Google
Câu hỏi: Một con lắc lò xo có chiều dài tự nhiên là 20 cm gắn vào một vật nặng có khối lượng m = 200g dao động điều hòa theo phương thẳng đứng. Lấy g = 10 m/s2. Khi lò xo có chiều dài 18 cm thì vận tốc của vật bằng 0 và lực đàn hồi của lò xo có độ lớn 2N. Năng lượng dao động của vật là
A. 0,1 J
B. 0,04 J
C. 0,08 J
D. 0,02 J
A. 0,1 J
B. 0,04 J
C. 0,08 J
D. 0,02 J
Phương pháp: Áp dụng đại cương dao động điều hòa cho con lắc lò xo đứng
Cách giải:
Chiều dài tự nhiên của lò xo là l0 = 20 cm
Khi lò xo có chiều dài 18 cm thì vận tốc của vật bằng 0 $\Rightarrow$ khi đó vật đang ở vị trí biên trên :
$l={{l}_{0}}+\Delta l-A\Rightarrow A-\Delta l=20-18=2cm$
Lực đàn hồi lúc đó $F=k\left| \Delta l-A \right|=k.0,02=2\Rightarrow k=100N/m$
Độ biến dạng của lò xo ở vị trí cân bằng là $\Delta l=\dfrac{mg}{k}=\dfrac{0,2.10}{100}=0,02m$
Biên độ của con lắc là $A-\Delta l=2\Rightarrow A=4cm$
Cơ năng của con lắc là ${W}=\dfrac{1}{2}k{{A}^{2}}=\dfrac{1}{2}.100.0,{{04}^{2}}=0,08J$
Cách giải:
Chiều dài tự nhiên của lò xo là l0 = 20 cm
Khi lò xo có chiều dài 18 cm thì vận tốc của vật bằng 0 $\Rightarrow$ khi đó vật đang ở vị trí biên trên :
$l={{l}_{0}}+\Delta l-A\Rightarrow A-\Delta l=20-18=2cm$
Lực đàn hồi lúc đó $F=k\left| \Delta l-A \right|=k.0,02=2\Rightarrow k=100N/m$
Độ biến dạng của lò xo ở vị trí cân bằng là $\Delta l=\dfrac{mg}{k}=\dfrac{0,2.10}{100}=0,02m$
Biên độ của con lắc là $A-\Delta l=2\Rightarrow A=4cm$
Cơ năng của con lắc là ${W}=\dfrac{1}{2}k{{A}^{2}}=\dfrac{1}{2}.100.0,{{04}^{2}}=0,08J$
Đáp án C.