Một con lắc lò xo nhẹ có chiều dài tự nhiên ℓ0 = 40 cm, treo thẳng đứng

13/40

Một con lắc lò xo nhẹ có chiều dài tự nhiên l0 = 40 cm, treo thẳng đứng có k = 100 (N/m), quả nặng có khối lượng m = 100 g, chọn Ox trùng với trục của lò xo, chiều dương hướng xuống, gốc tọa độ O trùng với vị trí cân bằng của vật. Kích thích cho vật dao động điều hòa theo phương thẳng đứng với biên độ 23 cm, lấy g = 10 m/s2. Lúc vật đang ở vị trí có tọa độ x = –1 cm , người ta giữ cố định lò xo tại điểm B cách điểm treo cố định 20 cm. Độ lớn lực đàn hồi cực đại tác dụng lên vật sau khi lò xo bị giữ là

500 N.

6 N.

5 N.

600 N

Giải thích

Đáp án B

+ Tần số góc của dao động ω=km=10π rad/s

Độ biến dạng của lò xo tại vị trí cân bằng ∆l0=mgk=1 cm

+ Khi vật đang ở vị trí có li độ x=-1 cm -> l=l0= 40 cmcm, người ta tiến hành giữ cố định lò xo tại điểm cách điểm cố định 20 cm → lò xo mới tham gia vào dao động có độ cứng k'=2k=200N/m.

+ Năng lượng của con lắc trước khi cố định lò xo

→ Năng lượng của hệ sau cố định lò xo đúng bằng tổng động năng và một nửa thế năng của vật trước khi cố định lò xo.