Bài tập Bài toán thời gian – quãng đường lớp 11 (có lời giải)

Một con lắc lò xo gồm vật khối lượng m = 100 g và lò xo có độ cứng k = 100 N/m dao động điều hòa với biên độ A = 4 cm

16/30

Một con lắc lò xo gồm vật khối lượng \(m = 100{\rm{ g}}\) và lò xo có độ cứng \(k = 100{\rm{ N/m}}\) dao động điều hòa với biên độ \(A = 4{\rm{ cm}}\). Lấy \({\pi ^2} = 10\).

a

Tần số góc dao động của con lắc là \(10{\rm{ rad/s}}\).

ĐúngSai
b

Vị trí có động năng bằng thế năng có li độ \(x = \pm 2\sqrt 2 {\rm{ cm}}\).

ĐúngSai
c

Vị trí có động năng bằng \(3\) lần thế năng có li độ \(x = \pm 2{\rm{ cm}}\).

ĐúngSai
d

Khoảng thời gian ngắn nhất để vật đi từ vị trí có động năng bằng thế năng đến vị trí có động năng bằng \(3\) lần thế năng là \(\frac{1}{{120}}{\rm{ s}}\).

ĐúngSai
Giải thích

a) Sai. \(\omega = \sqrt {\frac{k}{m}} = \sqrt {\frac{{100}}{{0,1}}} = \sqrt {1000} = 10\sqrt {10} = 10\pi {\rm{ rad/s}}\)

b) Đúng. \({W_d} = {W_t} \Rightarrow x = \pm \frac{A}{{\sqrt 2 }} = \pm \frac{4}{{\sqrt 2 }} = \pm 2\sqrt 2 {\rm{ cm}}\).

c) Đúng. \({W_d} = 3{W_t} \Rightarrow W = 4{W_t} \Rightarrow x = \pm \frac{A}{2} = \pm 2{\rm{ cm}}\).

d) Đúng. Khoảng thời gian ngắn nhất đi từ \({x_1} = \frac{{A\sqrt 2 }}{2}\) (\(2\sqrt 2 {\rm{ cm}}\)) đến \({x_2} = \frac{A}{2}\) (\(2{\rm{ cm}}\)):

Góc quét \(\Delta \varphi = \frac{\pi }{4} - \frac{\pi }{6} = \frac{\pi }{{12}}{\rm{ rad}}\).

\(\Delta t = \frac{{\Delta \varphi }}{\omega } = \frac{{\pi /12}}{{10\pi }} = \frac{1}{{120}}{\rm{ s}}\).