Một con lắc lò xo gồm lò xo có độ cứng 10 N/m và quả nặng có khối lượn

Một con lắc lò xo gồm lò xo có độ cứng 10 N/m và quả nặng có khối lượn

4.5/5

Tác giả: Thầy Tùng

Đăng ngày: 18 Aug 2022

Lưu về Facebook:

Câu hỏi:

Một con lắc lò xo gồm lò xo có độ cứng 10 N/m và quả nặng có khối lượng 100 g được đặt trên mặt phẳng nằm ngang. Kéo vật dọc theo trục của lò xo để lò xo giãn một đoạn 5 cm rồi thả nhẹ cho vật dao động. Hệ số ma sát giữa vật và mặt phẳng ngang là 0,01, lấy $\Large g =10 m/s^{2}$. Tốc độ của vật khi qua vị trí lò xo không biến dạng lần thứ hai là 

Đáp án án đúng là: B

Lời giải chi tiết:

Phương pháp: 
Độ giảm biên độ của con lắc sau mỗi nửa chu kì: $\Large \Delta x=\dfrac{2\mu mg}{k}$
Thế năng đàn hồi: $\Large W_t=\dfrac{1}{2}kx^{2}$
Động năng: $\Large W_d=\dfrac{1}{2}mv^{2}$
Biến thiên cơ năng: $\Large W_t-W_d=F_{ms}.s$
Cách giải: 
Khi vật qua vị trí lò xo không biến dạng lần thứ hai, biên độ của con lắc là: 
 $\Large A'=A-\dfrac{2\mu mg}{k}=0,05=\dfrac{2.0,01.0,1.10}{10}=0,048(m)$
Ta có công thức biến thiên cơ năng: 
 $\Large W_t-W_d=F_{ms}.s\Rightarrow\dfrac{1}{2}kA^{2}-\dfrac{1}{2}mv^{2}=\mu mg.(A+2A')$
 $\Large \Rightarrow \dfrac{1}{2}.10.0,05^{2}-\dfrac{1}{2}.0,1v^{2}=0,01.0,1.10(0,05+2.0,048)\Rightarrow v=0,47(m/s)$