Cho hai vật nhỏ A và B có khối lượng bằng n...

Câu hỏi: Cho hai vật nhỏ A và B có khối lượng bằng nhau và bằng 1kg. Hai vật được nối với nhau bằng một sợi dây mảnh, nhẹ, không dãn và không dẫn điện dài 10cm, vật B tích điện tích q = 10^-6 C còn vật A được gắn vào lò xo nhẹ có độ cứng k = 10N/m. Hệ được đặt nằm ngang trên một bàn không ma sát trong điện trường đều có cường độ điện trường E = 10⁵V/m hướng dọc theo trục lò xo. Ban đầu hệ nằm yên, lò xo bị dãn. Cắt dây nối hai vật, vật B rời xa vật A và chuyển động dọc theo chiều điện trường, vật A dao động điều hoà. Lấy π² = 10. Khi lò xo có chiều dài ngắn nhất lần đầu tiên thì A và B cách nhau một khoảng là

A 17cm

B 19cm

C 4cm

D 24cm

Đáp án

- Hướng dẫn giải

Phương pháp giải:

Phương pháp:Sử dụng lí thuyết về dao động điều hoà và chuyển động thẳng biến đổi đều

Giải chi tiết:

Đáp án A

Cách giải:

+ Ban đầu hệ nằm yên, lò xo bị dãn: \({F_{dh}} = qE \Leftrightarrow k\Delta {l_0} = qE \Rightarrow \Delta {l_0} = \frac{{qE}}{k} = 0,01m = 1cm\)

+ Khi cắt dây nối:

- Vật A dao động điều hoà với: biên độ A = ∆l₀ = 1cm; chu kì: \(T = 2\pi \sqrt {\frac{{{m_A}}}{k}} = 2\pi \sqrt {\frac{1}{{10}}} = 2s\)

- Vật B chịu tác dụng của lực điện có độ lớn F_đ = qE và chuyển động thẳng biến đổi đều ra xa A với gia tốc a = F_đ/m = qE/m = 0,1 (m/s²)

+ Thời gian vật A chuyển động đến vị trí lò xo có chiều dài ngắn nhất lần đầu tiên (kể từ khi bắt dầu cắt dây) là: t = T/2 = 1s => Quãng đường vật A đi được: S_A = A + A = 2cm

+ Khi đó quãng đường vật B đi được: \({S_B} = \frac{1}{2}a{t^2} = \frac{1}{2}.0,{1.1^2} = 5cm\)

=> A và B cách nhau 1 khoảng là: d = S_A + 10 + S_B = 2 + 10 + 5 = 17cm

Câu hỏi trên thuộc đề trắc nghiệm

Đề thi thử THPT QG môn Vật lí THPT Chuyên Quốc Học Huế - Huế - lần 1 - năm 2018 (có lời giải chi tiết)

↑