btvn.vn
Tìm kiếm

Giải đề · Lớp 11 · Vật lí

Giải đề luyện tuyển chọn 01 giữa học kì I Vật lí 11

15 câu và ý tự luận về dao động điều hòa, năng lượng và cộng hưởng. Có bài lập phương trình từ trạng thái đầu và đếm thời điểm đạt một điều kiện năng lượng. Nguồn: Thư Viện Học Liệu. BTVN tổ chức lời giải.

Câu II.15b

Đề bài

Con lắc lò xo gồm lò xo có độ cứng $k=100\ \mathrm{N/m}$ và vật có khối lượng $m=200\ \mathrm g$, dao động điều hòa theo phương ngang với biên độ $A=5\ \mathrm{cm}$. Tìm li độ của vật khi động năng bằng ba lần thế năng.

Hướng dẫn giải

Chọn mốc thế năng ở vị trí cân bằng. Cơ năng và thế năng lần lượt là $W=\frac12kA^2$, $W_{\mathrm t}=\frac12kx^2$. Vì $W_{\mathrm đ}=3W_{\mathrm t}$ nên $W=W_{\mathrm đ}+W_{\mathrm t}=4W_{\mathrm t}$. Do đó: $$\frac12kA^2=4\cdot\frac12kx^2\quad\Rightarrow\quad x=\pm\frac A2=\boxed{\pm2{,}5\ \mathrm{cm}}.$$ Hai li độ đối xứng qua vị trí cân bằng đều thỏa mãn và đều nằm trong khoảng $[-A,A]$.