Một con lắc lò xo gồm lò xo nhẹ có độ cứng k và vật nhỏ có khối lượng m được treo tại nơi có gia tốc trọng trường g. Khi

Câu hỏi :

Một con lắc lò xo gồm lò xo nhẹ có độ  cứng k và vật nhỏ có khối lượng m được treo tại nơi có gia tốc  trọng trường g. Khi vật ở vị trí cân bằng, lò xo dài 18cm. Kích  thích cho vật dao động điều hòa theo phương thẳng đứng thì trong quá trình dao động, lò xo có chiều dài lớn nhất là 24cm.  Chọn chiều dương thẳng đứng từ dưới lên trên, gốc tọa độ ở vị  trí cân bằng của vật. Hình bên là một phần đồ thị biểu diễn mối  liên hệ giữa độ lớn lực đàn hồi Fdh và li độ x của vật. Giá trị của F trên đồ thị gần nhất với giá trị nào sau đây
Một con lắc lò xo gồm lò xo nhẹ có độ  cứng k và vật nhỏ có khối lượng m được treo tại nơi có gia tốc  trọng trường g. Khi (ảnh 1)

A. 0,9N

B. 1,5 N

C. 2,4 N

D. 1,3 N

* Đáp án

D

* Hướng dẫn giải

Phương pháp: 

+ Sử dụng kĩ năng đọc đồ thị 

+ Chiều dài con lắc tại VTCB: \(l = {l_0} + \Delta l\)

+ Chiều dài con lắc tại vị trí thấp nhất: \({l_{\max }} = {l_0} + \Delta l + A\)

+ Sử dụng biểu thức tính lực đàn hồi của con lắc lò xo treo thẳng đứng: 

 \({F_{dh}} = k(\Delta l - x)\) (khi chọn chiều dương hướng lên) 

 \({F_{dh}} = k(\Delta l + x)\) (khi chọn chiều dương hướng xuống) 

Cách giải: 

Một con lắc lò xo gồm lò xo nhẹ có độ  cứng k và vật nhỏ có khối lượng m được treo tại nơi có gia tốc  trọng trường g. Khi (ảnh 2)

Biên độ: \(A = 24cm - 18cm = 6cm\)

Từ đồ thị ta có: 

+ Tại \(x = \Delta l = 4cm:{F_{dh}} = 0\)

 + Tại x=-4cm, lực đàn hồi tại đây:  

\({F_{dh}} = k(\Delta l - x) = k(4 - ( - 4)) \cdot {10^{ - 2}} = 0,08k = 5 \Rightarrow k = 62,5N/m\)

+ Tại \(x = 6cm\) : Lực đàn hồi tại đây:  

\({F_{dh}} = F = k(\Delta l - x) = 62,5(4 - 6) \cdot {10^{ - 2}} = 1,25N\)

Chọn D. 

Copyright © 2021 HOCTAP247