Cho cơ hệ như hình bên. Vật m có khối lượng 100 g có thể chuyển động tịnh tiến
36/40
Cho cơ hệ như hình bên. Vật m có 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 có 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=10m/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:
29,1 cm/s.
8,36 cm/s.
16,7 cm/s.
23,9 cm/s.
Đáp án C
Lực ma sát tác dụng lên vật m: Fms=μ.N=0,2.0,3=0,06 N.
Khi vật m dao động sang trái (như hình vẽ), do dây không dãn nên vật M gây lực ma sát (hướng sang phải) tác dụng lên vật m làm VTCB của vật m thay đổi một đoạn: OO1=Fmsk=0,015m=1,5cm (O là vị trí CB ban đầu, lò xo không biến dạng, O1 là vị trí cân bằng mới).
+ Vật m chuyển động từ A1 tới A1' (dây căng, có lực ma sát): T1=2πmk=π10s; A1=3cm.
+ Vật chuyển động từ A1'→O1→O (dây không dãn, hệ vật gồm cả m và M cùng chuyển động): T2=2πm+Mk=π5s; A2=1,5cm.
Quãng đường chuyển động của vật m: s=2A1+3A2=10,5cm.
Thời gian chuyển động của vật m: t=T12+3T24=π5s.
Vận tốc trung bình của vật m: vTB=st≈16,71 cm/s.