Độ dãn của lò xo khi vật ở VTCB là: \(\Delta \ell_0=\dfrac{mg}{k}=0,04m=4cm\)

Biên độ của vật là: \(A=12-4=8(cm)\)

Chọn trục toạ độ có gốc ở VTCB, chiều dương hướng xuống.

Khi đó, lò xo bị nén thì \(x<-4cm\)

Ta có véc tơ quay

Trong 1 chu kì, lò xo nén ứng với véc tơ quay từ M đến N

Góc quay \(\alpha = 120^0\)

Thời gian: \(t=\dfrac{120}{360}T=T/3\)

Mà \(T=2\pi\sqrt{\dfrac{m}{k}}=2\pi\sqrt{\dfrac{0,2}{50}}=0,4(s)\)

Độ dãn của lò xo ở vị trí cân bằng là \(\Delta l=\frac{mg}{k}=\frac{0,2.10}{50}=0.04m=4cm.\)

Lò xo dãn tổng cộng 12 cm tức là vị trí của vật là ở li độ: \(x=12-4=8cm.\)

Tại vị trí này thả vật ra không vận tốc đầu tức là biên độ A = 8cm.

Thời gian bị nén trong một chu kì ứng với vị trí cung như đường tròn sau

Thời gian lò xo bị nén ứng với cung M(-A)N:

\(\cos\varphi_1=\frac{4}{8}=\frac{1}{2}\Rightarrow\varphi_1=\frac{\pi}{3}.\)

\(t=\frac{\varphi}{\omega}=\frac{\frac{2.\pi}{3}}{\sqrt{250}}=\frac{2}{15}s.\)

Như vậy là thời gian bị nén là 2/15 s.

Đáp án C.

Theo định luật Húc, ta có độ biến dạng của lò xo tại vị trí cân bằng  △ l 0 = m g k

Thay số ta có △ l 0 = 4   (cm)

Biên độ dao động A = Δ l − Δ l 0 = 8  (cm)

Lò xo bị nén từ li độ x = A 2 ta có khoảng thời gian nén Δ t = 2. T 6 = T 3

Đáp án A

Phương pháp: Sử dụng đường tròn lượng giác và lí thuyết về con lắc lò xo treo thẳng đứng

Cách giải:

- Độ dãn của lò xo khi vật ở vị trí cân bằng:  

- Kéo vật xuống khỏi vị trí cân bằng theo phương thẳng đứng 2 cm rồi buông nhẹ nên biên độ dao động của vật: A = 2cm.

- Chu kỳ dao động T = 0,2s.

- Lò xo bị nén khi vật di chuyển trong đoạn từ li độ -1cm và biên âm -2cm, được biểu diễn bằng phần tô đậm như hình vẽ.

- Trong 0,5s = 2,5T, thời gian lò xo bị nén là: 2T/3 + T/6 = 1,6 (s)

Đáp án A

Phương pháp: Sử dụng lí thuyết về lực kéo về trong dao động điều hòa, dùng đường tròn để tính thời gian trong dao động điều hòa

Cách giải:

Ở vị trí cân bằng lò xo dãn một đoạn ∆l = mg/k = 0,04m = 4cm

Kéo đến khi lò xo dãn 8cm rồi thả nhẹ, vậy biên độ dao động A = 4cm.

Vậy trong quá trình dao động của vật lò xo bị dãn => lực đàn hồi tác dụng lên giá treo luôn có hướng xuống dưới.

Thời điểm có lực đàn hồi tác dụng lên giá treo cùng chiều lực kéo về, vật ở trong khoảng từ VTCB đến biên trên, khoảng thời gian đó là T 2   =   π m k   =   0 , 2   s  

Đáp án D

Phương pháp: Sử dung̣ đường tròn lương̣ giác

Lực hồi phục có chiều luôn hướng về VTCB

Lực đàn hổi sinh ra khi lò xo bị biến dạng và có xu hướng đưa lò xo về trạng thái không biến dạng

Cách giải:

Tần số góc:  

Độ dãn của lò xo ở VTCB:   ∆ l =   m g k = 4 cm

Kéo vật thẳng đứng xuống dưới để lò xo dãn 12cm rồi thả nhẹ cho vật dao động điều hoà => Biên độ dao động: A = 12 – 4 = 8cm

Biểu diễn trên đường tròn lượng giác khoảng thời gian hai lực cùng chiều (mô tả bởi phần trắng trên đường tròn)

Từ đường tròn lượng giác => t = 5T/6 = 1/3 (s)

Lực đàn hồi tác dụng lên giá treo ngược chiều với lực đàn hồi tác dụng lên vật.

Nên bài toán trở thành tính thời gian lực đàn hồi tác dụng lên vật ngược chiều với lực hồi phục.

Ở VTCB lò xo giãn: 0,1.10/40 = 0,025m = 2,5cm.

Như vậy, biên độ dao động là: A = 7,5 - 2,5 = 5cm.

Lực đàn hồi ngược chiều với lực hồi phục ứng với phần gạch đỏ.

Thời gian: \(\frac{60}{360}T=\frac{1}{6}2\pi\sqrt{\frac{0,1}{40}}=\frac{\pi}{60}s\)

Đáp án C.