Con lắc gồm vật nặng khối lượng \(m=100\)g, mang điện \(q={{10}^{-6}}\)C; lò xo có độ cứng \(k=100\)N/m được đặt trên một bề mặt nằm ngang có hệ số ma sát trượt \(\mu =0,1\). Ban đầu, kéo vật đến vị trí lò xo giãn một đoạn \(\Delta l=5\)cm, đồng thời thả nhẹ và làm xuất hiện trong không gian một điện trường với vecto cường độ điện trường xiên góc \(\alpha ={{60}^{0}}\) như hình vẽ, \(E={{10}^{6}}\)V/m. Lấy \(g={{\pi }^{2}}=10\)m/s2. Tốc độ của con lắc khi nó đi qua vị trí lò xo không biến dạng lần đầu tiên gần nhất giá trị nào sau đây?
Suy nghĩ trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiTa có:
\(m=100\)g; \(k=100\)N/m → \(\omega =\sqrt{\frac{k}{m}}=\sqrt{\frac{100}{\left( {{100.10}^{-3}} \right)}}=10\pi \)rad/s.
dao động của con lắc cho đến khi đổi chiều chuyển động là một dao động điều hòa.
Tại vị trí cân bằng
\(qE\cos \alpha =k\Delta {{l}_{0}}+\mu \left( mg+qE\sin \alpha\right)\)→ \(\Delta {{l}_{0}}=\frac{qE\cos \alpha -\mu \left( mg+qE\sin \alpha\right)}{k}=0,44\)cm.
biên độ dao động \(A=\Delta l+\Delta {{l}_{0}}=5+0,44=5,44\)cm.
Vị trí lò xo không biến dạng, được biểu diễn bằng điểm \(M\) trên đường tròn. Từ hình vẽ, ta có
\(v=\omega A\sin \beta =\omega A\sqrt{1-{{\left( \frac{\Delta {{l}_{0}}}{A} \right)}^{2}}}=\left( 10\pi \right).\left( 5,44 \right).\sqrt{1-{{\left( \frac{0,44}{5,44} \right)}^{2}}}\approx 170\)cm/s.
Đề thi thử THPT QG năm 2022 môn Vật Lý
Trường THPT Lương Thúc Kỳ