Giá trị A $_{1}$ và A $_{2}$ là ?

Nô BiTa

New Member
Bài toán
Một CLLX đặt nằm ngang gồm lò xo có độ cứng $K=18 \ \text{N}/\text{m}$ và vật nặng có khối lượng $m=200 \ \text{g}$ . Đưa vật đến VT lò xo giãn 10 cm rồi thả nhẹ cho vật dđđh. Sau khi đi được 2 cm thì giữ cố định lò xo tại điểm C cách đầu cố định một đoạn bằng $\dfrac{1}{4}$ chiều dài của lò xo khi đó và vật tiếp tục dao động điều hòa với biên độ A$_{1}$ . Sau một thời gian vật đi qua VT động năng bằng 3 lần thế năng và lò xo đang giãn thì thả điểm cố định C ra và vật dao động điều hòa với biên độ A$_{2}$ . Giá trị A$_{1}$ và A$_{2}$ là ?
A. $3\sqrt{7}$ cm và 10 cm
B. $3\sqrt{7}$ cm và 9,93 cm
C. $3\sqrt{6}$ cm và 9,1 cm
D. $3\sqrt{6}$cm và 10 cm
 
Bài toán
Một CLLX đặt nằm ngang gồm lò xo có độ cứng $K=18 \ \text{N}/\text{m}$ và vật nặng có khối lượng $m=200 \ \text{g}$ . Đưa vật đến VT lò xo giãn 10 cm rồi thả nhẹ cho vật dđđh. Sau khi đi được 2 cm thì giữ cố định lò xo tại điểm C cách đầu cố định một đoạn bằng $\dfrac{1}{4}$ chiều dài của lò xo khi đó và vật tiếp tục dao động điều hòa với biên độ A$_{1}$ . Sau một thời gian vật đi qua VT động năng bằng 3 lần thế năng và lò xo đang giãn thì thả điểm cố định C ra và vật dao động điều hòa với biên độ A$_{2}$ . Giá trị A$_{1}$ và A$_{2}$ là ?
A. $3\sqrt{7}$ cm và 10 cm
B. $3\sqrt{7}$ cm và 9,93 cm
C. $3\sqrt{6}$ cm và 9,1 cm
D. $3\sqrt{6}$cm và 10 cm
Lời giải
Trước khi giữ lò xo giãn đều nên ta có độ giãn và độ cứng của hai lò xo tại thời điểm giữ là: $x_1=\dfrac{l_1}{l}x=2cm;x_2=\dfrac{l_2}{l}x=6cm$ và $k_1=\dfrac{l}{l_1}k=4k;k_2=\dfrac{l}{l_2}k=\dfrac{4}{3}k$
Khi giữ điểm C thì phần cơ năng bị giữ lại: $W_{giu}=\dfrac{1}{2}k_1x_1^2$
$\Rightarrow$ Cơ năng của con lắc còn lại:
$W^{'}=\dfrac{1}{2}kA_{0}^{2}-W_{giu}=\dfrac{1}{2}kA_{0}^{2}-\dfrac{1}{2}k_{1}x_{1}^{2}=\dfrac{1}{2}k\left(A_{0}^{2}-4x_{1}^{2}\right)$
Bảo toàn cơ năng cho con lắc mới:
$\dfrac{1}{2}k\left(A_o^2-4x_1^2\right)=\dfrac{1}{2}k_2A_1^2$
$\Rightarrow A_{1}=\dfrac{\sqrt{3}}{2}\sqrt{A^{2}-4x_{1}^{2}}=3\sqrt{7}cm$
Ở thời điểm thả C thì lò xo giãn không đều nên mình nghĩ có một khoảng thời gian hệ không dao động điều hòa, sau khi hệ ổn định trở lại thì sẽ dao động điều hòa với cơ năng W. Theo định luật bảo toàn cơ năng:
$W=W_{giu}+W=\dfrac{1}{2}kA_{0}^{2}\Leftrightarrow \dfrac{1}{2}kA_2^2=\dfrac{1}{2}kA_{0}^{2}$
$\Rightarrow A_{2}=A_{0}=10cm$
Từ đó ta chọn đáp án A.
 
Lời giải
Trước khi giữ lò xo giãn đều nên ta có độ giãn và độ cứng của hai lò xo tại thời điểm giữ là: $x_1=\dfrac{l_1}{l}x=2cm;x_2=\dfrac{l_2}{l}x=6cm$ và $k_1=\dfrac{l}{l_1}k=4k;k_2=\dfrac{l}{l_2}k=\dfrac{4}{3}k$
Khi giữ điểm C thì phần cơ năng bị giữ lại: $W_{giu}=\dfrac{1}{2}k_1x_1^2$
$\Rightarrow$ Cơ năng của con lắc còn lại:
$W^{'}=\dfrac{1}{2}kA_{0}^{2}-W_{giu}=\dfrac{1}{2}kA_{0}^{2}-\dfrac{1}{2}k_{1}x_{1}^{2}=\dfrac{1}{2}k\left(A_{0}^{2}-4x_{1}^{2}\right)$
Bảo toàn cơ năng cho con lắc mới:
$\dfrac{1}{2}k\left(A_o^2-4x_1^2\right)=\dfrac{1}{2}k_2A_1^2$
$\Rightarrow A_{1}=\dfrac{\sqrt{3}}{2}\sqrt{A^{2}-4x_{1}^{2}}=3\sqrt{7}cm$
Ở thời điểm thả C thì lò xo giãn không đều nên mình nghĩ có một khoảng thời gian hệ không dao động điều hòa, sau khi hệ ổn định trở lại thì sẽ dao động điều hòa với cơ năng W. Theo định luật bảo toàn cơ năng:
$W=W_{giu}+W=\dfrac{1}{2}kA_{0}^{2}\Leftrightarrow \dfrac{1}{2}kA_2^2=\dfrac{1}{2}kA_{0}^{2}$
$\Rightarrow A_{2}=A_{0}=10cm$
Từ đó ta chọn đáp án A.
Giá trị A1 thì bạn tính đúng rồi nhưng nếu giải tìm A2 như vậy thì thừa giả thiết cuối sao . Đáp án lại là B
 

Quảng cáo

Back
Top