Câu hỏi:

20/07/2024 123

Một con lắc lò xo gồm lò xo độ cứng k=25 N/m ma sát giữa vật m và sàn có thể bỏ qua. Vật M khối lượng 200 g được nối với vật m bằng một sợi dây nhẹ, dài và không dãn như hình vẽ. Hệ số ma sát trượt giữa M và sàn là 0,25. Lúc đầu vật được giữ ở vị trí lò xo dãn 10 cm (trong giới hạn đàn hồi), sợi dây căng. Thả nhẹ vật m để hệ chuyển động. Lấy g=10 m/s2Tính từ thời điểm lò xo bị nén mạnh nhất lần đầu tiên, tốc độ cực đại của vật m

A. 54,8 cm/s

B. 42,4 cm/s

C. 28,3 cm/s

D. 52,0 cm/s

Đáp án chính xác

Trả lời:

verified Giải bởi Vietjack

Đáp án D

Để đơn giản ta có thể chia quá trình chuyển động của vật thành 3 giai đoạn như sau:

Giai đoạn 1: Hệ hai vật m và M dao động điều hòa chịu tác dụng thêm của lực ma sát

 Trong giai đoạn này vật  dao động quanh vị trí cân bằng tạm O'tại vị trí này lực đàn hồi của lò xo cân bằng với lực đàn hồi, khi đó lò xo giãn một đoạn OO'=Δl0=μMgk=0,25.0,2.1025=2 cm

Biên độ dao động của vật là A1=102=8 cmtốc độ góc ω1=kM+m=250,3+0,2=52 rad/s

 Tốc độ của hai vật khi đến vị trí O' : v=v1max=ω1A2=52.8=402 cm/s

Giai đoạn 2: Hệ hai vật tiếp tục dao động điều hòa quanh vị trí cân bằng O' cho đến khi dây bị chùng và vật m tách ra khỏi vật M

Tại vi trí vật m tách ra khỏi vật M dây bị chùng, T=0 với vật M ta có Fmst=Mω12xx=μgω12=0,25.10522=5 cm

 Tốc độ của vật m tại vị trí dây chùng v02=ω1A12x2=528252=578 cm/s

Giai đoạn 3: Khi tách ra khỏi vật M, m dao động điều hòa quanh vị trí lò xo không biến dạng O

Tần số góc trong giai đọan này ω2=km=250,3=5303 rad/s

 Biên độ dao động trong giai đoạn này A2=x022+v02ω22=32+57853032=9105 cm

Giai đoạn 4: Con lắc do động điều hòa ổn định không với biên độ A=A2 và một chịu tác dụng của vật M

 Tốc độ cực đại v2max=ω2A2=53039105=30352,0 cm/s

Chú ý:

Ta để ý rằng khi vật m đi qua khỏi vị trí cân bằng tạm O' thì tốc độ có xu hướng giảm, ngay lập tức dây chùng  vật m sẽ tiếp tục dao động điều hòa quanh vị trí cân bằng O tốc độ lại có xu hướng tăng do đó trong giai đoạn từ O' đến O dây vẫn được giữ căng

CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ

Câu 1:

Âm cơ bản của nốt La phát ra từ đàn ghita có tần số cơ bản là 440 Hz. Số họa âm của âm La trong vùng âm nghe được (tần số trong khoảng từ 16 Hz đến 20000 Hz) là

Xem đáp án » 19/07/2024 1,463

Câu 2:

Quang phổ vạch phát xạ

Xem đáp án » 21/07/2024 1,427

Câu 3:

Khi máy phát thanh vô tuyến đơn giản hoạt động, sóng âm tần được “trn” với sóng mang nhờ bộ phận

Xem đáp án » 23/07/2024 323

Câu 4:

Một ống phát tia X đang hoạt động. Electron bứt ra từ catốt (coi như động năng ban đầu bằng không) được gia tốc dưới hiệu điện thế 20 kV đến đập vào anốt. Lấy e=1,6.1019 CĐộng năng của electron khi đến anốt là

Xem đáp án » 22/07/2024 243

Câu 5:

Sóng cơ hình sin với tần số 5 Hz truyền trên sợi dây với tốc độ 2 m/s. Sóng truyền trên dây với bước sóng

Xem đáp án » 21/07/2024 220

Câu 6:

Một bức xạ điện từ có tần số 1015 Hz. Lấy c=3.108 m/sBức xạ này thuộc vùng

Xem đáp án » 19/07/2024 220

Câu 7:

Thí nghiệm giao thoa sóng trên mặt nước, hai nguồn dao động theo phương thẳng đứng cùng biên độ, cùng pha và cùng tần số được đặt tại hai điểm A và BSóng truyền trên mặt nước với bước sóng λ và AB=6,6λ. C là một điểm trên mặt nước thuộc đường trung trực của AB sao cho trên đoạn CA (không tính Ccó ít nhất một điểm dao động với biên độ cực đại và đồng pha với hai nguồn. Khoảng cách ngắn nhất giữa C với đoạn AB có giá trị gần nhất với giá trị nào sau đây?

Xem đáp án » 19/07/2024 200

Câu 8:

Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu một thiết bị tiêu thụ điện thì thấy cường độ dòng điện chạy qua thiết bị trễ pha π6 so với điện áp. Hệ số công suất tiêu thụ điện của thiết bị là

Xem đáp án » 19/07/2024 184

Câu 9:

Trong các kết quả dưới đây, kết quả nào là kết quả chính xác của phép đo gia tốc trọng trường trong một thí nghiệm?

Xem đáp án » 22/07/2024 177

Câu 10:

Cho mạch điện như hình vẽ trong đó ξ=6 V; r=1,5 Ω; R1=15 Ω và R2=7,5 ΩĐiện trở của vôn kế V rất lớn. Số chỉ của vôn kế V là

Xem đáp án » 21/07/2024 168

Câu 11:

Một con lắc đơn gồm vật nhỏ và sợi dây có chiều dài l đặt tại nơi có gia tốc trọng trường g. Khi dao động nhỏ, con lắc dao động điều hòa với chu kì

Xem đáp án » 21/07/2024 166

Câu 12:

Điện áp giữa hai đầu một đoạn mạch điện có biểu thức u=U2cosωt (U và ω là các hằng số dương). Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch này là

Xem đáp án » 22/07/2024 166

Câu 13:

Đặt điện áp u=10cos100πt V (t tính bằng s) vào hai đầu đoạn mạch chỉ có tụ điện với điện dung C=2.104π FDung kháng của tụ điện có giá trị

Xem đáp án » 19/07/2024 163

Câu 14:

Một sợi dây đàn hồi căng ngang với hai đầu cố định dài 60 cm. Sóng truyền trên dây có tần số 10 Hz và trên dây có sóng dừng với 3 bụng sóng. Tốc độ sóng truyền trên dây là

Xem đáp án » 19/07/2024 162

Câu 15:

Vật thật đặt trước một thấu kính hội tụ có tiêu cự 20 cm thì cho ảnh thật lớn hơn vật và cách vật một khoảng 1,25 m. So với kích thước vật, ảnh cao gấp

Xem đáp án » 19/07/2024 154

Câu hỏi mới nhất

Xem thêm »
Xem thêm »