Cho cơ hệ như hình bên. Vật m khối lượng 100g có thể chuyển động tịnh tiến, không ma sát trên
39/40
Cho cơ hệ như hình bên. Vật m khối lượng 100g 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 300g 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 4,5cm, 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 m đổi chiều chuyển động lần thứ 3 thì tốc độ trung bình của m là?
GĐ1: Dây căng, m dao động điều hòa quanh vị trí cân bằng Om
ωm=km=400,1=20 (rad/s)
Fms=μMg=0,2.0,3.10=0,6 (N)
OOm=Fmsk=0,640=0,015m=1,5cm
Am=Δlmax−OOm=4,5−1,5=3 (cm)
GĐ2: m đến biên âm và quay lại thì dây chùng
ω=km+M=400,1+0,3=10 (rad/s)
Fqt=Mω2x=0,3.102.0,015=0,45N<Fms=0,6N⇒M không trượt trên m
Hệ m và M cùng dao động quanh vị trí lò xo không biến dạng O với biên độ A=1,5cm
vtb=st=2Am+4Aπωm+2πω=2.3+4.1,5π20+2π10≈15,3 (cm/s).
Chọn B