Slide bài giảng vật lí 10 chân trời bài 23: Định luật hooke

Tóm lược nội dung

BÀI 23 ĐỊNH LUẬT HOOKE

Câu 1: Tính chất cơ bản của một lò xo là gì? Hai lò xo có cùng chiều dài nhưng làm bởi hai loại vật liệu khác nhau thì có đặc tính khác nhau như thế nào khi chịu lực tác dụng ? Trong bài này, ta sẽ tìm phương án thí nghiệm để thiết lập hệ thức liên hệ giữa lực tác dụng và độ biến dạng của lò xo.

Trả lời rút gọn: 

Hai lò xo có cùng chiều dài nhưng được làm từ hai loại vật liệu khác nhau sẽ có độ cứng và giới hạn đàn hồi khác nhau, đó là hai tính chất cơ bản của lò xo.

1. Mối liên hệ giữa lực đàn hồi và độ biến dạng của lò xo

Câu 1:
a, Dựa vào bộ dụng cụ đề xuất, hãy thiết kế phương án thí nghiệm( trong đó thể hiện rõ các bước tiến hành) để tìm ra mối liên hệ giữa lực đàn hồi và độ biến dạng của lò xo.

b, Tiến hành thí nghiệm khảo sát, ghi lại số liệu đo được vào bảng số liệu như gợi ý trong ảnh 23.1

Trả lời rút gọn: 

a, Dụng cụ: Giá đỡ, 2 đến 3 lò xo thẳng khác nhau, 1 vài vật nặng, thước đo, cân.

Cách tiến hành: 
- Đo chiều dài đầu của 3 lò xo.
- Treo một đầu của mỗi lò xo lên giá đỡ và treo vật nặng vào đầu còn lại. Đo độ biến dạng của lò xo.Làm tương tự với các lò xo còn lại và ghi kết quả vào bảng

b, Học sinh tự khảo sát và tính toán 

Câu 2:
a, Dựa vào số liệu đo được hoặc từ bảng 23.1 vẽ đồ thị biểu diễn mối liên hệ giữa độ biến dạng của lò xo và lực tác dụng lên lò xo.

b. Nhận xét về hình dạng của đồ thị và rút ra kết luận.

Trả lời rút gọn: 

a. Học sinh thí nghiệm và vẽ đồ thị.

b. Độ cứng của lò xo là hệ số tỉ lệ giữa độ biến dạng và lực tác dụng.

Câu 3: Dựa vào đồ thị Hình 23.2, hãy xác định độ cứng của hai lò xo tương ứng với hai đường biểu diễn xanh và đỏ.

Trả lời rút gọn: 

Tính độ cứng 

 Đường màu xanh k= 5:0,4 = 12,5 ( N/m)

Đường màu đỏ:

k= 5:0,6 = 8,33 ( N/m)

2. Định luật hooke

Câu 1: Hãy sử dụng những dụng cụ học tập của em và cân hiện số để xác định độ cứng lò xo trong bút bi ( 23.6)

Trả lời rút gọn: 

Các bước tiến hành:

Đo chiều dài chiếc lò xo trong bút bi

Cân khối lượng của cục tẩy

Cố định theo chiều thẳng đứng 1 đầu của lò xo, đầu còn lại treo cục tẩy vào. Đo chiều dài l mới

=> theo công thức F= k.∆l => độ cứng của lò xo là:  k= F/ ∆l  = m.g/∆l 

m là khối lượng của cục tẩy, g là gia tốc trọng trường

Câu 2: Một học sinh thực hiện thí nghiệm đo độ cứng của một lò xo thẳng đứng cào một điểm cố định, đầu kia của lò xo được buộc lần lượt vào nhiều vật có trọng lượng khác nhau. Học sinh này đo được các chiều dài của lò xo như trong bảng.

a, Điền vào ô trống trong bảng.

b, Vẽ đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của độ giãn lò xo theo lực tác dụng vào lò xo. Tính độ cứng của lò xo dùng trong thí nghiệm.

Trả lời rút gọn: 

a,

b, 

Câu 3: Xương là một bộ phận của cơ thể, có nhiều hình dạng với các vai trò khác nhau như: hỗ trợ cấu trúc cơ thể, bảo vệ các cơ quan quan trọng và cho phép cơ thể di chuyển. Ngoài ra, xương còn là một bộ phận có tính đàn hồi. Xem xương đùi của người tương đương với lò xo có độ cứng 1.10¹⁰ N/m. Hãy tính độ nén của mỗi xương đùi khi mang trên vai một vật nặng có khối lượng 20kg. Giả sử toàn bộ trọng lực của vật nặng phân bố đều cho 2 chân và ban đầu xương đùi chưa bị nén

Trả lời rút gọn: 

Ta có F= k.∆l 

=>∆l  = 20.9,8/(2.10¹⁰) = 9,8.10^-9 (m)