Một con lắc lò xo có đầu trên treo vào một điểm cố định, đầu dưới

36/40

Một con lắc lò xo có đầu trên treo vào một điểm cố định, đầu dưới gắn vào một vật nặng dao động điều hòa theo phương thẳng đứng. Hình vẽ bên là đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của thế năng hấp dẫn và thế năng đàn hồi vào li độ x. Tốc độ của vật nhỏ khi đi qua vị trí lò xo không biến dạng bằng. Một con lắc lò xo có đầu trên treo vào một điểm cố định, đầu dưới (ảnh 1)

86,6 cm/s

100 cm/s

70,7 cm/s

50 cm/s

Giải thích

Đáp án A.

Với mốc thế năng được chọn tại vị trí cân bằng của lò xo, trục Ox hướng lên → E_hd = mgx → đường thẳng ứng với đồ thị thế năng hấp dẫn.

E_dh = 0,5k(Δl₀ – x)² → ứng với đường cong

+ Từ đồ thị, ta có: x_max = A = 5 cm; E_dhmax = mgA ↔ 0,05 = m.10.0,05 → m = 0,1 kg.

E_dhmax = 0,5k(Δl + A)² ↔ 0,1125 = 0,5.k(0,025 + 0,05)² → k = 40 N/m.

+ Khi vật đi qua vị trí lò xo không biến dạng → x = Δl₀ = 0,5A = 2,5 cm.

→ v=32vmax=32400,1.5=86,6cm/s.