Giải Vật Lí 10 Bài 12: Lực đàn Hồi Của Lò Xo – Định Luật Húc

Nội dung bài gồm:

• I. TÓM TẮT LÝ THUYẾT
• II. GIẢI BÀI TẬP
• Giải câu 1: Nêu những đặc điểm (về phương, chiều...
• Giải câu 2: Phát biểu định luật Húc....
• Giải câu 3: Phải treo một vật có trọng lượng...
• Giải câu 4: Một lò xo có chiều dài tự nhiên bằng...
• Giải câu 5: Một lò xo có chiều dài tự nhiên...
• Giải câu 6: Treo một vật có trọng lượng 2,0 N...

I. TÓM TẮT LÝ THUYẾT

Lực đàn hồi: Lực tác dụng vào vật làm vật biến dạng.

Lực đàn hồi của lò xo: Lực xuất hiện ở hai đầu lò xo và tác dụng vào các vật tiếp xúc với lò xo.

Đặc điểm của lực đàn hồi của lò xo:

• Điểm đặt: Đặt vào hai đầu lò xo.
• Phương: Dọc theo trục lò xo.
• Hướng của lực đàn hồi của lò xo: ngược hướng với ngoại lực gây biến dạng.

Giới hạn đàn hồi của lò xo: là giá trị của độ biến dạng của lò xo sao cho trong giá trị này lực đàn hồi vẫn tỉ lệ với trọng lượng. (Khi thả ra, lò xo lại trở về hình dạng ban đầu). Hay giới hạn đàn hồi là giá trị của độ biến dạng mà tại đó lực đàn hồi cực đại.

Định luật Húc: Trong giới hạn đàn hồi, độ lớn của lực đàn hồi của lò xo tỉ lệ thuận với độ biến dang của lò xo.

Độ lớn: Fđh = k. $\triangle l$ (N).

Với k là hệ số đàn hồi hay độ cứng của lò xo (N/m).

Độ cứng của lò xo tỉ lệ nghịch với độ biến dạng của lò xo.

Lực đàn hồi có phương vuông góc với mặt tiếp xúc.

II. GIẢI BÀI TẬP

Giải câu 1: Nêu những đặc điểm (về phương, chiều...

Nêu những đặc điểm (về phương, chiều, điểm đặt) của lực đàn hồi của

a. lò xo

b. dây cao xu, dây thép

c. mặt phẳng tiếp xúc.

Bài giải:

a.

Phương: dọc theo trục của lò xo

Điểm đặt: hai đầu của lò xo.

Chiều: ngược với chiều của ngoại lực gây biến dạng.

b.

Phương: cùng phương với lực biến dạng.

Điểm đặt: hai đầu của sợi dây.

Chiều: ngược với chiều của ngoại lực gây biến dạng.

Lực đàn hồi trong trường hợp này gọi là lực căng.

c.

Phương: vuông góc với mặt phẳng tiếp xúc.

Điểm đặt: tại mặt tiếp xúc.

Chiều: ngược chiều với ngoại lực.

Giải câu 2: Phát biểu định luật Húc....

Phát biểu định luật Húc.

Bài giải:

Định luật Húc: Trong giới hạn đàn hồi, độ lớn của lực đàn hồi của lò xo tỉ lệ thuận với độ biến dạng của lò xo.

Biểu thức: Fđh = k. $\triangle l$ (N).

Với k là hệ số đàn hồi hay độ cứng của lò xo (N/m).

Giải câu 3: Phải treo một vật có trọng lượng...

Phải treo một vật có trọng lượng bằng bao nhiêu vào một lò xo có độ cứng k = 100 N/m để nó dãn 10 cm?

A. 1 000 N

B. 100 N

C. 10 N

D. 1 N

Bài giải:

Chọn đáp án C.

Giải thích:

Để lò xo giãn 10 cm thì lực tác dụng lên lò xo là F = 100.10.10-2  = 10 (N).

Lực đàn hồi phải cân bằng với trọng lượng của vật.

Giải câu 4: Một lò xo có chiều dài tự nhiên bằng...

Một lò xo có chiều dài tự nhiên bằng 15 cm. Lò xo được giữ cố định tại một đầu, còn đầu kia chịu một lực kéo bằng 4,5 N. Khi ấy lò xo dài 18 cm. Độ cứng của lò xo bằng bao nhiêu?

A. 30 N/m.

B. 25 N/m.

C. 1,5 N/m.

D. 150 N/m.

Bài giải:

Chọn đáp án D.

Giải thích:

Độ biến dạng của lò xo là: $\triangle l$ = 18 – 15 = 3 cm = 3.10-2  (m).

Độ cứng của lò xo là: $k = \frac{F}{\triangle l} = \frac{4,5}{3.10^{-2}} = 150$ (N/m).

Giải câu 5: Một lò xo có chiều dài tự nhiên...

Một lò xo có chiều dài tự nhiên 30 cm, khi bị nén lò xo dài 24 cm và lực đàn hồi của nó bằng 5 N. Hỏi khi lực đàn hồi của lò xo bị nén bằng 10 N thì chiều dài của nói bằng bao nhiêu?

A. 18 cm.

B. 40 cm.

C. 48 cm.

D. 22 cm.

Bài giải:

Chọn đáp án A.

Giải thích:

Khi lực đàn hồi bằng 5 N:

Độ biến dạng của lò xo là: $\triangle l$ = |24 – 30| = 6 cm = 6.10-2  (m).

Độ cứng của lò xo là: $k = \frac{F}{\triangle l} = \frac{5}{6.10^{-2}} = 250/3$ (N/m).

Khi lực đàn hồi bằng 10 N: thì độ biến dạng của lò xo là:

$\triangle l$ = $\frac{F}{k} = \frac{10}{\frac{250}{3}} = 0,12$ (m) = 12 cm.

Chiều dài của lò xo là l’ = l0 - $\triangle l$ = 30 – 12 = 18 cm (do bị nén).

Giải câu 6: Treo một vật có trọng lượng 2,0 N...

Treo một vật có trọng lượng 2,0 N vào một lò xo, lò xo dãn ra 10 mm. Treo một vật khác có trọng lượng chưa biết vào lò xo, nó dãn 80 mm.

a. tính độ cứng của lò xo.

b. tính trọng lượng chưa biết.

Bài giải:

a. Độ cứng của lò xo là: $k = \frac{F}{\triangle l} = \frac{2}{10.10^{-3}} = 200$(N/m).

b. Trọng lượng chưa biết là: P = F = k. $\triangle l$ = 200.80.10-3 = 16 N.