(QUỐC GIA – 2011) MỘT CON LẮC LÒ XO ĐẶT TRÊN MẶT PHẲNG NẰM NGANG GỒM L...

Câu 20: (Quốc gia – 2011) Một con lắc lò xo đặt trên mặt phẳng nằm ngang gồm lò xo nhẹ có một đầu cố định, đầu

kia gắn với vật nhỏ m

. Ban đầu giữ vật m

tại vị trí mà lò xo bị nén 8 cm, đặt vật nhỏ m

(có khối lượng bằng khối

lượng vật m

) trên mặt phẳng nằm ngang và sát với vật m

. Buông nhẹ để hai vật bắt đầu chuyển động theo phương

của trục lò xo. Bỏ qua mọi ma sát. Ở thời điểm lò xo có chiều dài cực đại lần đầu tiên thì khoảng cách giữa hai vật m

và m

là

A. 4,6 cm. B. 2,3 cm. C. 5,7 cm. D. 3,2 cm.

+ Ta nhận thấy rằng vật m

sẽ tách khỏi vật m

khi hệ hai vât này đi qua vị trí cân bằng lần

đầu tiên. Vì trước đó vật m

chuyển động nhanh dần từ biên về vị trí cân bằng nên vật m

luôn luôn chuyển động với cùng tốc độ. Tại vị trí cân bằng vật m

bắt đầu giảm tốc độ trong

khi đó m

vẫn chuyển động tiếp tục với tốc độ bằng tốc độ cực đại của hệ trước đó, nghĩa là

k k

    

v A A A v



m m 2m

+ Vật m

sau khi được tách khỏi m

tiếp tục dao động điều hòa với chu kì m

T 2

   k và biên độ được xác định

k A

v 2m A

   

A k 2

 

m

+ Vật m

đi từ vị trí cân bằng ra đến vị trí lò xo có chiều dài cực đại lần đầu tiên mất khoảng thời gian

   

t T

m

4 2 k

 

k A A

        cm

Khoảng cách giữa hai vật khi đó là

x v t A A A 3, 22

2m 2 k 2 2 2

 Đáp án D