Một lò xo bị giãn 4cm, có thế năng đàn hồi 0,2 J. Độ cứng của lò xo là:
A. 0,025 N/cm
B. 250 N/m
C. 125 N/m
D. 10N/m
Một lò xo bị giãn 2cm, có thế năng đàn hồi 0,04 J. Độ cứng của lò xo là
A. 100N/m
B. 800N/m
C. 600N/m
D. 200N/m
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 bị nén 5 cm. Biết độ cứng của lò xo k = 100N/m, thế năng đàn hồi của lò xo là:
A. – 0,125 J
B. 1250 J
C. 0,25 J
D. 0,125 J
Lời giải
Ta có: W t = 1 2 k Δ l 2 = 1 2 100 0 , 05 2 = 0 , 125 J .
Đáp án: D
Một lò xo bị giãn 10cm, có thế năng đàn hồi 2,5J. Độ cứng của lò xo là bao nhiêu?
\(W_t=\dfrac{1}{2}k\left(\Delta l\right)^2\Rightarrow k=\dfrac{2W_t}{\left(\Delta l\right)^2}=\dfrac{2.2,5}{0,1^2}=500N/m\)
Một lò xo có độ cứng 100(N/ m) khi chịu một lực kéo thì lò xo bị dãn 4cm. Tính lực đàn hồi của lò xo.
Tóm tắt: \(k=100\)N/m;\(\Delta l=4cm=0,04m\)
\(F_{đh}=?\)
Bài giải:
Độ lớn lực đàn hồi:
\(F_{đh}=k\cdot\Delta l=100\cdot0,04=4N\)
Người ta móc một vật nhỏ vào đầu một lò xo có độ cứng 250 N.m, đầu kia của lò xo gắn cố định với giá đỡ. Xác định thế năng đàn hồi của lò xo khi lò xo bị nén lại một đoạn 2,0 cm.
A. 50 mJ. B. 100 mJ.
C. 80 mJ. D. 120 mJ.
Lò xo có độ cứng k = 200 N/m, một đầu cố định, đầu kia gắn với vật nhỏ. Khi lò xo bị nén 2 cm thì thế năng đàn hồi của hệ bằng bao nhiêu? Thế năng này có phụ thuộc khối lượng của vật không?
Áp dụng công thức tính thế năng đàn hồi:
Thế năng này không phụ thuộc vào khối lượng của vật.
Cho một lò xo nằm ngang ở trạng thái không biến dạng. Khi tác dụng một lực F=10N vào lò xo cũng theo phương ngang, ta thấy nó dãn ra 4cm a.Tính độ cứng của lò xo b.Xác định thế năng đàn hồi của lò xo khi nó bị nén lại 6cm c.Tính công của lực đàn hồi khi lò xo dãn từ 3 đến 6cm
\(\Delta l=4cm=0,04m\)
a)Độ cứng lò xo:
\(k=\dfrac{F}{\Delta l}=\dfrac{10}{0,04}=250\)N/m
b)Thế năng đàn hồi của lò xo bị nén lại 6cm:
\(W_t=\dfrac{1}{2}kx^2=\dfrac{1}{2}\cdot250\cdot0,06^2=0,45J\)
c)Độ biến thiên thế năng đàn hồi:
\(A=W_{đh1}-W_{đh2}=\dfrac{1}{2}kx'^2-0,45\)
\(=\dfrac{1}{2}\cdot250\cdot0,03^2-0,45=-0,3375J\)
Công này có tác dụng chống lại sự biến dạng.
3. Một lò xo có k = 100 N/m bị nén lại nên biến dạng một đoạn 10cm. a) Tính thế năng đàn hồi của lò xo. b) Khi lò xo bật ra làm bắn viên bi khối lượng 100g. Tính vận tốc ban đầu của viên bi. 4.Con lắc lò xo đặt nằm ngang có độ cứng k= 200 N/m, một đầu cố định, đầu kia gắn vật nhỏ nặng m = 100 g. Kéo vật m ra khỏi vị trí cân bằng 4 cm rồi thả nhẹ tay cho vật dao động. Bỏ qua ma sát. a) Tính thế năng đàn hồi của lò xo tại vị trí thả nhẹ tay? b) Tính vận tốc quả cầu tại vị trí cân bằng? 2. Một vật 200g được thả rơi từ độ cao 25m xuống đất. Cho g= 10m/s 2 . a.Tìm cơ năng tại điểm thả rơi b.Tính vận tốc của vật lúc chạm đất c. Ở độ cao nào thì động năng bằng ba thế năng
Bài 2.
a)Cơ năng tại điểm thả vật:
\(W=\dfrac{1}{2}mv^2+mgz=0,2\cdot10\cdot25=50J\)
b)Vận tốc lúc vật chạm đất:
\(v=\sqrt{2gh}=\sqrt{2\cdot10\cdot25}=10\sqrt{5}\)m/s
c)Cơ năng tại nơi \(W_đ=3W_t\):
\(W'=W_đ+W_t=4W_t=4mgz'\)
Bảo toàn cơ năng: \(W=W'\)
\(\Rightarrow50=4mgz'\Rightarrow z'=6,25m\)
Bài 3.
a)Thế năng đàn hồi:
\(W_{đh}=\dfrac{1}{2}k\left(\Delta x\right)^2=\dfrac{1}{2}\cdot100\cdot0,1^2=0,5J\)
b)Cơ năng của viên bi khi bật ra:
\(W=\dfrac{1}{2}mv^2=\dfrac{1}{2}\cdot0,1\cdot v^2\)
Bảo toàn cơ năng: \(W=W_{đh}\)
\(\Rightarrow0,5=\dfrac{1}{2}\cdot0,1\cdot v^2\Rightarrow v=\sqrt{10}\)m/s