Sách Giải

https://sachgiai.com

Giải bài tập Vật lý 10 bài 12: Lực đàn hồi của lò xo. Định luật húc

• Thứ hai - 24/06/2019 09:48
•  In ra
•  Đóng cửa sổ này

A/ HƯỚNG DẪN TRẢ LỜI CÁC CÂU HỎI SGK
1. Nêu những đặc điểm (về phương, chiều và điểm đặt) của lực đàn hồi của:
a) Lò xo.
b) Dây cao su, dây thép.
c) Mặt phẳng tiếp xúc.
Trả lời:
a) Lò xo:
Phương: song song với trực lò xo.
Chiều: ngược hướng với chiều của ngoại lực làm biến dạng (dãn hoặc nén) lò xo.
Điểm đặt: tai hai đầu lò xo.
b) Dây cao su, dây thép:
Phương: cùng phương với chiều dài dây.
Chiều: ngược hướng với chiều của ngoại lực làm dãn dây (nên còn gọi là lực căng dây).
Điểm đặt: tại hai đầu dây.
c) Mặt phẳng tiếp xúc;
Phương: vuông góc với mặt phảng tiếp xúc.
Chiếu: ngược hướng với chiều của ngoại lực làm mặt biên dạng. Điểm dặt: tại mặt tiếp xúc.

2. Phát biểu định luật Húc.
Trả lời
Trong giới hạn đàn hồi độ lớn của lực đàn hồi của lò xo tỉ lệ với độ biến dạng của lò xo: F_dh = k|∆l|
Trong đó k là độ cứng (hay hệ số đàn hồi của lò xo có đơn vị là N/m
l - l_o = độ biến dạng (độ dãn hay nén của lò xo).
l_o­ = chiều dài tự nhiên của lò xo ( lúc lò xo không dãn, không nén)

3. Phải treo một vật có trọng lượng bằng bao nhiêu vào một lò xo có độ cứng k = 100 N/m để nó dãn ra được 10 cm?
A. 1000 N
B. 100 N
C. 10 N
D. 1 N
Hướng dẫn giải:
Khi treo vật vào lò xo làm nó dãn ra một đoạn ∆l = 10 cm = 0,1 ra thì lực đàn hồi cân bằng với trọng lượng của vật: F_dh = P
Trọng lượng của vật: P = k|∆l| = 100 . 0,1 = 10 N
Đáp án: C

4. 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. Hỏi 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:
Ta có: F_kéo = F_dh = k|∆l|
Trong đó: |∆l| = |l_cb - l_o| =|18 – 15| = 3 cm = 0,03 m
Độ cứng của lò xo: k =  = 150 N/m
Đáp án: D

5. Một lò xo có chiều đài tự nhiên bằng 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 bằng 10 N thì chiều dài của nó có thể bằng bao nhiêu?
A. 18 cm
B. 40 cm
C. 48 cm
D. 22 cm
Hướng dẫn giải:

6. Treo một vật có trọng lượng 2 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 ra 80 mm. Hãy tính:
a) Độ cứng của lò xo.
b) Trọng lượng chưa biết.
Hướng dẫn giải:
a) Độ cứng của lò xo:
Khi lò xo ở vị trí cân bằng thì P = F_dh
<=> P = mg = k∆l => k =  => k =  = 200 (N/ m )
b) Tương tự ta có: P’ = k∆l’= 200 . 80.10^-3 = 16 N
Đáp số: a. k = 200 N/m; b. P’ = 16 N

B/ HƯỚNG DẪN GIẢI CÁC BÀI TẬP CƠ BẢN
1. Hình 12.1, lực đàn hồi của lò xo tác dụng vào những vật nào? Tại sao? Hãy biểu diễn các lực đó.
Trả lời:

Lực đồn hồi của lò xo tác dụng vào quả cầu và giá gắn lò xo.
- Hình 12.1a: lò xo không biến dạng, lực đàn hồi bằng không.
- Hình 12, 1b: lò xo bị dãn, lực đàn hồi kéo lò xo co về vị trí 0.
- Hình 12.1c: lò xo bị nén, lực đàn hồi kéo lò xo dãn về vị trí 0
* Biểu diễn các lực như hình 12.1d.
2. Một lò xo có chiều dài tự nhiên là 10 được treo thẳng đứng. Treo vào đầu dưới của lò xo một quả cân khối lượng m = 200 g thì chiều dài của lò xo là 30 cm. Biết lò xo có độ cứng k = 200 N/m. Cho g = 10 m/s². Tính l_o?
Hướng dẫn giải
Khi lò xo ở vị trí cân bằng thì P = F_dh:
<=> mg = k∆l => ∆l =   =  = 0,01m = 1 cm
Vì lò xo bị dãn ra nên chiều dài tự nhiên của lò xo nhỏ hơn chiều dài lúc treo vật do đó:
l – l­_o = ∆l =1cm => l_o = l - ∆l = 30 -1 = 29 cm
Đáp số: l_o = 29 cm

6. Lần lượt treo vào đầu lò xo khối lượng m₁ = 300 g rồi m₂ = 400 g thì chiều dài của lò xo lần lượt là l­₁ = 28 cm và l₂ = 29 cm.
a) Tìm chiều dài tự nhiên của lò xo.
b) Tìm độ cứng của lò xo. Lấy g = 10 m/s².
Hướng dẫn giải: