Trang đã được tối ưu để hiển thị nhanh cho thiết bị di động. Để xem nội dung đầy đủ hơn, vui lòng click vào đây.
T

Một con lắc lò xo gồm lò xo độ cứng $k=25\text{ N/m}$ và vật $m$...

Câu hỏi: Một con lắc lò xo gồm lò xo độ cứng và vật có khối lượng 300 g nằm ngang trong đó ma sát giữa vật và sàn có thể bỏ qua. Vật khối lượng 200 g được nối với vật bằng một sợi dây nhẹ, dài và không dãn như hình vẽ. Hệ số ma sát trượt giữa và sàn là 0,25. Lúc đầu vật
được giữ ở vị trí lò xo dãn 10 cm (trong giới hạn đàn hồi), sợi dây căng. Thả nhẹ vật để hệ chuyển động. Lấy . Tính từ thời điểm lò xo bị nén mạnh nhất lần đầu tiên, tốc độ cực đại của vật
A. 54,8 cm/s.
B. 42,4 cm/s.
C. 28,3 cm/s.
D. 52,0 cm/s.
Để đơn giản ta có thể chia quá trình chuyển động của vật thành 3 giai đoạn như sau:
Giai đoạn 1: Hệ hai vật dao động điều hòa chịu tác dụng thêm của lực ma sát.
Trong giai đoạn này, vật dao động quanh vị trí cân bằng tạm , tại vi trí này lực đàn hồi của lò xo cân bằng với lực đàn hồi, khi đó lò xo giãn một đoạn .
+ Biên độ dao động của vật là , tốc độ góc
Tốc độ của hai vật khi đến vị trí : .
Giai đoạn 2: Hệ hai vật tiếp tục dao động điều hòa quanh vị trí cân bằng cho đến khi dây bị chùng và vật tách ra khỏi vật
+ Tại vị trí vật tách ra khỏi vật dây bị chùng với vật ta có:
.
Tốc độ của vật tại vị trí dây chùng .
Giai đoạn 3: Khi tách khỏi vật , dao động điều hòa quanh vị trí lò xo không biến dạng O.
+ Tần số góc trong giai đoạn này .
Biên độ dao động trong giai đoạn này: .
Giai đoạn 4: Con lắc dao động điều hòa ổn định không với biên độ và một chịu tác dụng của vật Tốc độ cực đại .
Chú ý:
+ Ta để ý rằng khi vật đi qua khỏi vị trí cân bằng tạm thì tốc độ có xu hướng giảm, ngay lập tức dây chùng vật sẽ tiếp tục dao động điều hòa quanh vị trí cân bằng O tốc độ lại có xu hướng tăng do đó trong giai đoạn từ đến O dây vẫn được giữ căng.
Đáp án D.