Bài toán. (Đề thi thử lần 2-2013,trường THPT Huỳnh Thúc Kháng)
Một con lắc lò xo nằm ngang gồm lò xo nhẹ có độ cứng , một đầu cố định, đầu còn lại gắn với quả cầu nhỏ .Quả cầu gắn với quả cầu nhỏ bằng tiếp điểm Q. Bỏ qua mọi ma sát và lực cản không khí. Tiếp điểm Q chỉ chịu lực kéo tối đa 2,5N. Ban đầu giữ vật sao cho lò xo nén 10cm rồi thả nhẹ. Tại thời điểm lò xo dài cực đại lần thứ nhất thì quãng đường mà quả cầu đi được là A. 20cm B. 12,5cm C. 20,46cm D. 20,91cm
Ban đầu ta có:
Khi vật đi từ vị trí nén 10cm đến VTCB lực tác dụng lên Q là lực đẩy nên 2 vật chưa bị tách ra.
Khi vật đi từ VTCB đến biên ta có: tại vị trí thì vật bị tách ra và chuyển động thẳng đều với vận tốc:
Sau đó hệ chỉ còn :
Thời gian từ vị trí tách ra cho tới khi lò xo dài cực đại lần thứ nhất là:
Suy ra tổng quãng đường mà vật đi được là: