Cho cơ hệ gồm các vật được bố trí như hình vẽ. Vật m có khối lượng 200g được đặt trên tấm ván M dài có khối lượng 200g. Ván nằm trên mặt phẳng nằm ngang nhẵn và được nối với giá bằng một lò
40/40
Cho cơ hệ gồm các vật được bố trí như hình vẽ. Vật m có khối lượng 200g được đặt trên tấm ván M dài có khối lượng 200g. Ván nằm trên mặt phẳng nằm ngang nhẵn và được nối với giá bằng một lò xo có độ cứng k=20N/m. Hệ số ma sát giữa m và M là μ = 0,4. Ban đầu hệ đang đứng yên, lò xo không biến dạng. Kéo m chạy đều với tốc độ u=203cm/s. Tốc độ trung bình của M kể từ thời điểm ban đầu cho đến khi dừng lại lần đầu gần nhất giá trị nàosau đây? 
23 cm/s
24 cm/s
26 cm/s
25 cm/s
Ta chia chuyển động của vật M làm 3 giai đoạn như sau:
+ Giai đoạn 1: Dao động điều hòa quanh VTCB O từ B đến C
Vật m chuyển động trượt trên vật M ⇒ giữa M và m tồn tại lực ma sát trượt Fms=μmg không đổi. Ta có thể xem chuyển động của vật M lúc này là dao động của lò xo dưới tác dụng thêm của ngoại lực ma sát ⇒ M chuyển động hướng đến VTCB O với biên độ:
A1=BO=Fmsk=μmgk=0,4.0,2.1020=4(cm)
Tốc độ cực đại của vật M nếu nó dao động đến VTCB:
v=vmax=ωA1=kmA1=200,24=40cm/s
Lưu ý, khi vật M đến vị trí x=A12=2cm thì nó đạt vận tốc v1=32vmax=203cm/s=u ⇒ Không còn chuyển động tương đối giữa m và M
Thời gian chuyển động trong giai đoạn này là: t=T6=π30s
+ Giai đoạn 2: Chuyển động thẳng đều cùng với m đến O
Do không còn chuyển động tương đối giữa M và m ⇒ ma sát lúc này là ma sát nghỉ, hai vật dính chặt vào nhau chuyển động với cùng vận tốc đến O
Thời gian chuyển động trong giai đoạn này là: t2=0,5A1u=20203=330s
+ Giai đoạn 3: Dao động điều hòa quanh VTCB O với vận tốc ban đầu đúng bằng u
Khi đến O lực đàn hồi của lò xo bắt đầu lớn hơn lực ma sát ⇒ có chuyển động tương đối giữa m và M giống như giai đoạn 1.
Biên độ dao động lúc này là: A2=uω=20310=23cm
Thời gian chuyển động trong giai đoạn này là: t3=T4=π20s
Tốc độ trung bình là: vtb=St=A1+A2t1+t2+t3=23,36(cm/s)
Chọn A.