Bộ đề thi minh họa môn Vật lí THPT Quốc gia năm 2022 có lời giải (Đề 17)

Một con lắc lò xo gồm lò xo có độ cứng 10 N/m và quả nặng có khối lượng 100 g

39/40

Một con lắc lò xo gồm lò xo có độ cứng 10 N/m và quả nặng có khối lượng 100 g được đặt trên mặt phẳng nằm ngang. Kéo vật dọc theo trục của lò xo để lò xo giãn một đoạn 5 cm rồi thả nhẹ cho vật dao động. Hệ số ma sát giữa vật và mặt phẳng ngang là 0,01, lấy g =10 m/s2. Tốc độ của vật khi qua vị trí lò xo không biến dạng lần thứ hai là

0,94 m/s.

0,47 m/s.

0,50 m/s.

1,00 m/s.

Giải thích

Phương pháp: 

Độ giảm biên độ của con lắc sau mỗi nửa chu kì: Δx=2μmgk

Thế năng đàn hồi: Wt=12kx2

Động năng: Wd=12mv2

Biến thiên cơ năng: Wt−Wd=Fms.s

Cách giải:

Khi vật qua vị trí lò xo không biến dạng lần thứ hai, biên độ của con lắc là:

A'=A−2μmgk=0,05−2.0,01.0,1.1010=0,048m

Ta có công thức biến thiên cơ năng:

Wt−Wd=Fms.s⇒12kA2−12mv2=μmg.A+2A'

 

⇒12.10.0,052−12.0,1.v2=0,01.0,1.100,05+2.0,048⇒v≈0,47m/s

 

Chọn B.