Tailieumoi.vn biên soạn và giới thiệu bộ câu hỏi Vật lí gồm các kiến thức lý thuyết và thực hành, giúp học sinh ôn tập và bổ sung kiến thức cũng như hoàn thành tốt các bài kiểm tra môn Vật lí. Mời các bạn đón xem:

Top 1000 câu hỏi thường gặp môn Vật lí có đáp án (Phần 16)

Câu 17: Một con lắc lò xo gồm quả cầu khối lượng m = 100 (g) treo vào một lò xo có độ cứng k = 20 N/m. Kéo quả cầu thẳng đứng xuống dưới vị trí cân bằng một đoạn $2\sqrt{3}$ cm rồi thả cho quả cầu trở về vị trí cân bằng với vận tốc có độ lớn là $0,2\sqrt{2}$ m/s. Chọn gốc thời gian là lúc thả quả cầu, trục Ox hướng xuống dưới, gốc toạ độ O tại vị trí cân bằng của quả cầu. Cho g = 10 m/s². Phương trình dao động của quả cầu có dạng là

A. $x=4\sin \left(10\sqrt{2}t+\frac{\pi }{4}\right)\left(cm\right)$

B. $x=4\sin \left(10\sqrt{2}t+\frac{2\pi }{3}\right)\left(cm\right)$

C. $x=4\sin \left(10\sqrt{2}t+\frac{5\pi }{6}\right)\left(cm\right)$

D. $x=4\sin \left(10\sqrt{2}t+\frac{\pi }{3}\right)\left(cm\right)$

Lời giải

* Tần số góc của CLLX: $\omega =\sqrt{\frac{k}{m}}=\sqrt{\frac{20}{0,1}}=10\sqrt{2}\left(\text{rad/s}\right)$

* Kéo quả cầu thẳng đứng xuống dưới vị trí cân bằng một đoạn $2\sqrt{2}$ cm rồi thả cho quả cầu trở về vị trí cân bằng với vận tốc có độ lớn là $0,2\sqrt{2}\left(\text{m/s}\right)=20\sqrt{2}\left(\text{cm/s}\right)$

⇒ Biên độ $A=\sqrt{x^2+{\left(\frac{v}{\omega }\right)}^2}=4\left(cm\right)$

* Gốc thời gian là lúc thả quả cầu, nghĩa là lúc vật có li độ $x=2\sqrt{3}$  cm và chuyển động theo chiều âm(vì chiều dương hướng xuống)

=> Pha ban đầu φ = π/6 rad

Vậy, phương trình dao động của vật là:

$x=4\cos \left(10\sqrt{2}t+\frac{\pi }{6}\right)\left(cm\right)=4\sin \left(10\sqrt{2}t+\frac{2\pi }{3}\right)$ cm.

Đáp án đúng: B