Một con lắc lò xo gồm vật nhỏ có khối lượng m = 100 (g) được treo vào đầu tự do của một lò xo có độ cứng (N/m). Vật được đặt trên một giá đỡ nằm ngang M tại vị trí lò xo không biến dạng. Cho giá đỡ M chuyển động nhanh dần đều xuống phía dưới với gia tốc a = 2 (m/s²). Lấy g = 10 (m/s²). Ở thời điểm lò xo dài nhất lần đầu tiên, khoảng cách giữa vật và giá đỡ M gần giá trị nào nhất sau đây?

4 (cm).

6 (cm).

5 (cm).

3 (cm).

Đáp án và lời giải

Đáp án:D

Lời giải:

+ Tần số góc của con lắc m: (rad/s).

+ Phương trình định luật II cho vật m: .

+ Theo chiều của gia tốc: Tại vị trí vật m rời khỏi giá đỡ thì (cm). Hai vật đã đi được một khoảng thời gian Vận tốc của vật m ngay khi rời giá đỡ sẽ là (cm/s). Sau khi rời khỏi giá đỡ vật m sẽ dao động điều hòa quanh vị trí cân bằng mới, tại vị trí này lò xo giãn (cm) Biên độ dao động của vật m: Ta sử dụng phương pháp đường tròn để xác định thời gian từ khi M tách khỏ m đến khi lò xo dài nhất lần đầu tiên Khoảng thời gian để vật đi từ vị trí rời khỏi M đến vị trí lò xo dài nhất ứng với góc (s). Quãng đường vật M đi được trong khoảng thời gian này là