Tổng hợp 20 đề thi thử thpt quốc gia môn Vật lí 2020 cực hay có lời giải (P17)

Hai con lắc lò xo nằm ngang dao động điều hòa cùng tần số

28/40

Hai con lắc lò xo nằm ngang dao động điều hòa cùng tần số dọc theo hai đường thẳng song song kề nhau và song song với trục Ox. Vị trí cân bằng của hai dao động đều nằm trên một đường thẳng qua O và vuông góc với Ox. Đồ thị (1), (2) lần lượt biểu diễn mối quan hệ giữa lực kéo về Fkv và li độ x của con lắc 1 và con lắc 2. Biết tại thời điểm t, hai con lắc có cùng li độ và đúng bằng biên độ của con lắc 2, tại thời điểm t1 ngay sau đó, khoảng cách của hai vật theo phương Ox là lớn nhất. Động năng của con lắc 2 tại thời điểm t1 là:

15mJ

10mJ

3,75mJ

11,25mJ

Giải thích

Đáp án A

Nhìn vào đồ thị ta có:

Fkv1max=2N=k1A1 ; Fkv2max=3N=k2A2 nên A1=2cm ; A2=1cm

Tại thời điểm t hai con lắc đơn có cùng li độ và đúng bằng biên độ của con lắc thứ hai nên x1=x2=1cm

Tại thời điểm t1 khoảng cách của hai vật theo phương Ox là lớn nhất

Khi đó từ thời điểm t đến thời điểm t1 vật quay một góc π2rad

Nên động năng của con lắc thứ hai tại thời điểm t1 là:

Wd2=mv22=kA22=F.A2=3.0,012=0,015J