Câu hỏi Đáp án 2 năm trước 15

Một con lắc lò xo treo thẳng đứng, dao  động điều hòa nơi có gia tốc trọng trường g = 10 m/s2. Hình bên  là đồ thị sự phụ thuộc của độ lớn lực đàn hồi Fdh  của lò xo và độ  lớn lực hồi phục Fhp tác dụng lên vật nặng của con lắc theo thời gian t. Biết \({{t}_{2}}-{{t}_{1}}=\frac{\pi }{12}(s).\) Tốc độ trung bình của vật nặng từ thời điểm t1 đến thời điểm t3 là 

A. 1,52 m/s.  

B. 1,12 m/s. 

C. 1,43 m/s.   

D. 1,27 m/s. 

Đáp án chính xác ✅

Lời giải của giáo viên

verified HocOn247.com

Ta có đồ thị: 

Giả sử ở vị trí cân bằng, lò xo giãn một đoạn ∆l0

Lực đàn hồi và lực phục hồi có độ lớn cực đại là:

\(\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}
{{F_{dh\max }} = k\left( {\Delta {l_0} + A} \right)}\\
{{F_{ph\max }} = kA}
\end{array} \Rightarrow {F_{dh\max }} > {F_{ph\max }}} \right.\)

Từ đồ thị ta thấy đồ thị (1) là đồ thị lực phục hồi, đồ thị (2) là đồ thị lực đàn hồi

Ta có: \(\frac{{{F}_{dh\max }}}{{{F}_{ph\max }}}=\frac{k\left( \Delta {{l}_{0}}+A \right)}{kA}=\frac{3}{2}\Rightarrow 2\left( \Delta {{l}_{0}}+A \right)=3A\Rightarrow A=2\Delta {{l}_{0}}\)

Nhận xét: lực phục hồi có độ lớn nhỏ nhất tại vị trí cân bằng → tại thời điểm t1, vật ở vị trí cân bằng

Lực đàn hồi có độ lớn nhỏ nhất tại vị trí lò xo không biến dạng → tại thời điểm t2, vật ở vị trí lò xo không  biến dạng lần thứ 2 kể từ thời điểm t1 

Lực đàn hồi và lực phục hồi có độ lớn cực đại tại vị trí biên dưới → tại thời điểm t3, vật ở vị trí biên dưới lần  đầu tiên kể từ thời điểm t2 

Ta có vòng tròn lượng giác: 

Từ vòng tròn lượng giác ta thấy từ thời điểm t1 đến t2, vecto quay được góc: \(\Delta \varphi =\frac{5\pi }{6}(rad)\)

Ta có: \(\Delta \varphi =\omega \left( {{t}_{2}}-{{t}_{1}} \right)\Rightarrow \frac{5\pi }{6}=\omega .\frac{\pi }{12}\Rightarrow \omega =10(ra\text{d/s)}\)

Mà \(\omega =\sqrt{\frac{g}{\Delta {{l}_{0}}}}\Rightarrow 10=\sqrt{\frac{10}{\Delta {{l}_{0}}}}\Rightarrow \Delta {{l}_{0}}=0,1(m)\)

\(\Rightarrow A=2\Delta {{l}_{0}}=0,2(m)\)

Nhận xét: từ thời điểm t1 đến t3, vật đi được quãng đường là:

S = 3A = 3.0,2 = 0,6 (m) 

Vecto quay được góc: 

\(\Delta \varphi =\frac{3\pi }{2}=\omega .\left( {{t}_{3}}-{{t}_{1}} \right)\Rightarrow {{t}_{3}}-{{t}_{1}}=\frac{\frac{3\pi }{2}}{10}=\frac{3\pi }{20}(s)\)

Tốc độ trung bình của vật trong khoảng thời gian từ t1 đến t3 là: 

\({{v}_{tb}}=\frac{S}{{{t}_{3}}-{{t}_{1}}}=\frac{0,6}{\frac{3\pi }{20}}\approx 1,27(\text{m/s)}\)

CÂU HỎI CÙNG CHỦ ĐỀ

Câu 1: Trắc nghiệm

Trong điện xoay chiều, đại lượng nào sau đây không có giá trị hiệu dụng?

Xem lời giải » 2 năm trước 33
Câu 2: Trắc nghiệm

Một người quan sát một sóng hình sin thấy 6 gợn sóng truyền qua một điểm trong 5 s và khoảng cách giữa hai gợn liên tiếp là 8 cm. Tốc độ truyền của sóng này là

Xem lời giải » 2 năm trước 32
Câu 3: Trắc nghiệm

Đặt điện áp xoay chiều có tần số f vào hai đầu của một cuộn cảm thuần có độ tự cảm L thì cảm kháng của cuộn cảm là 

Xem lời giải » 2 năm trước 31
Câu 4: Trắc nghiệm

Trong đoạn mạch xoay chiều, điện áp chậm pha hơn dòng điện một lượng φ. Hệ số công suất của đoạn mạch là

Xem lời giải » 2 năm trước 31
Câu 5: Trắc nghiệm

Đặt điện áp xoay chiều có tần số 50 Hz vào hai đầu của một cuộn cảm thuần có độ tự cảm \(\frac{1}{\pi }H.\) Cảm kháng cuộn cảm là

Xem lời giải » 2 năm trước 31
Câu 6: Trắc nghiệm

Trong hiện tượng giao thoa ánh sáng đơn sắc tại vị trí có vân tối trên màn thì hai sóng  ánh sáng truyền đến phải 

Xem lời giải » 2 năm trước 31
Câu 7: Trắc nghiệm

Đặt điện áp \(u={{U}_{0}}\cos \left( \omega t+\frac{\pi }{4} \right)\)  (U0 không đổi, ω thay đổi được) vào hai đầu đoạn mạch có R, L, C mắc nối tiếp. Hình bên là đồ thị sự phụ thuộc của giá trị hiệu dụng I của cường độ dòng điện trong mạch theo tần số góc ω, Gọi i1, i2, ivà ilà cường độ dòng điện tức thời tương ứng khi ω có giá trị lần lượt là ω1, ω2, ωvà ω4. Hệ thức nào sau đây đúng? 

Xem lời giải » 2 năm trước 31
Câu 8: Trắc nghiệm

Dao động của một chất điểm là tổng hợp của hai dao động cùng phương cùng tần số có biên độ lần lượt là 5 cm và 8 cm. Biên độ dao động tổng hợp của chất điểm không thể là

Xem lời giải » 2 năm trước 30
Câu 9: Trắc nghiệm

Trong thí nghiệm giao thoa sóng ở mặt nước, 2 nguồn kết hợp A và B dao động cùng pha. Hai điểm M, N nằm trên đoạn AB là 2 điểm dao động cực đại lần lượt là thứ k và k + 4. Biết MA = 1,2 cm; NA = 1,4 cm. Bước sóng là

Xem lời giải » 2 năm trước 30
Câu 10: Trắc nghiệm

Trong đoạn mạch xoay chiều, chỉ số của Ampe kế cho biết giá trị nào của dòng điện?

Xem lời giải » 2 năm trước 30
Câu 11: Trắc nghiệm

Trong thiết bị kiểm tra hành lí ở các sân bay có ứng dụng tia nào sau đây?

Xem lời giải » 2 năm trước 30
Câu 12: Trắc nghiệm

Trong sơ đồ khối của máy thu thanh vô tuyến đơn giản có bộ phận nào sau đây?

Xem lời giải » 2 năm trước 30
Câu 13: Trắc nghiệm

Trên một sợi dây đang có sóng dừng ổn định với bước sóng truyền trên dây là 4 cm. Khoảng cách giữa 4 nút sóng liên tiếp là

Xem lời giải » 2 năm trước 29
Câu 14: Trắc nghiệm

Tần số dao động của một con lắc đơn được tính bằng công thức nào sau đây?

Xem lời giải » 2 năm trước 29
Câu 15: Trắc nghiệm

Một vật tham gia đồng thời hai dao động điều hoà cùng phương có phương trình lần lượt là \({{x}_{1}}=5\cos \left( 5\pi t+{{\varphi }_{1}} \right)(cm);\text{  }{{x}_{2}}=5\cos \left( 5\pi t+{{\varphi }_{2}} \right)(cm)\)với \(0\le {{\varphi }_{1}}-{{\varphi }_{2}}\le \pi .\) Biết phương trình dao động  tổng hợp \(x=5\cos (5\pi t+\pi \text{/6})(cm).\) Giá trị của φ2 là 

Xem lời giải » 2 năm trước 28

📝 Đề thi liên quan

Xem thêm »
Xem thêm »

❓ Câu hỏi mới nhất

Xem thêm »
Xem thêm »