Mục lục
Lò xo có ứng dụng khá nhiều trong thực tế đặc biệt các thí nghiệm vật lý khá thường xuyên dùng đến dụng cụ này. Trong vật lý 10 trang 74 bạn sẽ được nhắc đến lực đàn hồi được sinh ra từ lò xo. Thêm vào đó còn học thêm kiến thức định luật húc. Hãy cùng tổng hợp kiến thức để giải bài tập lý 10 trang 74.
1. Tổng hợp lý thuyết trong giải bài tập vật lý 10 trang 74
Đầu tiên bạn cần hệ thống những lý thuyết chính để giải bài tập vật lý 10 trang 74. Có hai phần cần nắm được sau khi học bài này chính là lực đàn hồi sinh ra từ lò xò và áp dụng định luật húc giải các bài tập.
1.1 Các yếu tố cần quan tâm khi xét lực đàn hồi sinh ra bởi lò xo
Khi đánh giá lực đàn hồi trong lò xo bạn nên chú ý đến hướng và điểm đặt quy định. Hướng ta gia tăng sinh lực sẽ ảnh hưởng dấu của giá trị. Điểm đặt lực cũng vậy sẽ ảnh hưởng đến kết quả khi làm nghiên cứu hay thí nghiệm.
Lò xo có thể kéo hoặc nén tùy theo mục đích thí nghiệm. Tuy nhiên khi tiến hành ta sẽ cố định lại 1 đầu để tiện đánh giá những thay đổi của lò xo khi đầu còn lại di chuyển và gây ra biến dạng.
Ta nhận thấy với một chiếc lò xo thông thường cả 2 đầu đều chịu tác dụng sinh ra lực đàn hồi. Lực này có thể do vật được gắn vào hoặc một vật bất kỳ tiếp xúc. Thông thường trong thí nghiệm lò xo sẽ được kiểm tra bằng lực kéo của tay hoặc gắn một vật nặng.
Khi có ngoại lực tác động lên lò xo làm biến dạng so với trạng thái ban đầu hướng của lực đó ngược lại với lực đàn hồi. Nếu bán kéo thì lực đàn hồi có xu hướng nén và ngược lại. Lò xo sẽ có khả năng đàn hồi trả lại vị trí cũ hoặc gần nhất vị trí cũ sau khi bị ngoại lực tác động lên.
1.2 Độ lớn của lực đàn hồi và định luật húc
Muốn lò xo kéo hay nén cần tạo ra lực tác dụng đủ lớn để tạo ra biến dạng. Khi lực tác dụng tăng , lực đàn hồi cũng gia tăng để giúp lò xo chống lại lực đang tác dụng lên nó. Nhưng mỗi lò xo lực đàn hồi sẽ có sự thay đổi chứ không phải đại lương cố định. Vì thế định luật húc đã ra đời.
a. Thí nghiệm đánh giá độ lớn của lực đàn hồi
Khi thực hiện thí nghiệm kiểm tra độ lớn cho lò xo cần cố định một đầu. Ta sẽ chỉ tác dụng lực ở một đầu của lò xo để đánh giá vấn đề. Như vậy kết quả thu được sẽ khả quan và có tính chính xác cao hơn khi xét đồng thời cả hai đầu. Bạn cần xác định độ dài lò xo khi chưa xuất hiện lực tác dụng gọi tên là l0.
Sau khi đã chuẩn bị lò xo đặt chúng cố định một đầu và đo l0 ta sẽ lần lượt dùng các quả cân cùng khối lượng móc lên lò xo và đo kết quả. Hãy xem những thay đổi của độ dài lò xo khi thêm từng quả cân và ghi lại kết quả đo được. Lúc này bạn có thể liên hệ đến định luật 3 niu tơn để tiện tính toán.
Thí nghiệm đánh giá độ lớn của lực đàn hồi
Ở định luật 3 niu tơn ta có F = ma và P = mg. Tuy nhiên nếu dựa theo thí nghiệm trên F sẽ cùng công thức tính toán với P nên ta có F = P. Điều này xảy ra do chiều chuyển động của vật không nằm ngang. Thời điểm được xác định độ chính chính xác của công thức chính là lúc quả cân nằm yên.
Khi đo chiều lò xo khi quả cân đứng yên bạn sẽ có thể so sánh các độ dài lò xo. Lò xo sẽ thay đổi độ dài mỗi lần có thêm lực tác dụng lên nó. Sau đó hãy lập ra một bảng kết quả theo thí nghiệm. Bạn có thể so sánh những thay đổi và nhận xét độ lớn lực tìm được theo công thực và kết quả thí nghiệm thực tế.
b. Khả năng đàn hồi của lò xo có giới hạn
Lò xo không thể đàn hồi vô hạn. Ở một giới hạn cụ thể khả năng đàn hồi sẽ giảm đi chứ không mãi tăng lên và tỉ thuận với độ tăng của ngoại lực gây biến dạng. Lúc này giới hạn đó sẽ được gọi là giới hạn đàn hồi.
Khi đạt đến giới hạn đàn hồi, lò xo không thể quay về trạng thái ban đầu. Bạn cũng có thể thực hiện đo chiều dài lò xo để chứng minh điều đó. Nếu chiều dài lớn hơn chiều dài l0 thì chứng tỏ lò xo đã vượt qua giới hạn đàn hồi.
c. Phát biểu định luật húc
Phát biểu định luật húc
Người nghiên cứu ra định luật húc tên là Rô bớt húc. Đó là lý do đặt tên định luật. Trong định định luật húc, k là đại diện cho độ cứng hay hệ số đàn hồi của lò xo. Trong tính toán k sẽ được nhắc đến là độ cứng hoặc độ đàn hồi với đơn vị là N/m.
d. Một số lưu ý về lực đàn hồi
Khi ta kiểm tra dây cao su hoặc dây thép sẽ có lực đàn hồi nếu ngoại lực tác động gây kéo dãn. Do đó lực đàn hồi lúc này còn được gọi là lực căng.. Khi phương của lực đàn hồi vuông góc với mặt tiếp xúc, các mặt tiếp xúc có thể ép nhau gây biến dạng.
2. Gợi ý giải đáp bài tập vật lý 10 trang 74 sgk
2.1 Bài 1
Câu a: lực đàn hồi của lò xò
Phương: phương được xác định trùng với phương của trục lò xo đang làm thí nghiệm
Chiều: lực đàn hồi ngược chiều với ngoại lực tác dụng
Điểm đặt lực: vị trí vật tiếp xúc đang được xét
Câu b: lực đàn hồi của dây cao su và dây thép
Phương: phương cùng với phương của sợi dây đang xét
Chiều: hướng vào từ hai đầu dây
Điểm đặt lực: vị trí vật tiếp xúc đang được xét
Câu c: lực đàn hồi với mặt phẳng tiếp xúc
Phương: vuông góc với mặt phẳng được xét có đánh giá sự tiếp xúc
Chiều: hướng ra ngoài mặt phẳng được xét
Điểm đặt lực: vật gây ra biến dạng được coi là điểm đặt
2.2 Bài 2
Người nghiên cứu ra định luật húc tên là Rô bớt húc. Đó là lý do đặt tên định luật. Trong định định luật húc, k là đại diện cho độ cứng hay hệ số đàn hồi của lò xo. Trong tính toán k sẽ được nhắc đến là độ cứng hoặc độ đàn hồi với đơn vị là N/m.
2.3 Bài 3
Đầu tiên ta cần xây dựng hệ vật và giả sử trạng thái vật dãn 10 cm là trạng thái cân bằng của vật. Lúc này các lực tác dụng lên vật đều có giá trị bằng 0 nên ta có thể áp dụng công thức:
Từ đó F = P nên ta sẽ tìm được trọng lượng của vật cần xét nhờ độ đàn hồi của lò xo và mức biến dạng lò xo. Lấy tích hai đại lượng sẽ có P = 100 x 0,1 = 10 N. Lưu ý bạn cần đổi độ dãn của lò xo ra đơn vị mét để đồng nhất các đơn vị bài toán.
2.4 Bài 4
Ta tìm độ biến dạng của lò xo dựa vào các độ dài được cho có độ biến dạng là 18 – 15 = 3cm đổi ra mét để tiện tính toán. Do lò xo cân bằng nên ta có thể tính ra được độ cứng của lò xo.
3. Các nội dung lý thuyết liên quan khác (nếu có)
Lý thuyết cơ bản cần nắm sau khi học vật lý 10 trang 74
4. Kết luận
Các bài tập vật lý 10 trang 74 đã giúp bạn hiểu thêm về lò xo và định luật húc. Hãy tham gia kien guru để luôn cập nhật những kiến thức thú vị.
