Lớp 10 Vật lí 10 - Chân trời sáng tạo

Lý thuyết Vật lý 10 bài 23: Định luật Hooke CTST

Lý thuyết Vật lý lớp 10 bài 23: Định luật Hooke được chúng tôi sưu tầm và tổng hợp các câu hỏi lí thuyết và trắc nghiệm có đáp án đi kèm nằm trong chương trình giảng dạy môn Vật lý lớp 10 sách chân trời sáng tạo. Mời quý thầy cô cùng các bạn tham khảo tài liệu dưới đây.

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.

2. Định luật Hooke (Húc)

a) Định luật Hooke

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|

Với \Delta \ell  = \ell  - {\ell _o}. Trong hệ SI, đơn vị của độ cứng k là: N/m

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

b) Vận dụng định luật Hooke

Ví đụ: 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

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}}

Ví dụ: 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

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

Ví dụ: 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)

  • 152 lượt xem
Sắp xếp theo
🖼️
Xóa Gửi bình luận

Vật Lí 10 CTST