Câu hỏi:

17/06/2026 197

Hai con lắc lò xo cấu tạo giống nhau, có cùng chiều dài tự nhiên bằng 80 cm và đầu cố định gắn chung tại điểm Q. Con lắc (I) nằm ngang trên mặt bàn nhẫn. Con lắc (II) treo thẳng đứng cạnh mép bàn như hình vẽ. Kích thích cho hai con lắc dao động điều hòa tự do. Chọn mốc thế năng đàn hồi của mỗi con lắc tại các vị trí tương ứng của vật lúc lò xo có chiều dài tự nhiên. Thế năng đàn hồi các con lắc phụ thuộc thời gian theo quy luật được mô tả bởi đồ thị hình vẽ. Biết tại thời điểm t = 0, cả hai lò xo đều dãn và t2-t1=π12s. Lấy g=10m/s2. Tại thời điểm t=π10s, khoảng cách hai vật dao động gần nhất với giá trị nào sau đây?

A. 85 cm

B. 125 cm

C. 149 cm

D. 92 cm

Đáp án chính xác

Trả lời:

verified Giải bởi Vietjack

Ta có hình vẽ, chọn hệ quy chiếu như hình vẽ:

Đồ thị thế năng đàn hồi của hai con lắc: 

Từ đồ thị ta thấy đường màu đỏ cho biết thế năng đàn hồi của con lắc lò xo nằm ngang. Thế năng cực đại ứng với 4 đơn vị: W1=12.k.A12

Đường màu xanh là thế năng đàn hồi của con lắc lò xo treo thẳng đứng. Vì tại vị trí cân bằng lò xo đã dãn một đoạn ∆l0 nên tại vị trí lò xo dãn nhiều nhất, thế năng đàn hồi cực đại lớn nhất ứng với 9 đơn vị:

W2+=12.k.A+Δl02

Tại vị trí biến trên (biên âm) thì thế năng đàn hồi ứng với 1 đơn vị:

W2-=12.k.A-Δl02

Ta có tỉ số:

W2+W2-=91=A2+Δl02A2-Δl02⇔A2+Δl0A2-Δl0=3⇒A2=2Δl0W2+W1=94=A2+Δl02A12⇔A2+Δl0A1=32⇔3Δl0A1=32⇒A1=2Δl0=A2.

Tại thời điểm ban đầu t = 0, ta thấy cả hai vật đều đang ở biên cương. Thời điểm t là thời điểm vật của lò xo treo thẳng đứng đi qua vị trí lò xo không dãn.

Ta có VTLG

Thời gian từ t = 0 đến t1 là

t1=T2ππ2+arcsinΔl0A2=T3

Thời điểm t2 là thời điểm vật của lò xo nằm ngang đi qua vị trí cân bằng lần thứ 2. Ta có VTLG:

Thời gian từ t = 0 đến t2 là t2=34T

Khoảng thời gian t2-t1=π12⇒34T-T3=512T=π12⇒T=π5s

Tần số góc của hai con lắc là như nhau vì chúng đều dao động tự do và có cùng độ cứng, vật nặng cùng khối lượng: ω=km=gΔl0

Vậy ta có: ω=2πT=2ππ5=10=gΔl0⇒Δl0=0,1m=10cm

Sau thời gian t=t=π10s=T2 thì hai vật đều đang ở biên âm. 

Khoảng cách giữa hai vật lúc này là:

d=l-A12+l+Δl0-A22=80-202+80+10-202=92,2cm

Chọn D.

CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ

Câu 1:

Gọi e là điện tích nguyên tố. Hạt nhân XZA

Xem đáp án » 17/06/2026 591

Câu 2:

Một con lắc đơn có chiều dài l=1m được treo ở nơi có gia tốc trọng trường g=10m/s2. Kích thích cho con lắc dao động điều hòa tự do với biên độ góc bằng 50. Tốc độ cực đại của vật nhỏ là 

Xem đáp án » 17/06/2026 557

Câu 3:

Đặt điện áp xoay chiều u=U2cosωt(U,ω là các hằng số dương) vào hai đầu mạch điện như hình vẽ. Đoạn AM chứa cuộn dây không thuần cảm, đoạn MB chứa tụ điện có điện dung C thay đổi được, các vôn kế lí tưởng. Khi C có giá trị để vôn kế V2 chỉ giá trị lớn nhất thì tổng số chỉ hai vôn kế là 36V. Khi C có giá trị để tổng số chỉ hai vôn kế lớn nhất thì tổng này là 243V. Giá trị của U bằng

Xem đáp án » 17/06/2026 551

Câu 4:

So với tia hồng ngoại, tia tử ngoại có cùng bản chất là bức xạ điện từ nhưng

Xem đáp án » 17/06/2026 469

Câu 5:

Hai quả cầu nhỏ mang điện tích có độ lớn bằng nhau,đặt cách nhau 10cm trong chân không thì tác dụng lên nhau một lực 9.10-3N Xác định độ lớn điện tích của hai quả cầu đó.

Xem đáp án » 17/06/2026 328

Câu 6:

Trên một sợi dây đang có sóng dừng, khoảng cách ngắn nhất giữa nút sóng và bụng sóng là 4 cm. Sóng trên dây có bước sóng là

Xem đáp án » 17/06/2026 317

Câu 7:

Tại hai điểm S1 và S2 trên mặt chất lỏng có hai nguồn kết hợp dao động theo phương thẳng đứng, cùng pha với tần số 50 Hz. Trên mặt chất lỏng xảy ra hiện tượng giao thoa. Điểm M cách S1 và S2 lần lượt là 12 cm và 14 cm dao động với biên độ cực đại. Trong khoảng giữa M và đường trung trực của S1S2 còn có 1 vẫn cực đại khác. Tốc độ truyền sóng trên mặt chất lỏng là 

Xem đáp án » 17/06/2026 299

Câu 8:

Trong truyền thanh vô tuyến, sóng mang đã được biến điệu là

Xem đáp án » 17/06/2026 293

Câu 9:

Sau một chu kì phóng xạ, số hạt nhân đã phân rã

Xem đáp án » 17/06/2026 288

Câu 10:

Trên một sợi dây dài 2 m đang có sóng dừng với tần số 100 Hz, người ta thấy ngoài 2 đầu dây cố định còn có 3 điểm khác luôn đứng yên. Tốc độ truyền sóng trên dây là

Xem đáp án » 17/06/2026 266

Câu 11:

Hiện tượng quang điện ngoài xảy ra đối với

Xem đáp án » 17/06/2026 257

Câu 12:

Nguyên tử hiđrô chuyển từ trạng thái dừng có mức năng lượng E1 = -0,85 eV đến trạng thái dừng có mức năng lượng E2 = -3,4 eV thì

Xem đáp án » 17/06/2026 246

Câu 13:

Phát biểu nào sau đây về sóng điện từ là sai?

Xem đáp án » 17/06/2026 244

Câu 14:

Nhận xét nào sau đây sai khi nói về dao động cơ tắt dần?

Xem đáp án » 17/06/2026 240

Câu 15:

Cho một đoạn mạch xoay chiều gồm một biến trở R mắc nối tiếp với cuộn thuần cảm L=1πH. Hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch ổn định và có biểu thức u=200cos100πt(V). Thay đổi R, ta thu được công suất tỏa nhiệt cực đại trên biến trở bằng

Xem đáp án » 17/06/2026 232

Câu hỏi mới nhất

Xem thêm »
Xem thêm »