Cùng HOC247 tìm hiểu về mối liên hệ giữa lực đàn hồi và độ biến dạng của lò xo, định luật Hooke qua nội dung của Bài 23: Định luật Hooke Chương 9 SGK Vật Lý 10 Chân trời sáng tạo. Mời các em cùng tham khảo nội dung dưới đây!
Tóm tắt lý thuyết
1.1. Mối liên hệ giữa lực đàn hồi và độ biến dạng của lò xo
Thí nghiệm khảo sát lực đàn hồi và độ biến dạng của lò xo
* Mục đích: Tìm hiểu mối liên hệ giữa lực đàn hồi và độ biến dạng của lò xo.
* Dụng cụ: Giá đỡ, hai đến ba lò xo thẳng khác nhau, vật nặng, thước đo, cân.
Ta có thể bố trí thí nghiệm như Hình 23.1, Bảng 23.1 trình bày một bộ số liệu đã đo được.
Kết luận: Trong giới hạn đàn hồi, lò xo có độ dãn tỉ lệ thuận với lực tác dụng. Hệ số tỉ lệ đặc trưng cho mỗi lò xo và được gọi là độ cứng (hệ số đàn hồi) của lò xo.
1.2. Định luật Hooke (Húc)
|
Trong giới hạn đàn hồi, độ lớn lực đàn hồi của lò xo tỉ lệ thuận với độ biến dạng của lò xo theo biểu thức: \({F_{dh}} = k.\left| {\Delta \ell } \right|\) |
|---|
Trong hệ SI, đơn vị của độ cứng k là: N/m
Với \(\Delta \ell = \ell - {\ell _o}\)
Trong đó:
l là chiều dài của lò xo tại vị trí cân bằng
lo là chiều dài tự nhiên của lò xo khi chưa biến dạng
 |
 |
| Lò xo bị biến dạng khi treo vật |
Các yếu tố ảnh hưởng đến độ cứng của một lò xo |
Bài tập minh họa
Bài tập 1: Một lò xo có chiều dài tự nhiên là 20 cm. Khi lò xo có chiều dài 24 cm thì lực đàn hồi của nó bằng 5 N. Hỏi khi lực đàn hồi của lò xo bằng 10 N thì chiều dài của nó bằng bao nhiêu?
Hướng dẫn giải:
Ta có: \(\frac{{{F_1}}}{{{F_2}}} = \frac{{k.\Delta {l_1}}}{{k.\Delta {l_2}}} = \frac{{{l_1} - {l_0}}}{{{l_2} - {l_0}}} \Rightarrow \frac{5}{{10}} = \frac{{24 - 20}}{{{l_2} - 20}} \Rightarrow {l_2} = {\rm{28\;cm}}\)
Bài tập 2: Người ta treo một vật có khối lượng 0,3 kg vào đầu dưới của một lò xo (đầu trên cố định), thì lò xo dài 31 cm. Khi treo thêm một vật 200g nữa thì lò xo dài 33 cm. Lấy độ cứng của lò xo là bao nhiêu?
Hướng dẫn giải:
Ta có:
\(\frac{{{F_1}}}{{{F_2}}} = \frac{{{P_1}}}{{{P_2}}} \Leftrightarrow \frac{{\Delta {l_1}}}{{\Delta {l_2}}} = \frac{{{m_1}.g}}{{{m_2}.g}}\)
\(\Rightarrow \frac{{{l_1} - {l_0}}}{{{l_2} - {l_0}}} = \frac{{{m_1}}}{{{m_2}}} \Rightarrow \frac{{31 - {l_0}}}{{33 - {l_0}}} = \frac{{0,3}}{{0,3 + 0,2}} \Rightarrow {l_0} = 28cm\)
Ta lại có: \({P_1} = {F_1} = k.\Delta {l_1} \Leftrightarrow {m_1}g = k.\left( {{l_1} - {l_0}} \right) \Rightarrow k = 100N/m\)
Bài tập 3: Một lò xo có chiều dài tự nhiên 20 cm và có độ cứng 75 N/m. Lò xo vượt quá giới hạn đàn hồi của nó khi bị kéo giãn vượt quá chiều dài 30 cm. Lực đàn hồi cực đại của lò xo bằng bao nhiêu?
Hướng dẫn giải:
Áp dụng định luật Hooke ta có
\({F_{dh\max }} = k.\left( {{l_{\max }} - {l_0}} \right) = 75.\left( {0,3 - 0,2} \right) = 7,5\left( N \right)\)
Luyện tập Bài 23 Vật Lý 10 CTST
Sau bài học này, học sinh sẽ nắm được:
- Thiết kế và thực hiện thí nghiệm tìm mối liên hệ giữa lực đàn hồi và độ biến dạng lò xo
- Định luật Hooke
3.1. Trắc nghiệm Bài 23 môn Vật Lý 10 CTST
Các em có thể hệ thống lại nội dung kiến thức đã học được thông qua bài kiểm tra Trắc nghiệm Vật Lý 10 Chân trời sáng tạo Chương 9 Bài 23 cực hay có đáp án và lời giải chi tiết.
Câu 4-10: Mời các em đăng nhập xem tiếp nội dung và thi thử Online để củng cố kiến thức về bài học này nhé!
3.2. Bài tập SGK Bài 23 môn Vật Lý 10 CTST
Các em có thể xem thêm phần hướng dẫn Giải bài tập Vật Lý 10 Chân trời sáng tạo Chương 9 Bài 23 để giúp các em nắm vững bài học và các phương pháp giải bài tập.
Mở đầu trang 140 SGK Vật Lý 10 Chân trời sáng tạo - CTST
Câu hỏi thảo luận 1 trang 140 SGK Vật Lý 10 Chân trời sáng tạo - CTST
Câu hỏi thảo luận 2 trang 140 SGK Vật Lý 10 Chân trời sáng tạo - CTST
Luyện tập trang 141 SGK Vật Lý 10 Chân trời sáng tạo - CTST
Luyện tập trang 142 SGK Vật Lý 10 Chân trời sáng tạo - CTST
Giải bài tập 1 trang 143 SGK Vật Lý 10 Chân trời sáng tạo - CTST
Giải bài tập 2 trang 143 SGK Vật Lý 10 Chân trời sáng tạo - CTST
Giải bài tập trắc nghiệm 23.1 trang 78 SBT Vật lý 10 Chân trời sáng tạo - CTST
Giải bài tập trắc nghiệm 23.2 trang 78 SBT Vật lý 10 Chân trời sáng tạo - CTST
Giải bài tập trắc nghiệm 23.3 trang 78 SBT Vật lý 10 Chân trời sáng tạo - CTST
Giải bài tập trắc nghiệm 23.4 trang 79 SBT Vật lý 10 Chân trời sáng tạo - CTST
Giải bài tập tự luận 23.1 trang 79 SBT Vật lý 10 Chân trời sáng tạo - CTST
Giải bài tập tự luận 23.2 trang 79 SBT Vật lý 10 Chân trời sáng tạo - CTST
Giải bài tập tự luận 23.3 trang 80 SBT Vật lý 10 Chân trời sáng tạo - CTST
Giải bài tập tự luận 23.4 trang 81 SBT Vật lý 10 Chân trời sáng tạo - CTST
Giải bài tập tự luận 23.5 trang 81 SBT Vật lý 10 Chân trời sáng tạo - CTST
Giải bài tập tự luận 23.6 trang 81 SBT Vật lý 10 Chân trời sáng tạo - CTST
Hỏi đáp Bài 23 Vật Lý 10 CTST
Trong quá trình học tập nếu có thắc mắc hay cần trợ giúp gì thì các em hãy comment ở mục Hỏi đáp, Cộng đồng Vật lý HOC247 sẽ hỗ trợ cho các em một cách nhanh chóng!
Chúc các em học tập tốt và luôn đạt thành tích cao trong học tập!
-- Mod Vật Lý 10 HỌC247
