IMG-LOGO

Câu hỏi:

13/07/2024 158

Một con lắc lò xo treo thẳng đứng gồm vật nặng khối lượng m = 120g được tích điện q=2,16.104C. Lò xo không dẫn điện, vật cô lập về điện. Chọn gốc O tại vị trí cân bằng của vật, trục Ox thẳng đứng hướng lên. Cho vật dao động điều hòa với phương trình x=5.cos4πtπ3cm. Lấy g = 10 m/s2, π2 = 10. Ngay khi vật đi hết quãng đường 173,5 cm tính từ thời điểm t = 0, người ta thiết lập một điện trường đều có vectơ cường độ điện trường E thẳng đứng hướng xuống, E = 2.103 V/m trong thời gian 1,375s rồi ngắt điện trường. Biên độ dao động của vật sau khi ngắt điện trường gần đúng bằng.

A. 7,36 cm.

B. 6,76 cm.

C. 4,82 cm.

D. 5,26 cm.

Đáp án chính xác
 Xem lời giải

Trả lời:

verified Giải bởi Vietjack

Phương pháp: 

Áp dụng VTLG và công thức độc lập với thời gian: x2+v2ω2=A2 

Khi áp điện trường vào thì lò xo dãn thêm một đoạn: q.E=k.ΔlΔl=q.Ek=q.Em.ω2

Vị trí cân bằng của lò xo lệch đi một đoạn Δl, xác định tọa độ và vận tốc của vật ở đó để xác định biên độ dao động mới. 

Khi ngắt điện trường, vị trí cân bằng trở về vị trí ban đầu, tại thời điểm ngắt điện trường, xác định tọa độ và vận tốc của vật ở vị trí đó để xác định biên độ dao động mới.

Lời giải: 

Vật dao động điều hòa với phương trình: x=5.cos4πtπ3cm,

A=5cmω=4πrad/sT=2πω=2π4π=0,5s

 

Ban đầu vật ở vị trí có li độ x=2,5cm đang chuyển động theo chiều dương.

Khi vật đi quãng đường: 173,5cm=2,5+17.10+1

VTLG cho ta vị trí ban đầu và vị trí t. 

Tại M thì vẫn đang có vận tốc là: v=ω2.A2x2=4π2.5242=12πcm/s

Tại vị trí này, thiết lập điện trường. Lực điện trường làm lò xo dãn thêm một đoạn Δl

qE=k.ΔlΔl=qEk=2,16.104.2.1030,12.4π2=2,25.102m=2,25cm

 

Vậy vị trí cân bằng lùi xuống dưới một đoạn 2,25 cm. Khi đó vật đang có li độ: x=42,25=6,25cm

Biên độ dao động mới lúc này là: A'=x2+v2ω2=42,252+12π4π2=6,93cm

Thời gian thiết lập điện trường là: 1,375s=114T=2T+34T

Ta có VTLG:

 

Ta có độ lớn của góc a là: a=arccos45=36,870

Vậy góc b=900a=5307'

Li độ của vật khi đó là: x=A'.cosb=4,158cm

Vận tốc của vật khi đó là: v=ω2.A2x2=22,176πcm/s

Lúc này ngừng tác dụng lực điện, vị trí cân bằng của vật trở về vị trí ban đầu, nên li độ của vật lúc này là:

x'=4,1582,25=1,908cm

Biên độ của vật là: A''=x'2+v2ω2=1,9082+22,176π4π2=5,863cm

Vậy gần nhất với giá trị biên độ này là 5,26 cm.

Chọn D.

Câu trả lời này có hữu ích không?

0

Gói VIP thi online tại VietJack (chỉ 400k/1 năm học), luyện tập gần 1 triệu câu hỏi có đáp án chi tiết

ĐĂNG KÝ VIP

CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ

Câu 1:

Một con lắc lò xo gồm vật nhỏ và lò xo nhẹ có độ cứng k. Con lắc dao động điều hòa dọc theo trục Ox với phương trình dao động là x=A.cosωt+φ. Chọn mốc thế năng tại vị trí cân bằng của vật, cơ năng của con lắc là 

Xem đáp án » 07/09/2022 633

Câu 2:

Vận dụng mẫu nguyên tử Rutherford cho nguyên tử Hidro. Cho hằng số điện k=9.109Nm2/C2, hằng số điện tích nguyên tố e=1,6.1019C, và khối lượng của electron me=9,1.1031kg. Khi electron chuyển động trên quỹ đạo tròn bán kính r = 2,12 Å  thì tốc độ chuyển động của electron xấp xỉ bằng

Xem đáp án » 07/09/2022 526

Câu 3:

Trong thông tin liên lạc bằng sóng vô tuyến, bộ phận nào sau đây ở máy phát thanh dùng để biến dao động âm thành dao động điện có cùng tần số ?

Xem đáp án » 07/09/2022 395

Câu 4:

Một hạt α đang chuyển động với tốc độ v thì có động năng 5 MeV. Lấy khối lượng hạt nhân tính theo đơn vị u bằng số khối, 1 u = 931,5 MeV/c2, c = 3.108 m/s. Giá trị của v gần đúng bằng

Xem đáp án » 07/09/2022 288

Câu 5:

Một con lắc đơn dao động điều hòa tại nơi có gia tốc trọng trường g = 10 m/s2, đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc giữa li độ góc α và thời gian như hình vẽ. Lấy π2 = 10, tốc độ lớn nhất của con lắc gần đúng bằng

Một con lắc đơn dao động điều hòa tại nơi có gia tốc trọng trường g = 10 m/s2 (ảnh 1)

Xem đáp án » 07/09/2022 283

Câu 6:

Trong chân không, bức xạ có bước sóng nào sau đây thuộc miền hồng ngoại?

Xem đáp án » 07/09/2022 282

Câu 7:

Một sóng hình sin truyền trong một môi trường dọc theo trục Ox với phương trình sóng là u=a.cos30πtπxmm, trong đó x tính bằng mét (m), t tính bằng giây (s). Tốc độ truyền sóng là:

Xem đáp án » 07/09/2022 270

Câu 8:

Một con lắc lò xo gồm vật nhỏ có khối lượng m = 25 g và lò xo nhẹ có độ cứng 100 N/m. Con lắc dao động cưỡng bức theo phương trùng với trục của lò xo dưới tác dụng của ngoại lực tuần hoàn F=F0cosωtN. Khi ω có giá trị lần lượt là 10 rad/s và 20 rad/s thì biên độ dao động của vật tương ứng là A1 và A2. So sánh A1 và A2, tìm đáp án đúng?

Xem đáp án » 07/09/2022 258

Câu 9:

Một máy biến áp lí tưởng có số vòng dây ở cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp tương ứng là N1, N2. Đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U1 thì điện áp hiệu dụng ở hai đầu cuộn thứ cấp để hở là U2. Tìm công thức đúng

Xem đáp án » 07/09/2022 244

Câu 10:

Chất phóng xạ X có hằng số phóng xạ λ Ban đầu (t = 0), một mẫu có N0 hạt nhân X. Tại thời điểm t, số hạt nhân X còn lại trong mẫu là 

Xem đáp án » 07/09/2022 238

Câu 11:

Hiện tượng quang điện trong xảy ra đối với

Xem đáp án » 07/09/2022 238

Câu 12:

Từ thông qua một vòng dây dẫn là Φ=Φ0=2.102πcos100πt+π4Wb. Biểu thức của suất điện động cảm ứng xuất hiện trong vòng dây này là:

Xem đáp án » 07/09/2022 232

Câu 13:

Một vật dao động điều hòa dọc theo trục Ox với tần số góc ω Tại thời điểm vật có gia tốc a và li độ x thì công thức liên hệ là 

Xem đáp án » 07/09/2022 220

Câu 14:

Gọi nđ, nt và nv lần lượt là chiết suất của một môi trường trong suốt đối với các ánh sáng đơn sắc đỏ, tím và vàng. Sắp xếp nào sau đây là đúng?

Xem đáp án » 07/09/2022 204

Câu 15:

Cho độ hụt khối của hạt nhân 1837Ar là 0,3402u. Biết lu = 931,5 MeV/c2, năng lượng liên kết của hạt nhân 1837Ar là

Xem đáp án » 07/09/2022 201

Câu hỏi mới nhất

Xem thêm »
Xem thêm »