Một con lắc lò xo nằm ngang gồm vật nhỏ có khối lượng m = 250 g và lò xo có

37/44

Một con lắc lò xo nằm ngang gồm vật nhỏ có khối lượng m = 250 g và lò xo có độ cứng k =100 N/m. Bỏ qua ma sát. Ban đầu, giữ vật ở vị trí lò xo nén 1 cm. Buông nhẹ vật, đồng thời tác dụng vào vật một lực F = 3 N không đổi có hướng dọc theo trục lò xo và làm lò xo giãn. Sau khoảng thời gian Δt=π40s thì ngừng tác dụng F. Vận tốc cực đại của vật sau đó bằng

0,8 m/s

2 m/s

1, 4 m/s

1 m/s

Giải thích

Đáp án D

+ Tần số góc và chu kì của dao động ω=km=1000,25=20rad/s → T = 0,1π s.

Dưới tác dụng của lực F, vật sẽ dao động quanh vị trí cân bằng O′ cách vị trí lò xo không giãn O một đoạn OO'=Fk=3100=3cm.

→ Thời điểm xảy ra biến cố vật có v = 0 → A = 1 + 3 = 4 cm.

+ Ta lưu ý rằng lực F chỉ tồn tại trong khoảng thời gian Δt=T4=π40 s vật đến vị trí cân bằng O′ thì lực F ngừng tác dụng, tốc độ của vật khi đó là v′ = ωA = 80 cm/s.

+ Khi không còn lực F tác dụng, vật sẽ dao động quanh vị trí cân bằng cũ O, vậy tại vị trí lực F ngừng tác dụng thì li độ của vật so với vị trí cân bằng cũ là x′ = 3 cm, v = 80 cm → A'=x2+v0ω2=32+80202=5 cm.

→ Tốc độ cực đại của vật v'max = ωA′ = 100 cm/s.