Đề bài

Một quả cầu khối lượng $M=0,2 kg$, gắn trên một lò xo nhẹ thẳng đứng có độ cứng $20 (N/m)$, đầu dưới của lò xo gắn với đế có khối lượng M_đ. Một vật nhỏ có khối lượng $m=0,1 kg$ rơi tự do từ độ cao $h =0,45 m$ xuống va chạm đàn hồi với M. Lấy gia tốc trọng trường g = 10 m/s². Sau va chạm vật M dao động điều hòa theo phương thẳng đứng trùng với trục của lò xo. Muốn đế không bị nhấc lên thì M_đ không nhỏ hơn:

• A. $300 g$
• B. $200 g$
• C. $600 g$
• D. $120 g$

Lời giải của GV Loigiaihay.com

Tốc độ của m ngay trước va chạm: \({v_0} = \sqrt {2gh}  = \sqrt {2.10.0,45}  = 3(m/s)\)

Tốc độ của M ngay sau va chạm: \(V = \frac{{2m{v_0}}}{{m + M}} = \frac{{2.0,1.3}}{{0,1 + 0,2}} = 2(m/s)\)

Biên độ dao động :  \(A = \frac{V}{\omega } = \frac{V}{{\sqrt {\frac{k}{M}} }} = 0,2m\)

Muốn đế không bị nhấc lên thì lực kéo cực đại của lò xo  (khi vật ở vị trí cao nhất lò xo bị dãn cực đại A-∆l₀) không lớn hơn trọng lượng của đế:

Đáp án : B