24 câu Trắc nghiệm Vật Lí 12 Bài toán liên quan đến cắt ghép lò xo có đáp án

Một con lắc lò xo dao động điều hòa trên mặt phẳng ngang gồm lò xo có độ cứng

23/24

Một con lắc lò xo dao động điều hòa trên mặt phẳng ngang gồm lò xo có độ cứng 100 N/m và vật dao động nặng 0,1 kg. Khi t = 0 vật qua vị trí cân bằng với tốc độ 40π cm/s. Đến thời điểm t=130s người ta giữ cố định điểm chính giữa của lò xo. Tính biên độ dao động mới của vật

22cm

2 cm

4 cm

5cm

Giải thích

Hướng dẫn:

Tần số góc của dao động ω=km=1000,1=10π rad/s → T = 0,2 s.

→ Biên độ dao động của vật A=vmaxω=40π10π=4 cm.

+ Tại t = 0 vật đi qua vị trí cân bằng → sau khoảng thời gian Δt=T6=130 s vật đến vị trí có x=32A→Ed=0,25EEt=0,75E

+ Ta giữ cố định điểm chính giữa của lò xo → một nửa thế năng của con lắc bị mất đi theo với nửa lò xo không tham gia vào dao động.

→ Năng lượng của con lắc sau đó E'=Et2+Ed=3E8+E4=58E

+ Lưu ý rằng độ cứng k' của lò xo lúc này k' = 2k →E'=58E↔2kA'2=58A2 →A'=5cm.

Đáp án D