Một con lắc lò xo bố trí theo phương nằm ngang (như hình vẽ). <
Câu hỏi và phương pháp giải
Nhận biếtMột con lắc lò xo bố trí theo phương nằm ngang (như hình vẽ).
Gồm một lò xo có chiều dài tự nhiên l0=25cm, độ cứng K = 200N/m
và một vật nặng có khối lượng m = 100g. Từ vị trí cân bằng
(lò xo không bị biến dạng và vật nặng m đứng yên) kéo vật đến vị trí lò xo có chiều dài l = 30cm rồi thả nhẹ. Lấy gốc thế năng tại vị trí cân bằng.
a. Hãy tính cơ năng con lắc?
b. Trong quá trình chuyển động vật nặng m luôn chịu tác dụng của lực ma sát có µ = 0,15. Tính vận tốc cực đại mà vật đạt được? Lấy g = 10m/s2.
Đáp án đúng: B
Lời giải của Luyện Tập 247
Giải chi tiết:
a) Cơ năng của con lắc = Thế năng khi bắt đầu thả vật:
W = 0,5kΔl2 = 0,5.200.0,052 = 0,25J
b) Động năng cực đại khi thế năng cực tiểu.
Do có ma sát nên động năng cực đại tại vị trí thế năng cực tiểu lần đầu tiên, tức là lần đầu tiên vật đi qua vị trí cân bằng, tức là vật đi được quãng đường S = 5cm = 0,05m
Độ biến thiên cơ năng = công của ma sát. Ta có:
0,5mv2 – W = Fms.S.cos1800
(-0,5m{{v}^{2}}+0,25=mu mgS)
(Rightarrow -0,5.0,1.{{v}^{2}}+0,25=0,15.0,1.10.0,05Rightarrow v=2,2m/s)
Chọn B
( * ) Xem thêm: Ôn tập vật lý 10 cơ bản và nâng cao. Tổng hợp đầy đủ lý thuyết, công thức, phương pháp giải và bài tập vận dụng.