Con lắc gồm lò xo có độ cứng k = 100N/m; vật nặng có khối lượng m = 200g và điện tích q = 100μC. Ban đầu vật dao động điều hòa với biên độ A = 5cm theo phương thẳng đứng. Khi vật đi qua vị trí cân bằng người ta thiết lập một điện trường đều thẳng đứng, hướng lên có cường độ E = 0,12 MV/m. Tìm biên độ lúc sau của vật trong điện trường.
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.

Đáp án C
Chọn Ox như hình vẽ
Xét ở vị trí cân bằng các lực tác dụng vào vật bằng O:

Đáp án B
Ta giải nhanh khi đã nắm được công thức:
Ở bài toán này: động năng bằng 3 lần thế năng. Tức là n = 3. Do vậy

+ Xác định độ biến dạng của lò xo
+ Do bỏ qua mọi lực cản nên cơ năng của con lắc lò xo bảo toàn vậy nó bằng cơ năng ở vị trí bài cho tức là ở vị trí có:

Đáp án D
Để dao động cưỡng bức với biên độ lớn nhất thì tần số của ngoại lực bằng với tần số dao động riêng của hệ: ω F = k m = 10 π t r a d / s . Mặt khác biên độ ngoại lực càng lớn thì biên độ dao động cưỡng bức cũng lớn.

Chọn D
+ ∆ l o = m g k = 0 , 2 . 10 100 = 0 , 02 m = 2 c m
+ Do A = 3cm > Δlo nên lực đàn hồi cực tiểu có giá trị là 0N.

Đáp án A
Phương pháp: Áp dụng công thức tính chu kì dao động của con lắc lò xo
Cách giải:
Chu kì dao động
T = 2 π m k = 2 π 0 , 4 100 = 2 π . 0 , 2 . 0 , 4 10 = 0 , 4 . π . 1 π = 0 , 4 ( s )

Chọn đáp án A.
f 0 = 1 2 π . K m = 1 2 π 100 0 , 1 = 5 H z .
→ Khi tần số của ngoại lực f đúng bằng tần số dao động riêng của hệ f 0 = 5 Hz thì xảy ra cộng hưởng → biên độ dao động cưỡng bức đạt cực đại.
→ Ngoài ra còn có f càng gần f 0 thì biên độ càng lớn. Vậy có thể thấy khi f < 5 Hz (f < f 0 ) thì khi tăng tần số lên biên độ dao động cưỡng bức sẽ tăng lên rồi giảm xuống (bắt đầu giảm khi f bắt đầu vượt qua giá trị 5 Hz).
→ Khi f > 5 Hz hay f > 10 Hz thì càng tăng tần số f càng xa giá trị f 0 → biên độ càng giảm.
→ Khi f < 10 Hz thì sẽ chia làm 3 trường hợp f < 5 Hz, f = 5 Hz và 5 Hz < f < 10 Hz, ứng với mỗi trường hợp khi tăng f thì biên độ lại thay đổi khác nhau nên không thể kết luận biên độ sẽ tăng.
Chọn D
+ Vận tốc ngay trước khi có điện trường là vo = ωA = 50√5 cm/s.
+ Khi có điện trường hướng lên thì lực điện làm lệch vị trí cân bằng một đoạn cũng là li độ tương ứng với vận tốc vo.
x = Fđ : k = qE : k = 0,12m = 12cm.
+ Biên độ sau đó là: