Một vật nhỏ khối lượng 200 g dao động điều hòa với tần số 0,5 Hz khi

9/17

(Câu 30 Đề thi THPT QG 2018 – Mã đề 203): Một vật nhỏ khối lượng 200 g dao động điều hòa với tần số 0,5 Hz. Khi lực kéo về tác dụng lên vật là 0,1 N thì động năng của vật có giá trị 1 mJ. Lấy π² = 10. Tốc độ của vật khi đi qua vị trí cân bằng là

18,7 cm/s

37,4 cm/s

1,89 cm/s

9,35 cm/s

Giải thích

- Tần số góc của dao động là ω=2πf=2π.0,5=π(rad/s)

- Ta có, độ lớn của lực kéo về được tính theo công thức:

F_kv = k.x = mω2.x , đổi 200g = 0,2kg

=> x=Fkvmω2=0,10,2.π2=0,05m

- Lại có, động năng của vật là 1mJ

⇒Wd=12m.v2⇒v2=2Wdm=2.1.10−30,2=0,01m/s

=> Vật dao động với biên độ là , lấy π2=10

A=x2+v2ω2=0,052+0,01π2≈0,06m

=> Tốc độ của vật khi đi qua vị trí cân bằng là

vmax=ω.A=π.0,06=0,188m/s=18,8cm/s

Chọn đáp án A