Một lò xo nhẹ có độ cứng K, có chiều dài tự l0 nhiên, một đầu gắn cố định, đầu còn lại gắn với vật nhỏ khối lượng m. Kích thích cho vật dao động điều hòa với chu kì T với biên độ A và cơ năng dao động là 2 J. cắt lò xo nói trên thành hai lò xo có chiều dài l1, và l2, rồi lần lượt gắn với vật m và cũng kích thích cho nó dao động điều hòa với biên độ A thì tổng cơ năng trong hai trường hợp là 9 J. Biết tổng chu kì của hai con lắc là 3 s và độ cứng của lò xo tỉ lệ nghịch với chiều dài. Giá trị T?
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
Chọn A
+ Thế năng của vật tại vị trí lò xo giãn cực đại:
Động năng khi đó: Wđ = 0.
Ngay sau khi tiến hành giữ chặt lò xo tại vị trí cách vật một đoạn l, lò xo còn lại dao động có chiều dài tự nhiên là: l’0
Coi lò xo giãn đều, nên ta có:
→ Độ cứng của lò xo mới là: k’ = 1,5k
+ Thế năng của vật ngay sau khi giữ:
Động năng của vật ngay sau khi giữ: W’đ = 0
Cơ năng của vật ngay sau khi giữ:
Chọn đáp án B.
Thế năng bị nhốt
Cơ năng còn lại bằng động năng cực đại
Đáp án C
Ta có thể chia nửa chu kì chuyển động của m thành các giai sau:
+ Giai đoạn 1: vật dao động điều hòa từ biên đến vị trí cân bằng O.
Tần số góc của dao động trong giai đoạn này ω = k m → T = 2 π m k
+ Vật đi từ biên A đến vị trí cân bằng O tương ứng với khoảng thời gian t 1 = T 4 = π 2 m k
→ Khi đến O tốc độ của vật là v 0 = ω A = k m 0 , 2 l 0
+ Giai đoạn 2: vật chuyển động thẳng đều từ O đến O’.
Chuyển động trong giai đoạn này được xem là thẳng đều với vận tốc v 0 , vậy thời gian để vật chuyển động trong quãng đường này là t 2 = l 0 v 0 = 5 m k
+ Giai đoạn 3: vật dao động điều hòa từ vị trí cân bằng O′ đến biên A′.
Vật đi từ vị trí cân bằng O′ đến biên A′ tương ứng với khoảng thời gian t 1 = T 4 = π 2 m k
→ Vậy chu kì chuyển động của vật m là: Γ = 2 t 2 + t 2 + t 3 = 2 π + 10 m k
Đáp án B
Chọn gốc thế năng là mặt đất
+ Xét thời điểm t 1 khi vật m cách mặt đất 45cm ta có thế năng trọng tường của vật là: W t 1 = m g h = 0,4.10.0,45 ( J )
+ Xét thời điểm khi mà vật nén lò xo cực đại lần đầu tiên từ sau khi thả rơi, ta có vật ở độ cao h 1 với l 0 = h 1 + A + Δ l 0 ⇒ h 1 = 0,37 − Δ l 0 − A
Lại có Δ l 0 = m g k = 0,04 ( m ) ⇒ h 1 = 0,33 − A ( m )
Vì khi xuống vị trí thấp nhất, vận tốc của vật bằng 0 nên cơ năng tại thời điểm đó bằng tổng thế năng đàn hồi cộng thế năng trọng tường tại vị trí đó
⇒ W = k Δ l 0 + A 2 2 + m g h
Mà W t 1 = W ⇒ A = 4 5 ( c m )