Con lắc lò xo thẳng đứng cao 100cm, m=1kg. Nâng vật lên cho lò xo có chiều dài tự nhiên rồi thả nhẹ để con lắc dao động, bỏ qua mọi lực cản. Khi vật đến vị trí thấp nhất thì nó tự động gắn thêm m1= 0.5kg một cách nhẹ nhàng. Chọn gốc thế năng ở VTCB, hỏi năng lượng của hệ thay đổi 1 lượng là bao nhiêu? lò xo có độ cứng K=100N/m
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
Đáp án A
Phương pháp: Cơ năng W = kA2/2
Cách giải:
- Vật nặng có khối lượng m:
A = ∆l0 = mg/k = 1.10/100 = 0,1m => W = kA2/2 = 100.0,12/2 = 0,5 (J)
- Khi gắn thêm vật nặng m0
=> Năng lượng dao động của hệ thay đổi 1 lượng: ∆W = W – W’ = 0,375 (J)
Đáp án A
=> Năng lượng dao động của hệ thay đổi 1 lượng: ∆W = W – W ' = 0,375 (J)
Ban đầu, ở VTCB, lò xo dãn: \(\Delta l_0=\frac{mg}{k}=\frac{1.10}{100}=0,1m=10cm\)
Do nâng vật lên cho lò xo có chiều dài tự nhiên rùi thả nhẹ, nên biên độ \(A=\Delta l_0=10cm\)
Khi vật xuống vị trí thấp nhât, được gắn thêm vật m0 thì ở VTCB lò xo dãn \(\Delta l_0'=15cm\)
Biên độ dao động mới lúc này: A'= 10 - 5 = 5cm (Do VTCB bị thấp xuống 5cm so với lúc đầu, mà vị trí biên không đổi nên biên độ giảm 5cm).
Ta có tỉ lệ cơ năng: \(\frac{W'}{W}=\frac{A'^2}{A^2}=\frac{1}{4}\)(do độ cứng lò xo không đổi)
Suy ra cơ năng sau giảm bằng 1/4.
Nên cơ năng giảm 3/4 cơ năng ban đầu = \(\frac{3}{4}.\frac{1}{2}.100.0,1^2=0,375J\)
Đáp án A.
+ Lúc đầu chỉ có m 1 , tại VTCB O lò xo dãn 10 cm nên
+ Đưa vật đến vị trí lò xo dãn 20 cm thì vật ở dưới VTCB O đoạn x 0 = 10 c m
+ Lúc này gắn thêm m 2 = 3 m 1 thì VTCB của hệ bị dịch xuống đoạn:
+ Vậy, lúc này hệ ở trên VTCB O 1 đoạn 20 cm.
+ Do thả nhẹ nên hệ sẽ dao động với biên độ
A = 20 c m quanh vị trí cân bằng O 1
+ Nhưng khi đến vị trí thấp nhất thì dây đứt, nên vị trí cân bằng dịch về O.
+ Lúc này m 1 cách O đoạn 50 cm và có vận tốc bằng không nên nó sẽ dao động điều hòa quanh O với biên độ A ' = 50 c m
+ Khi m 1 lên cao nhất thì đã đi được quãng đường s 1 = 2 A ' = 100 c m (kể từ vị trí đứt dây) và mất thời gian:
+ Trong thời gian ∆ t này vật m 2 rơi tự do nên quãng đường m 2 đi được là:
Vì dây dài b = 10 c m nên khoảng cách giữa hai vật lúc này là:
=> Chọn C.
Đáp án D
+ Tại thời điểm ban đầu ta có
+ Đưa vật tới vị trí lò xo giãn 20 cm thì có thêm vật gắn vào m 1 nên khi đó ta sẽ có VTCB mới O’ dịch xuống dưới so với O 1 đoạn bằng:
.
+ Tại vị trí đó người ta thả nhẹ cho hệ chuyển động nên:
+ Khi về đến O thì m 2 tuột khỏi m 1 khi đó hệ chỉ còn lại m 1 dao động với VTCB O, gọi biên độ khi đó là A 1 .
+ Vận tốc tại điểm O tính theo biên độ A’ bằng vận tốc cực đại của vật khi có biên độ là A 1
+ Biên độ dao động của m 1 sau khi m 2 tuột là:
Đáp án C.
Lời giải chi tiết:
Theo giả thiết
=> Tại vị trí cân bằng của hai vật lò xo dãn 12,5 cm
Thả vật tại vị trí lò xo dãn 20cm =>A=7,5cm
Khi về tới O thì lò xo dãn 10cm =>x = -2,5cm
Đáp án D
+ Tại thời điểm ban đầu ta có ∆ l 0 = 10 c m
+ Đưa vật tới vị trí lò xo giãn 20 cm thì có thêm vật m2 = 0,25m1 gắn vào m1 nên khi đó ta sẽ vó VTCB mới O’ dịch xuống dưới so với O 1 đoạn bằng:
+ Khi về đến O thì m2 tuột khỏi m1 khi đó hệ chỉ còn lại m1 dao động với VTCB O, gọi biên độ khi đó là A1.
+ Vận tốc tại điểm O tính theo biên độ A’ bằng vận tốc cực đại của vật khi có biên độ là A1
+ Biên độ dao động của m1 sau khi m2 tuột là: A 1 = 20 10 10 0 . 1 = 2 10 ≈ 6 , 32 c m
Đáp án C
Theo giả thiết Δ l 1 = m 1 g k = 10 ( c m ) Δ l 2 = m 2 g k = 2 , 5 ( c m )
→ Tại vị trí cân bằng của hai vật lò xo dãn 12,5 cm
Thả vật tại vị trí lò xo dãn 20cm → A=7,5cm
Khi về tới O thì lò xo dãn 10cm → x = -2,5cm
x = − A 3 ⇒ v = v max . 2 2 3 x ' = 0
⇒ A ' = v ω ' = A ω ω ' . 2 2 3 = A k m 1 + m 2 . m 1 k . 2 2 3 ≈ 6 , 32 c m
Ban đầu lò xo dao động với biên độ 10cm
Khi xuống vị trí thấp nhất thì vận tốc lúc này bằng không.Treo thêm vật vào thì vị trị cân bằng bị dịch xuống 5cm. Nghĩa là biên độ lúc này chỉ còn 5cm.
\(\Delta E=\frac{1}{2}k\left(A'^2-A^2\right)=-0,375J\)