Cho cơ hệ như hình bên. Vật m khối lượng 100 g có thể chuyển động tịnh tiến, không ma sát trên mặt phẳng nằm ngang dọc theo trục lò xo có k = 40 N/m. Vật M khối lượng 300 g có thể trượt trên m với hệ số ma sát µ = 0,2. Ban đầu, giữ m đứng yên ở vị trí lò xo dãn 4,5 cm, dây D (mềm, nhẹ, không dãn) song song với trục lò xo. Biết M luôn ở trên m và mặt tiếp xúc giữa hai vật nằm ngang. Lấy g = 10 m/s2. Thả nhẹ cho m chuyển động. Tính từ lúc thả đến khi lò xo trở về trạng thái có chiều dài tự nhiên lần thứ 3 thì tốc độ trung bình của m là
.png)
Suy nghĩ trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiLực ma sát giữa M và m làm vị trí cân bằng lệch một đoạn:
\(\Delta {{l}_{0}}=\frac{\mu Mg}{k}=\frac{0,2.0,3.10}{40}=0,015(m)=1,5(cm)\)
Vật m đi từ vị trí lò xo giãn 4,5 cm qua vị trí lò xo có chiều dài tự nhiên lần thứ nhất đến vị trí biên đối diện rồi đổi chiều qua vị trí lò xo có chiều dài tự nhiên lần thứ 2; tiếp tục chạy đến vị trí biên rồi đồi chiều về vị trí lò xo có chiều dài tự nhiên lần thứ 3.
Giai đoạn 1: \(\left\{ \begin{array}{*{35}{l}} {{A}_{1}}=4,5-1,5=3cm \\ {{t}_{1}}=\frac{{{T}_{1}}}{2}=\frac{1}{2}2\pi \sqrt{\frac{m}{k}}=\frac{\pi }{20}s \\ {{S}_{1}}=2{{A}_{1}}=2.3=6cm \\ \end{array} \right.\) (dây căng, vật M không dao động )
Giai đoạn 2: \(\left\{ \begin{array}{*{35}{l}} {{A}_{2}}=3-1,5=1,5cm \\ {{t}_{2}}=\frac{{{T}_{2}}}{4}=\frac{1}{4}2\pi \sqrt{\frac{m+M}{k}}=\frac{\pi }{20}s \\ {{S}_{2}}={{A}_{2}}=1,5cm \\ \end{array} \right.\) (dây trùng, vật M dao động cùng với m)
Giai đoạn 3: \(\left\{ \begin{array}{*{35}{l}} {{S}_{3}}=2.1,5=3cm \\ {{t}_{3}}=\frac{1}{2}2\pi \sqrt{\frac{m+M}{k}}=\frac{\pi }{10}s \\ \end{array} \right.\) (dây trùng, vật M dao động cùng với m)
Tốc độ trung bình của vật m là:
\({{v}_{TB}}=\frac{{{S}_{1}}+{{S}_{2}}+{{S}_{3}}}{{{t}_{1}}+{{t}_{2}}+{{t}_{3}}}=\frac{6+1.5+3}{\frac{\pi }{20}+\frac{\pi }{20}+\frac{\pi }{10}}=16,7(\text{cm/s)}\)
Đề thi thử THPT QG năm 2021 môn Vật Lý
Trường THPT Chuyên Long An - Lần 1
Câu hỏi liên quan
-
Một sóng cơ lan truyền trong một môi trường. Hai điểm trên cùng một phương truyền sóng, cách nhau một khoảng bằng bước sóng có dao động:
-
Một vật nhỏ dao động điều hòa dọc theo trục Ox. Khi vật cách vị trí cân bằng một đoạn 2 cm thì động năng của vật là 0,48 J. Khi vật cách vị trí cân bằng một đoạn 6 cm thì động năng của vật là 0,32 J. Biên độ dao động của vật bằng
-
Một con lắc lò xo dao động điều hòa theo phương ngang với biên độ 3 cm. Trong quá trình dao động, chiều dài lớn nhất của lò xo là 25 cm. Khi vật nhỏ của con lắc đi qua vị trí cân bằng thì chiều dài của lò xo là
-
Trong thí nghiệm giao thoa sóng ở mặt chất lỏng với hai nguồn đồng bộ dao động theo phương thẳng đứng có tần số 25 Hz, người ta đo được khoảng cách giữa hai cực đại giao thoa ở kề nhau trên đường thẳng nối hai nguồn là 1,6 cm. Tốc độ sóng trên mặt chất lỏng là
-
Khi nói về dao động tắt dần của một vật, phát biểu nào sau đây là đúng?
-
Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở \(R=20\sqrt{3}\Omega \) mắc nối tiếp với cuộn cảm thuần. Biết cuộn cảm có cảm kháng \({{Z}_{L}}=20\Omega .\) Độ lệch pha giữa điện áp hai đầu đoạn mạch và cường độ dòng điện trong đoạn mạch là
-
Một mạch dao động lí tưởng gồm một cuộn cảm thuần có độ tự cảm L không đổi và một tụ điện có điện dung C thay đổi được. Khi điện dung của tụ điện có giá trị C1 thì tần số dao động riêng của mạch là f1. Để tần số dao động riêng của mạch là \(\sqrt{3}{{f}_{1}}\)thì phải điều chỉnh điện dung của tụ điện đến giá trị là
-
Sóng điện từ có tần số 10 MHz truyền trong chân không với bước sóng là
-
Tại nơi có gia tốc trọng trường g, một con lắc đơn có sợi dây dài l đang dao động điều hòa. Tần số dao động của con lắc là
-
Cường độ dòng điện chạy qua một đoạn mạch có biểu thức: \(i=2\cos 100\pi t(A).\) Cường độ hiệu dụng của dòng điện này là
-
Một vật dao động điều hòa với tần số góc ω. Khi vật ở vị trí có li độ x thì gia tốc của vật là
-
Rôto của một máy phát điện xoay chiều một pha gồm các nam châm có p cặp cực (p cực nam và p cực bắc). Khi roto quay đều với tốc độ n vòng/giây thì suất điện động do máy tạo ra có tần số là
-
Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch gồm tụ điện C và cuộn dây có điện trở thuần mắc nối tiếp. Hình bên là đồ thị đường cong biểu diễn mối liên hệ của điện áp tức thời giữa hai đầu cuộn dây (ucd) và điện áp tức thời giữa hai đầu tụ điện C (uC). Độ lệch pha giữa ucd và uC có giá trị là
.png)
-
Tại điểm O đặt hai nguồn âm điểm giống hệt nhau phát ra âm đẳng hướng có công suất không đổi. Điểm A cách O một đoạn x. Trên tia vuông góc với OA tại A lấy điểm B cách A một khoảng 6 m. Điểm M thuộc đoạn AB sao cho AM = 4,5 m. Thay đổi x để góc MOB có giá trị lớn nhất, khi đó mức cường độ âm tại A là LA = 40 dB. Để mức cường độ âm tại M là 50 dB thì cần đặt thêm tại O bao nhiêu nguồn âm nữa?
-
Một con lắc lò xo có tần số dao động riêng f0. Khi tác dụng vào nó một ngoại lực cưỡng bức tuần hoàn có tần số f thì xảy ra hiện tượng cộng hưởng. Hệ thức nào sau đây đúng?
-
Đặt điện áp xoay chiều có tần số góc vào hai đầu cuộn cảm thuần có độ tự cảm L. Cảm kháng của cuộn cảm này là
-
Ở mặt chất lỏng, tại hai điểm S1 và S2 hai nguồn dao động cùng pha theo phương thẳng đứng phát ra hai sóng kết hợp có bước sóng 1 cm. Trong vùng giao thoa, M là điểm cách S1 và S2 lần lượt là 6 cm và 12 cm. Giữa M và đường trung trực của đoạn thẳng S1S2 có số vân giao thoa cực tiểu là
-
Một máy biến áp lí tưởng có cuộn sơ cấp gồm 2000 vòng và cuộn thứ cấp gồm 100 vòng, điện áp hiệu dụng giữa hai cuộn sơ cấp là 220 V. Bỏ qua mọi hao phí. Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn thứ cấp để hở là
-
Một con lắc đơn có chiều dài dây treo 50cm và vật nhỏ có khối lượng 0,01kg mang điện tích \(q=+{{5.10}^{-6}}C\) được coi là điện tích điểm. Con lắc dao động điều hoà trong điện trường đều mà vectơ cường độ điện trường có độ lớn E = 104 V/m và hướng thẳng đứng xuống dưới. Lấy g = 10 m/s2, π = 3,14. Chu kì dao động điều hoà của con lắc là
-
Đặt điện áp \(u=220\sqrt{2}\cos \left( 100\pi t+\frac{\pi }{3} \right)(V)\)vào hai đầu đoạn mạch thì cường độ dòng điện trong đoạn mạch là \(i=2\sqrt{2}\cos 100\pi t(A).\) Hệ số công suất của đoạn mạch là
