Một con lắc lò xo treo thẳng đứng gồm lò xo nhẹ có độ cứng k gắn với vật nhỏ có khối lượng m đang dao động điều hòa dọc theo trục Ox thẳng đứng mà gốc O ở ngang với vị trí cân bằng của vật. Lực đàn hồi mà lò xo tác dụng lên vật trong quá trình dao động có đồ thị như hình bên. Lấy \({\pi ^2} = 10,\) phương trình dao động của vật là:
A. \(x = 2\cos \left( {5\pi t + \frac{\pi }{3}} \right)\left( {cm} \right)\)
B. \(x = 2\cos \left( {5\pi t - \frac{\pi }{3}} \right)\left( {cm} \right)\)
C. \(x = 8\cos \left( {5\pi t - \frac{\pi }{2}} \right)\left( {cm} \right)\)
D. \(x = 8\cos \left( {5\pi t + \frac{\pi }{2}} \right)\left( {cm} \right)\)
Lời giải của giáo viên

Từ đồ thị ta thấy: \(\frac{T}{4} = 0,1s \Rightarrow T = 0,4s \Rightarrow \omega = 5\pi \left( {rad/s} \right)\)
Mà \(\omega = \sqrt {\frac{g}{{\Delta l}}} \Rightarrow \Delta l = \frac{g}{{{\omega ^2}}} = \frac{{10}}{{250}} = 0,04m\)
Từ đồ thị ta thấy giá trị: \(\left\{ \begin{array}{l} {F_{dh\max }} = 3N\\ {F_{dh\min }} = - 1N \end{array} \right.\)
Lò xo treo thẳng đứng nên Fdh max khi vật ở vị trí thấp nhất của quỹ đạo, Fdh min khi vật ở vị trí cao nhất
Ta có: \(\left\{ \begin{array}{l} {F_{dh\max }} = k.\left( {A + \Delta l} \right) = 3N\\ {F_{dh\min }} = k.\left( {A - \Delta l} \right) - 1N \end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l} k.\Delta l = 1\\ kA = 2 \end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l} k = 25N/m\\ A = 0,08m \end{array} \right.\)
Từ t = 0 đến t = 0,1s (trong khoảng \(\frac{T}{4}\)) lực đàn hồi tăng đến giá trị cực đại nên \(\varphi = - \frac{\pi }{2}\)
Phương trình dao động của vật: \(x = 8\cos \left( {5\pi t - \frac{\pi }{2}} \right)\left( {cm} \right)\)
Chọn C.
CÂU HỎI CÙNG CHỦ ĐỀ
Trong hệ sóng dừng trên một sợi dây, khoảng cách giữa hai nút liên tiếp bằng
Tìm phát biểu sai về đặc điểm quang phổ vạch của các nguyên tố hóa học khác nhau.
Con lắc lò xo dao động điều hoà với biên độ A. Thời gian ngắn nhất để hòn bị đi từ vị trí cân bằng đến vị trí có li độ \(x = A\frac{{\sqrt 2 }}{2}\) là 0,25s. Chu kỳ của con lắc
Dòng điện xoay chiều có cường độ hiệu dụng 2A chạy qua điện trở 1102. Công suất tỏa nhiệt trên điện trở bằng
Phát biểu nào sau đây về tia hồng ngoại là không đúng?
Cường độ dòng điện có biểu thức định nghĩa nào sau đây:
Để phân loại sóng ngang hay sóng dọc người ta dựa vào:
Con lắc đơn (vật nặng khối lượng m, dây treo dài 1m) dao động điều hoà dưới tác dụng của ngoại lực \(F = {F_0}\cos \left( {2\pi ft + \frac{\pi }{2}} \right).\) Lấy \(g = {\pi ^2} = 10m/{s^2}\). Nếu tần số f của ngoại lực thay đổi từ 1Hz đến 2Hz thì biên độ dao động của con lắc
Một học sinh xác định điện dung của tụ điện bằng cách đặt điện áp \(u = {U_0}.cos\omega t\) (U0 không đổi, \(\omega = 3,14rad/s\)) vào hai đầu một đoạn mạch gồm tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp với biến trở R. Biết \(\frac{1}{{{U^2}}} = \frac{1}{{U_0^2}} + \frac{2}{{U_0^2.{\omega ^2}.{C^2}}}.\frac{1}{{{R^2}}};\) trong đó điện áp U giữa hai đầu R được đo bằng đồng hồ đo điện đa năng hiện số. Dựa vào kết quả thực nghiệm đo được trên hình vẽ, học sinh này tính được giá trị của C là:
Vật kính của một kính thiên văn có tiêu cự f1 = 1,2m. Hỏi tiêu cự f2 của thị kính bằng bao nhiêu để khi ngắm chừng ở vô cực, độ bội giác của kính bằng 60.