Bài tập Dao động điều hòa mức độ vận dụng cao có lời giải (P4)

Một con lắc lò xo treo thẳng đứng tại nơi có g =10m/s2 đang dao động điều hòa trên trục Ox

13/20

Một con lắc lò xo treo thẳng đứng tại nơi có g =10m/s2 đang dao động điều hòa trên trục Ox thẳng đứng hướng lên. Cho đồ thị biểu diễn độ lớn của lực đàn hồi lò xo vào thời gian như hình vẽ. Độ cứng lò xo và khối lượng vật nặng lần lượt bằng

100N/m; 1kg

100N/m; 100g

10N/m; 1kg

10N/m; 100g

Giải thích

Giải thích: Đáp án A

Phương pháp: Sử dụng lí thuyết về lực đàn hồi cực đại, cực tiểu trong dao động của con lắc lò xo thẳng đứng

Cách giải:

Từ đồ thị ta có:

 

+ Lực đàn hồi khi vật nặng ở vị trí cao nhất là: Fđh  = k ( A - Dl0 ) =10N   (2)

Thời gian từ khi lực đàn hồi của lò xo đạt giá trị cực đại đến khi lực đàn hồi của lò xo đạt giá trị cực tiểu (vị trí lò xo tự nhiên) là π/15 s

Từ (1) và (2) ta có:  

Dùng đường tròn lượng giác:

Ta có  

Thay vào (1) ta có:  

Khối lượng vật nặng: