lực, nên cơ năng của hệ vật bảo toàn.

Vật  m 1 , có trọng lượng P 1  =  m 1 g ≈ 20 N và vật m2 có trọng lượng  P 2  =  m 2 g ≈ 1.10 = 10 N. Vì sợi dây nối hai vật này không dãn và  P 1  >  P 2 , nên vật m 1  chuyển động, thẳng đứng đi xuống và vật  m 2  bị kéo trượt lên phía đỉnh mặt nghiêng với cùng đoạn đường đi và vận tốc. Như vậy, khi vật  m 1  đi xuống một đoạn h thì thế năng của nó giảm một lượng W t 1  =  m 1 gh, đồng thời vật  m 2  cũng trượt lên phía đỉnh mặt nghiêng một đoạn h nên độ cao của nó tăng thêm một lượng hsinα và thế năng cũng tăng một lượng  W t 2  =  m 2 gh.

Theo định luật bảo toàn cơ năng, độ tăng động năng của hệ vật chuyển động trong trọng trường bằng độ giảm thế năng của hệ vật đó, tức là :

∆ W đ  = -  ∆ W t

⇒ 1/2( m 1  +  m 2 ) v 2 =  m 1 gh -  m 2 gh.sin α

Suy ra  W đ  = 1/2( m 1  +  m 2 ) v 2  = gh( m 1  -  m 2 sin 30 ° )

Thay số, ta tìm được động năng của hệ vật khi vật  m 1  đi xuống phía dưới một đoạn h = 50 cm :

W đ  = 10.50. 10 - 2 .(2 - 1.0,5) = 7,5 J