Cho cơ hệ như hình vẽ. Vật m1 có khối lượng 100 g, gắn với lò xo nhẹ có độ cứng k = 64 N/m, vật m2 có khối lượng 300 g n?
Cho cơ hệ như hình vẽ. Vật m1 có khối lượng 100 g, gắn với lò xo nhẹ có độ cứng k = 64 N/m, vật m2 có khối lượng 300 g nối với m1 bằng một sợi dây mềm, nhẹ, không dãn có chiều dài l = 20 cm. Vật m1 có thể chuyển động tịnh tiến không ma sát trên mặt phẳng ngang, vật m2 có thể chuyển động tịnh tiến trên mặt phẳng ngang với hệ số ma sát 0,32. Ban đầu kéo vật m2 dọc theo mặt phẳng ngang đến vị trí lò xo bi dãn 9,5 cm rồi thả nhẹ. Lấy g = 10 m/s2, π2 = 10. Khi lò xo có độ dài ngắn nhất lần đầu thì khoảng cách giữa hai vật m1 và m2
340.PNG
A. 16 cm.
B. 18,3 cm.
C. 12 cm.
D. 14,5 cm.

Đáp án B

Dây chùng khi (nén)
BTNL cho hệ vật \(\dfrac{1}{2}k\Delta l_{\max }^2 - \left( {\dfrac{1}{2}k\Delta {l^2} + \dfrac{1}{2}\left( {{m_1} + {m_2}} \right){v^2}} \right) = \mu {m_2}g\left( {\Delta {l_{\max }} - \Delta l} \right)\) \( \Rightarrow \dfrac{1}{2} \cdot {64.0,095^2} - \left( {\dfrac{1}{2} \cdot {{64.0,005}^2} + \dfrac{1}{2}(0,1 + 0,3){v^2}} \right) = 0,32.0,3.10.(0,095 + 0,005)\; \Rightarrow v = 0,4\sqrt 6 m/s\)*Vật \({m_1}\) dao động điều hòa quanh vị trí lò xo không biến dạng \({\omega _1} = \sqrt {\dfrac{k}{{{m_1}}}} = \sqrt {\dfrac{{64}}{{0,1}}} = 8\sqrt {10} \) (rad/s) \({A_1} = \sqrt {\Delta {l^2} + {{\left( {\dfrac{v}{{{\omega _1}}}} \right)}^2}} = \sqrt {{{0,005}^2} + {{\left( {\dfrac{{0,4\sqrt 6 }}{{8\sqrt {10} }}} \right)}^2}} \approx 0,039m/s\) \(t = \dfrac{1}{{{\omega _1}}}\arccos \left| {\dfrac{{\Delta l}}{{{A_1}}}} \right| = \dfrac{1}{{8\sqrt {10} }}\arccos \left| {\dfrac{{0,005}}{{0,039}}} \right| \approx 0,057s\)
*Vật \({m_2}\) chuyển động chậm dần đều với \({a_2} = \mu g = 0,32.10 = 3,2m/s\) \(d = l + {s_1} - {s_2} = l + \left( {{A_1} - \left| {\Delta l} \right|} \right) - \left( {vt - \dfrac{1}{2}{a_2}{t^2}} \right)\) \( = 0,2 + \left( {0,039 - 0,005} \right) - \left( {0,4\sqrt 6.0,057 - \dfrac{1}{2}{{.3,2.0,057}^2}} \right) \approx 0,183m = 18,3cm\). Chọn B