Một con lắc lò xo treo thẳng đứng được kích thích cho dao động điều hòa với biên độ A.

Sử dụng kĩ năng đọc đồ thị

Lực phục hồi: Fph = -kx

Lực đàn hồi: Fdh = k∆l 

Sử dụng VTLG và công thức: $\omega =\frac{\Delta \phi }{\Delta t}$

Cách giải:

Từ đồ thị ta thấy đồ thị (1) là đồ thị lực phục hồi, đồ thị (2) là đồ thị lực đàn hồi 

Ở thời điểm t = 0, ta có: $\left\{\begin{array}{l}{F}_{\text{ph min }}=-\text{kA}\\ {\text{F}}_{\text{db max }}=\text{k}\left(\text{A}+\Delta l_0\right)\end{array}\right.$ 

$\to$ ở thời điểm đầu, vật ở vị trí biên dưới

Tại thời điểm đầu tiên lực phục hồi Fph =0 $\Rightarrow$ x = 0, lực đàn hồi có độ lớn là:

${\text{F}}_{\text{dh}}=1( \text{N})\Rightarrow \text{k}\Delta l_0=1$ 

Tại điểm M, vật ở vị trí biến trên, lực đàn hồi là:

${\text{F}}_{dh}=1( \text{N})\Rightarrow \text{k}\left(\text{A}-\Delta l_0\right)=1$ 

$\Rightarrow \text{k}\Delta l_0=\text{k}\left(\text{A}-\Delta l_0\right)\Rightarrow \Delta l_0=\text{A}-\Delta l_0\Rightarrow \Delta l_0=\frac{\text{A}}{2}$ 

Chọn trục thẳng đứng, chiều dương hướng xuống, ta có VTLG: 

Từ VTLG, ta thấy từ thời điểm t = 0 đến thời điểm $\text{t}=\frac{2}{15} \text{s}$, vecto quay được góc: 

$\Delta \phi =\frac{4\pi }{3}\left(\text{rad}\right)\Rightarrow \omega =\frac{\Delta \phi }{\Delta t}=\frac{\frac{4\pi }{3}}{\frac{2}{15}}=10\pi (\text{rad}/\text{s})$ 

Lại có: $\omega =\sqrt{\frac{\text{k}}{\text{m}}}=\sqrt{\frac{\text{g}}{\Delta l_0}}\Rightarrow \sqrt{\frac{{\pi }^2}{\Delta l_0}}=10\pi \Rightarrow \Delta l_0=0,01( \text{m})$ 

Lực đàn hồi: Fdh = k∆l­0 $\Rightarrow$10 = k.0, 01 $\Rightarrow$k =100 (N/m) 

Chọn A.