Bài tập Dao động điều hòa mức độ vận dụng cao có lời giải (P3)

Một con lắc lò xo trò theo đứng gồm vật nặng có khối lượng 100g và một lò

6/35

Một con lắc lò xo trò theo đứng gồm vật nặng có khối lượng 100g và một lò xo nhẹ có độ cứng k = 100N/m. Kéo vật hướng xuống theo phương thẳng đứng đến vị trí lò xo dãn 4cm rồi truyền cho nó một vận tốc 40π cm/s theo phương thẳng đứng từ dưới lên. Coi vật dao động điều hòa theo phương thẳng đứng. Lấy g = 10 m/s2, π2 = 10. Thời gian ngắn nhất để vật chuyển động từ vị trí thấp nhất đến vị trí là xo bị nén 1,5 cm là

110 s

115 s

0,2 s

120 s

Giải thích

Đáp án B

Phương pháp: Sử dụng đường tròn lượng giác

Cách giải:

Ở vị trí cân bằng là xo bị giãn một đoạn là :

 

Tần số góc:

 

Khi vật dãn 4cm thì vật có li độ x = 3cm nếu chọn chiều dương hướng xuống

Khi x = 3cm thì v = -40π cm/s ta áp dụng công thức:

 

Khi vật bị nén 1,5cm thì lúc đó x = -2,5cm.

 

Ta tìm khoảng thời gian ngắn nhất vật đi từ vị trí thấp nhất ( x = A) đến vị trí x = -2,5cm là: