Google
Câu hỏi: Một con lắc lò xo nằm ngang gồm lò xo nhẹ không dẫn điện có độ cứng K = 40 N/m, quả cầu nhỏ có khối lượng m = 160 g. Bỏ qua mọi ma sát, lấy g = 10 m/s2, π2 = 10. Quả cầu tích điện q = 8.10-5 C. Hệ đang đứng yên thì người ta thiết lập một điện trường đều hướng dọc theo trục lò xo theo chiều giãn của lò xo, véc tơ cường độ điện trường với độ lớn E có đặt điểm là cứ sau 1s nó lại tăng đột ngột cường độ lên thành 2E, 3E, 4E... với E = 2.104 V/m. Sau 5s kể từ lúc bắt đầu chuyển động, vật đi được quãng đường S gần giá trị nào nhất sau đây?
A. 125 cm.
B. 165 cm.
C. 195 cm.
D. 245 cm.
A. 125 cm.
B. 165 cm.
C. 195 cm.
D. 245 cm.
HD: $T=2\pi \sqrt{\dfrac{m}{k}}=0,4s\Rightarrow t=1s=2,5T$
+) Dưới tác dụng của lực điện trường VTCB mới dịch theo chiều lò xo dãn một đoạn:
$O{{O}_{1}}=\dfrac{{{F}_{d}}}{k}=\dfrac{\left| q \right|E}{k}=0,04m=4cm\Rightarrow O{{O}_{2}}=8cm,{{O}_{1}},{{O}_{2}},{{O}_{3}},{{O}_{4}},{{O}_{5}}$ cách đều nhau 4 cm.
+) Giây thứ 1: Ban đầu vật đang đứng yên ở O nhận ${{O}_{1}}$ làm vtcb1 $\Rightarrow {{A}_{1}}=O{{O}_{1}}=4cm$ sau 1s = 2,5T vật đi được ${{s}_{1}}=2.4A+2A=2.4.4+2.4=40cm.$
+) Giây thứ 2: Vật đang ở ${{O}_{2}}$ là biên của giây thứ 1 nên v = 0
Mặt khác ${{O}_{2}}$ là vtcb của vật trong giây thứ 2 nên con lắc đứng yên trong suốt 1 s này, ${{s}_{2}}=0.$
+) Giây thứ 3: Vật đang ở ${{O}_{2}}$ với v = 0 nên đó là biên của dao động giây thứ 3 nhận ${{O}_{3}}$ làm vtcb $\Rightarrow {{A}_{3}}={{O}_{2}}{{O}_{3}}=4cm$ ⇒ sau 1s = 2,5T vật đi được ${{s}_{3}}=40cm.$
Vậy, cứ 1s chẵn thì vật đứng yên, 1 s lẻ thì vật đi được 40 cm.
Quãng đường đi được trong 5 s là S = 40 + 0 + 40 + 0 + 40 = 120 cm.
+) Dưới tác dụng của lực điện trường VTCB mới dịch theo chiều lò xo dãn một đoạn:
$O{{O}_{1}}=\dfrac{{{F}_{d}}}{k}=\dfrac{\left| q \right|E}{k}=0,04m=4cm\Rightarrow O{{O}_{2}}=8cm,{{O}_{1}},{{O}_{2}},{{O}_{3}},{{O}_{4}},{{O}_{5}}$ cách đều nhau 4 cm.
+) Giây thứ 1: Ban đầu vật đang đứng yên ở O nhận ${{O}_{1}}$ làm vtcb1 $\Rightarrow {{A}_{1}}=O{{O}_{1}}=4cm$ sau 1s = 2,5T vật đi được ${{s}_{1}}=2.4A+2A=2.4.4+2.4=40cm.$
+) Giây thứ 2: Vật đang ở ${{O}_{2}}$ là biên của giây thứ 1 nên v = 0
Mặt khác ${{O}_{2}}$ là vtcb của vật trong giây thứ 2 nên con lắc đứng yên trong suốt 1 s này, ${{s}_{2}}=0.$
+) Giây thứ 3: Vật đang ở ${{O}_{2}}$ với v = 0 nên đó là biên của dao động giây thứ 3 nhận ${{O}_{3}}$ làm vtcb $\Rightarrow {{A}_{3}}={{O}_{2}}{{O}_{3}}=4cm$ ⇒ sau 1s = 2,5T vật đi được ${{s}_{3}}=40cm.$
Vậy, cứ 1s chẵn thì vật đứng yên, 1 s lẻ thì vật đi được 40 cm.
Quãng đường đi được trong 5 s là S = 40 + 0 + 40 + 0 + 40 = 120 cm.
Đáp án A.
