Một con lắc lò xo treo thẳng đứng gồm vật nặng khối lượng m = 120g được tích điện \(q = 2,{16.10^{ - 4}}C\). 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.\cos \le

Shiro2019

2 năm trước

Một con lắc lò xo treo thẳng đứng gồm vật nặng khối lượng m = 120g được tích điện \(q = 2,{16.10^{ - 4}}C\). 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 \(x = 5.\cos \left( {4\pi t - \frac{\pi }{3}} \right)cm\). 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 \(\overrightarrow E \)  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.

Loga Hóa Học lớp 12

0 lượt thích 20 xem

1 trả lời

Thích Trả lời

letrungnghia693

Đáp án đúng: D

Phương pháp giải:
Áp dụng VTLG và công thức độc lập với thời gian:
\({x^2} + \frac{{{v^2}}}{{{\omega ^2}}} = {A^2}\)
Khi áp điện trường vào thì lò xo dãn thêm một đoạn:
\(q.E = k.\Delta l \Rightarrow \Delta l = \frac{{q.E}}{k} = \frac{{q.E}}{{m.{\omega ^2}}}\)
Vị trí cân bằng của lò xo lệch đi một đoạn \(\Delta l\) , 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.
Giải chi tiết:Vật dao động điều hòa với phương trình:\(x = 5.\cos \left( {4\pi t - \frac{\pi }{3}} \right)cm\),
\(\Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}A = 5cm\\\omega = 4\pi \left( {rad/s} \right) \Rightarrow T = \frac{{2\pi }}{\omega } = \frac{{2\pi }}{{4\pi }} = 0,5s\end{array} \right.\)
Ban đầu vật ở vị trí có lí 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 vận đang có vận tốc là:
\(v = \sqrt {{\omega ^2}.({A^2} - {x^2})} = \sqrt {{{(4\pi )}^2}.({5^2} - {4^2})} = 12{\pi _{}}\left( {cm/s} \right)\)
Tại vị trí này, thiết lập điện trường. Lực điện trường làm lò xo dãn thêm một đoạn ∆l :
\(qE = k.\Delta l \Rightarrow \Delta l = \frac{{qE}}{k} = \frac{{2,{{16.10}^{ - 4}}{{.2.10}^3}}}{{0,12.{{(4\pi )}^2}}} = 2,{25.10^{ - 2}}m = 2,25cm\)
Vậy vị trí cân bằng lùi xuống dưới một đoạn 2,25 cm. Khi đó vật đang có li độ:
\(x = - 4 + 2,25 = - 1,75{\rm{ }}cm\)
Thời gian thiết lập điện trường là:
\(1,375s = \frac{{11}}{4}T = 2T + \frac{3}{4}T\)
Ta có VTLG:

Ta thấy hai thời điểm vuông pha, ta có:
\(\left\{ \begin{array}{l}x = \frac{{{v_1}}}{\omega } \Rightarrow {v_1} = \omega .x = 4\pi .\left( { - 1,75} \right) = - 7\pi \,\,\left( {cm/s} \right)\\{x_1} = \frac{-v}{\omega } = \frac{{-12\pi }}{{4\pi }} = -3\,\,\left( {cm} \right)\end{array} \right.\)
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:
\(x' = -3-2,25 = -5,25cm\)
Biên độ của vật là:
\(A'' = {\rm{ }}\sqrt {x{'^2} + \frac{{{v_1}^2}}{{{\omega ^2}}}} = \sqrt {{{\left( { - 5,25} \right)}^2} + {{\left( {\frac{{7\pi }}{{4\pi }}} \right)}^2}} = 5,534cm\)
Vậy gần nhất với giá trị biên độ này là 5,26 cm.
Chọn D.

Vote (0) Phản hồi (0) 2 năm trước

Các câu hỏi liên quan

Yêu cầu số 1 của nông dân Việt Nam trước Cách mạng tháng Tám năm 1945 là
A.tự trị.
B.ruộng đất.
C.tự do.
D.độc lập.

Đặc điểm lớn nhất của cách mạng Việt Nam thời kì (1946 - 1954) là
A.vừa đánh vừa đàm phán với thực dân Pháp.
B.kết hợp cả đấu tranh chính trị và vũ trang.
C.vừa tiến hành kháng chiến vừa kiến quốc.
D.tiến hành kháng chiến chống thực dân Pháp.

Chiến thắng “Điện Biên Phủ trên không” cuối năm 1972 của quân dân Việt Nam đã
A.buộc Mĩ phải tuyên bố “Mĩ hóa” trở lại chiến tranh xâm lược Việt Nam.
B.buộc Mĩ phải tuyên bố ngừng hẳn các hoạt động chống phá miền Bắc.
C.chuyển cách mạng miền Nam từ thế giữ gìn lực lượng sang thế tiến công.
D.buộc Mĩ phải tuyên bố “phi Mĩ hóa” chiến tranh xâm lược Việt Nam.

Sự kiện nào sau đây đã tạo nên sự thay đổi so sánh lực lượng có lợi cho cách mạng miền Nam Việt Nam?
A.Kí Hiệp định Pari về Việt Nam.
B.Chiến thắng Ấp Bắc (Mĩ Tho).
C.Tổng tiến công và nổi dậy Mậu Thân (1968).
D.Chiến thắng Vạn Tường (Quảng Ngãi).

Sự ra đời của ba tổ chức cộng sản ở Việt Nam (1929) chứng tỏ
A.phong trào công nhân hoàn toàn trở thành một phong trào tự giác.
B.phong trào công nhân đã bước đầu chuyển từ tự phát sang tự giác.
C.khuynh hướng dân chủ tư sản đã hoàn toàn thất bại ở Việt Nam.
D.xu thế khách quan của cách mạng giải phóng dân tộc ở Việt Nam.

Nguyên tắc quan trọng nhất của Việt Nam trong việc ký Hiệp định Sơ bộ (6 - 3 - 1946) và Hiệp định Giơnevơ (21 - 7 - 1954) là gì?
A.Phân hóa và cô lập cao độ kẻ thù.
B.Không vi phạm chủ quyền dân tộc.
C.Giữ vững vai trò lãnh đạo của Đảng.
D.Đảm bảo giành thắng lợi từng bước.

Nhận xét nào sau đây là đúng về ý nghĩa của chiến thắng chống chủ nghĩa phát xít năm 1945?
A.Sau chiến tranh các nước Anh, Pháp ngày càng vượt trội về mọi mặt.
B.Tạo nên chuyển biến cục bộ chỉ trong khối các nước tư bản chủ nghĩa.
C.Tạo nên chuyển biến căn bản của tình hình thế giới sau chiến tranh.
D.Sau chiến tranh trật tự thế giới mới theo xu hướng đa cực hình thành.

Thời cơ Tổng khởi nghĩa tháng Tám năm 1945 ở Việt Nam là “thời cơ ngàn năm có một” vì
A.quân Đồng minh đã vào giúp Việt Nam.
B.Đông Dương đang “trống vắng” quyền lực.
C.thời cơ đan xen với nguy cơ.
D.Nhật đã đầu hàng Đồng minh.

Hai vật xuất phát từ A và B cách nhau 340m, chuyển động cùng chiều hướng từ A đến B. Vật từ A có v1, vật từ B có \({v_2} = \dfrac{1}{2}.{v_1}\). Biết rằng sau 136 giây thì 2 vật gặp nhau. Vận tốc vật thứ nhất là:
A.3 m/s
B.5 m/s
C.2,5 m/s
D.4.5 m/s

Xác định phương và chiều của lực điện từ của lực điện từ tác dụng vào điểm M trên đoạn dây dẫn AB khi đóng công tắc K
A.Phương thẳng đứng, chiều từ trên xuống dưới.
B.Phương thẳng đứng chiều từ dưới lên trên.
C.Phương nằm ngang vuông góc với AB, chiều từ ngoài vào trong mặt phẳng hình vẽ.
D.Phương nằm ngang vuông góc với AB, chiều từ trong ra ngoài mặt phẳng hình vẽ.