A. TÓM TẮT LÍ THUYẾT
I. Hướng và điểm đặt của lực đàn hồi của lò xo
1. Lực đàn hồi xuất hiện ở hai đầu của lò xo và tác dụng vào các vật tiếp xúc (hay gắn) với lò xo làm nó biến dạng
2. Khi lò xo bị dãn lực đàn hồi của lò xo hướng theo trục của lò xo vào phía trong, còn khi nén lực đàn hồi của lò xo hướng theo trục của lò xo ra ngoài.
II. Độ lớn của lực đàn hồi của lò xo - Định luật Húc
1. Trong giới hạn đàn hồi, độ lớn của lực đàn hồi của lò xo tỉ lệ thuận với độ biến dạng của lò xo.
Fdh = k|∆l|
Trong đó k là độ cứng (hay hệ số đàn hồi) của lò xo, có đợn vị là N/m; ∆l = |l – l0| là độ biến dạng ( độ dãn hay nén ) của lò xo.
2. Đối với dây cao su, day thép..khi bị kéo lực đàn hồi được gọi là lực căng. Đối với các mặt tiếp xúc bị biến dạng khi ép vào nhau, lực đàn hồi có phương vuông góc với mặt tiếp xúc.
B. BÀI TẬP VÀ HƯỚNG DẪN GIẢI
Câu 1: SGK trang 74:
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.
Hướng dẫn 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.
Câu 2: SGK trang 74:
Phát biểu định luật Húc.
Hướng dẫn 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. △l (N).
Với k là hệ số đàn hồi hay độ cứng của lò xo (N/m).
Câu 3: SGK trang 74:
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
Hướng dẫn 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.
Câu 4: SGK trang 74:
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.
Hướng dẫn giải
Chọn đáp án D.
Giải thích:
Độ biến dạng của lò xo là: △l = 18 – 15 = 3 cm = 3.10-2 (m).
Độ cứng của lò xo là: \[k=\frac{F}{\vartriangle l}=\frac{4,5}{{{3.10}^{-2}}}=150\] (N/m).
Câu 5: SGK trang 74:
Một lò xo có chiều dài tự nhiêm 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.
Hướng dẫn giải
Chọn đáp án A.
Giải thích:
Khi lực đàn hồi bằng 5 N:
Độ biến dạng của lò xo là: △l = |24 – 30| = 6 cm = 6.10-2 (m).
Độ cứng của lò xo là: \[k=\frac{F}{\vartriangle l}=\frac{5}{{{6.10}^{-2}}}=\frac{250}{3}\] (N/m).
Khi lực đàn hồi bằng 10 N: thì độ biến dạng của lò xo là:
△l =\[\frac{F}{k}=\frac{10}{\frac{250}{3}}=0,12\] (m) = 12 cm.
Chiều dài của lò xo là l’ = l0 - △l = 30 – 12 = 18 cm (do bị nén).
Câu 6: SGK trang 74 vật lý lớp 10
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.
Hướng dẫn giải
a. Độ cứng của lò xo là: \[k=\frac{F}{\vartriangle l}=\frac{2}{{{10.10}^{-3}}}=200\] (N/m).
b. Trọng lượng chưa biết là: P = F = k. △l = 200.80.10-3 = 16 N.