Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
Hướng dẫn:
Ta nhận thấy rằng, trong quá trình chuyển động đến một thời điểm nào đó vật m 2 sẽ tách khỏi vật m 1 , biến cố này chỉ làm thay đổi tần số dao động riêng của vật dao động điều hòa mà không làm thay đổi vị trí cân bằng của hệ dao động điều hòa.
Mặc khác, tại vị trí cân bằng hai vật sẽ có tốc độ cực đại, ngay sau đó vật m 1 sẽ chuyển động chậm dần về biên, vật m 2 thì chuyển động thẳng đều với vận tốc cực đại do đó hai vật sẽ tách ra khỏi nhau tại vị trí này.
Để đơn giản, ta có thể thay thế chuyển động của vật thành hai giai đoạn chuyển động thành phần.
Giai đoạn 1: Hai vật dao động điều hòa với biên độ A = 8 cm quanh vị trí cân bằng O từ biên về vị trí cân bằng.
+ Tần số góc dao động của hệ ω = k m 1 + m 2 = 200 1 , 25 + 3 , 75 = 2 π rad/s.
→ Khi hệ hai vật đến O, ta có v = v m a x = ω A = 2 π . 8 = 16 π c m / s .
Giai đoạn 1: Vật m1 dao động điều hòa quanh vị trí cân bằng O, vật m2 chuyển động thẳng đều ra xa với tốc độ v 2 = v m a x .
+ Tần số góc của con lắc sau khi vật m 2 tách ra khỏi m 1 ω ' = k m 1 = 200 1 , 25 = 4 π rad/s → T = 0,5 s.
Tại vị trí vật m 2 tách khỏi vật m 1 , ta có x′ = 0, v′ = vmax.
→ Biên độ dao động mới của m 1 là A 1 = v m a x ω ' = 16 π 4 π = 4 cm.
+ Lò xo giãn cực đại lần đầu tiên kể từ thời điểm hai vật tách nhau ứng với Δt = 0,25T = 0,125 s.
→ Khoảng cách giữa hai vật lúc đó là Δ x = x 2 – x 1 = v 2 Δ t – A 1 = 16 π . 0 , 125 – 4 = 2 π – 4 c m .
Đáp án A
Đáp án A
Ta có thể chia quá trình diễn ra của bài toán thành hao giai đoạn sau:
Giai đoạn 1: Hệ con lắc gồm lò xo có độ cứng k và vật m = m1+ m2 dao động điều hòa với biên độ A = 8 cm quanh vị trí cân bằng O vị trí lò xo không biến dạng.
+) Tần số góc của dao động 
+) Tốc độ của hệ hai vật khi đi qua vị trí cân bằng 
Giai đoạn 2: Vật m2 tách ra khỏi vật m1 tại O chuyển động thẳng đều với vận tốc vo, vật m1 vẫn dao động điều hòa quanh O.
+) Tần số góc của dao động m1: 
+) Biên độ dao động của m1: 
Lò xo giãn cực đại lần đầu tiên ứng với m1 đang ở vị trí biên, khi đó m2 đã chuyển động với khoảng thời gian tương ứng là 
Khoảng cách giữa hai vật: 
ta có thể chia quá trình diễn ra của bài toán thành hai giai đoạn sau:
Giai đoạn 1: Hệ con lắc gồm lò xo có độ cứng k và vật m = m1 + m2 dao động điều hòa với biên độ A = 8 cm quanh vị trí cân bằng O (vị trí lò xo không biến dạng.
+ Tần số góc của dao động ω = k m 1 + m 2 = 2 π rad/s.
+ Tốc độ của hệ hai vật khi đi qua vị trí cân bằng v 0 = ω A = 16 π cm/s.
Giai đoạn 2: Vật m2 tách ra khỏi vật m1 tại O chuyển động thẳng đều với vận tốc v0, vật m1 vẫn dao động điều hòa quanh O.
Lò xo giãn cực đại lần đầu tiên ứng với m1 đang ở vị trí biên, khi đó m2 đã chuyển động với khoảng thời gian tương ứng là
Đáp án D
Đáp án A
Sau khi thả hai vật sẽ cùng chuyển động nhanh dần đến vị trí lò xo không biến dạng (VTCB). Tại VTCB 2 vật sẽ tách nhau ra, vật 1 dao động điều hòa còn vật 2 chuyển động thẳng đều theo chiều cũ với vận tốc bằng vận tốc khi vừa tách nhau.
- Từ lúc thả vật đến lúc lò xo đến VTCB, hệ 2 vật dao động với tần số góc
(rad/s).
- Tại VTCB 2 vật tách ra, khi đó
Vật 2 chuyển động thẳng đều với vận tốc
cm/s.
Vật 1 dao động điều hòa với tần số góc mới
và biên độ mới 
Khi lò xo bị dãn nhiều nhất thì vật 1 đang ở biên → khoảng thời gian chuyển động của vật 2 kể từ lúc 2 vật tách nhau đến lúc lò xo giãn nhiều nhất bằng thời gian vật 1 đi từ VTCB đến biên lần đầu tiên và bằng t = T/4 = 0,4/4 = 0,1 s.
Quãng đường vật 2 đi được trong 0,1 s là
Khoảng cách hai vật khi lò xo giãn cực đại lần đầu là
∆x = 
Đáp án D
Ta có thể chia quá trình diễn ra của bài toán thành hao giai đoạn sau:
Giai đoạn 1: Hệ con lắc gồm lò xo có độ cứng k và vật m = m 1 + m 2 dao động điều hòa với biên độ A = 8 cm quanh vị trí cân bằng O vị trí lò xo không biến dạng.
+) Tần số góc của dao động ω = k m 1 + m 2 = 2 π rad / s
+) Tốc độ của hệ hai vật khi đi qua vị trí cân bằng v 0 = ω A = 16 π cm / s
Giai đoạn 2: Vật m 2 tách ra khỏi vật m 1 tại O chuyển động thẳng đều với vận tốc v 0 , vật m 1 vẫn dao động điều hòa quanh O.
+) Tần số góc của dao động m 1 : ω ' = k m 1 = 4 π rad / s
+) Biên độ dao động của m 1 A' = v 0 ω ' = 4 cm
Lò xo giãn cực đại lần đầu tiên ứng với m 1 đang ở vị trí biên, khi đó m 2 đã chuyển động với khoảng thời gian tương ứng là ∆ t = T ' 4 = 1 8 s
∆ x = v 0 ∆ t - A ' = 2 π - 4 cm
Chọn B
+Khi về đến VTCB, hai vật cùng vận tốc, nhưng ngay sau đó do vật m2 không gắn trực tiếp với lò xo nên sau đó chuyển động đều giữ nguyên vận tốc, còn vật m1 chuyển động chậm dần về biên mới→ vận tốc 2 vật khác nhau→ chúng tách nhau. Vận tốc hai vật khi về VTCB:
+ Sau đó vật m1 dao động điều hòa với biên độ mới A’.
Vật m2 chuyển động thẳng đều với vận tốc v. Khi con lắc m1 giãn cực đại lần đầu tiên thì thời gian dao động là T/4 => quãng đường m2 chuyển động là:
=> Khoảng cách hai vật: d = S – A’ = 2π -4 (cm).
Bài này còn có một cách suy luận nhanh là thế này: Ta biết dao động điều hòa là hình chiếu của 1 chuyển động tròn lên một trục tọa độ, mà vận tốc cực đại của dao động chính là tốc độ của chuyển động tròn đều.
Khi qua VTCB, vật m1, m2 cùng đạt tốc độ cực đại, trong khi m1 tiếp tục dao động điều hòa thì m2 lại chuyển động thẳng đều.
Như vậy, trong thời gian m1 đi từ VTCB ra biên thì m2 chuyển động trên cung tròn tương ứng ( bằng 1/4 vòng tròn).
+ Ta có biên độ dao động của m1 là 4cm.
+ Quãng đường m2 chuyển động là 1/4 chu vi của đường tròn tương ứng là: 1/4. 2π.R=1/4. 2π.4=2π cm
Từ đó suy ra khoảng cách 2 vật.
+ Giai đoạn 1: Hệ m1 + m2 cùng dao động từ biên ra vị trí cân bằng.
Tốc độ của hệ đạt đc khi đến VTCB là: \(v_{max}=\omega_{12}.A=\sqrt{\frac{200}{5}}.8=16\pi\)(cm/s)
+ Giai đoạn 2: Từ VTCB, hai vật tách nhau ra, m1 sẽ đi ra biên còn m2 vẫn giữ nguyên vận tốc vmax
Quãng đường m1 đi đc: \(A'=\frac{v_{max}}{\omega_1}=\frac{16\pi}{\sqrt{\frac{200}{1,25}}}=4cm\)
Quãng đường m2 đi đc: \(S=v_{max}.\frac{T_1}{4}=16\pi\frac{2\pi\sqrt{\frac{1,25}{200}}}{4}=2\pi\) cm.
Vậy khoảng cách 2 vật: \(2\pi-4\) cm.
Đáp án B.
Bài này còn có một cách suy luận nhanh là thế này: Ta biết dao động điều hòa là hình chiếu của 1 chuyển động tròn lên một trục tọa độ, mà vận tốc cực đại của dao động chính là tốc độ của chuyển động tròn đều.
Khi qua VTCB, vật m1, m2 cùng đạt tốc độ cực đại, trong khi m1 tiếp tục dao động điều hòa thì m2 lại chuyển động thẳng đều.
Như vậy, trong thời gian m1 đi từ VTCB ra biên thì m2 chuyển động trên cung tròn tương ứng ( bằng 1/4 vòng tròn).
+ Ta có biên độ dao động của m1 là 4cm.
+ Quãng đường m2 chuyển động là 1/4 chu vi của đường tròn tương ứng là: \(\frac{1}{4}.2\pi.R=\frac{1}{4}2\pi.4=2\pi\)cm
Từ đó suy ra khoảng cách 2 vật.