CHUYÊN ĐỀ TREO VẬT VÀO LÒ XO
1. PHƯƠNG PHÁP GIẢI
Khi lò xo treo thẳng đứng, một đầu gắn cố định, đầu còn lại treo vật m, ở trạng thái vật m nằm cân bằng, ta có:
\({F_{dh}} = P \Leftrightarrow k\left| {\Delta l} \right| = mg\)
* Các công thức
+ Lực đàn hồi của lò xo: Fđh = k(l – l0).
+ Khi treo vật nặng vào lò xo, ở vị trí cân bằng ta có: mg = k(l – l0)
+ Lực ma sát: Fms = mN.
* Phương pháp giải Để tìm các đại lượng liên quan đến lực đàn hồi, lực ma sát ta viết biểu thức liên hệ giữa những đại lượng đã biết và đại lượng cần tìm từ đó suy ra để tính đại lượng cần tìm.
2. BÀI TẬP VÍ DỤ
Ví dụ 1: Một quả cân có khối lượng m = 100g treo vào đầu dưới của một lò xo nhẹ, đầu kia của lò xo gấn trên giá treo. Cho \(g = 10m/{s^2}\). Khi vật cân bằng thì lực của lò xo tác dụng lên vật là bao nhiêu?
Hướng dẫn giải
Vật chịu tác dụng của trọng lực \(\overrightarrow P \) và lực đàn hồi \(\overrightarrow {{F_{dh}}} \)
Khi vật nằm cân bằng ta có:
\({F_{dh}} = P = mg = 0,1.10 = 1N\)
Ví dụ 2: Một lò xo treo thẳng đứng có độ dài tự nhiên 30 cm. Treo 150 g vào đầu dưới lò xo thì thấy lò xo dài 33 cm. Hỏi nếu treo vật 0,1 kg thì lò xo dài bao nhiêu?
A. 30cm B. 20 cm C. 23 cm D. 32 cm
Hướng dẫn giải
Fđh = P ⇒ mg = k(l – l0)
0,15 g = k (0,33 – 0,3)
0,1 g = k (l2 – 0,3)
\(\begin{align} & \Rightarrow \frac{0,15}{0,1}=\frac{0,33-0,3}{{{l}_{2}}-0,3} \\ & \Rightarrow {{l}_{2}}=32cm \\ \end{align}\)
Ví dụ 3: Một lò xo có chiều dài tự nhiên 15 cm và có độ cứng 100 N/m. Giữ cố định một đầu và tác dụng vào đầu kia một lực 3 N để nén lò xo. Khi đó chiều dài lò xo là?
A. 12 cm B. 0,2 m C. 20 cm D. 10 cm
Hướng dẫn giải
F = Fđh = k |l - l0|
Mà lò xo bị nén ⇒ l < l0
⇒ 3 = 100.(0,15 – l)
⇒ l = 12 cm
3. BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM
Câu 1. Người ta treo một đầu lò xo vào một điểm cố định, đầu dưới của lò xo là những chùm quả nặng, mỗi quả đều có khối lượng 200g. Khi chùm quả nặng có 2 quả, chiều dài của lò xo là 15cm. Khi chùm quả nặng có 4 quả, chiều dài của lò xo là 17cm. Cho g =10m/s2. Số quả nặng cần treo để lò xo dài 21 cm là
A. 8 quả.
B. 10 quả.
C. 6 quả.
D. 9 quả.
Câu 2. Người ta treo một vật có khối lượng 0,3kg 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 \(g=10m/{{s}^{2}}\). Độ cứng của lò xo là:
A. \(9,7N/m\)
B. \(1N/m\)
C. \(100N/m\)
D. 50N/m.
Câu 3. Một lò xo có chiều dài tự nhiên bằng 20 cm. Khi bị kéo lò xo dài 24 cm và lực đàn hồi của nó bằng 5N. Hỏi khi lực đàn hồi của lò xo bằng 10 N thì chiều dài của nó bằng bao nhiêu?
A. 28 cm.
B. 30 cm.
C. 45 cm.
D.20 cm.
Câu 4. Một lò xo có chiều dài tự nhiên là 20cm. Khi lò xo có chiều dài 24cm thì lực dàn hồi của nó bằng 5N. Hỏi khi lực đàn hồi của lò xo bằng 10N thì chiều dài của nó bằng bao nhiêu ?
A. 28cm
B. 48cm
C. 22cm
D. 40cm
Câu 5. Treo vật có khối lượng 300 g vào một lò xo thẳng đứng có độ dài 25 cm. Biết lò xo có độ cứng 100 N/m, gia tốc trọng trường g = 10 m/s2. Chiều dài của lò xo khi vật đứng cân bằng là
A. 25 cm.
B. 26 cm.
C. 27 cm.
D. 28 cm.
Câu 6. Một lò xo có độ cứng k, độ dài tự nhiên l0 được treo thẳng đứng, đầu trên cố định. Khi người ta treo quả cân có khối lượng 200 g vào đầu dưới của lò xo. Khi vật cân bằng thì lò xo có độ dài dài 32 cm. Nếu treo thêm quả cân 500 g nữa vào đầu dưới của lò xo thì khi vật cân bằng, lò xo dài 37 cm. Lấy g = 10 m/s2. Độ dài tự nhiên và độ cứng của lò xo là
A. l0 = 30 cm; k = 1000 N/m
B. l0 = 32 cm; k = 300 N/m
C. l0 = 32 cm; k = 200 N/m
D. l0 = 30 cm; k = 100 N/m.
Câu 7. Một lò xo có chiều dài tự nhiên là l0 = 27 cm, được treo thẳng đứng. Khi treo vào lò xo một vật có trọng lượng P1 = 5N thì lò xo dài l1 = 44 cm. Khi treo vật khác có trọng lượng P2 chưa biết, lò xo dài l2 = 35 cm. Hỏi độ cứng của lò xo và trọng lượng P2.
A. 25,3 N/m và 2,35 N.
B. 29,4 N/m và 2,35 N.
C. 25,3 N/m và 3,5 N.
D. 29,4 N/m và 3,5 N.
Câu 8. Một lò xo có chiều dài tự nhiên 5 cm. Treo lò xo thẳng đứng rồi móc vào đầu dưới một vật có khối lượng m1 = 0,5 kg, lò xo dài l1 = 7 cm. Nếu treo một vật khác có khối lượng m2 chưa biết thì nó dài 6,5 cm. Lấy g = 9,8 m/s2. Tính độ cứng của lò xo và khối lượng m2.
A. 225 N/m; 0,375 kg.
B. 245 N/m; 0,325 kg.
C. 245 N/m; 0,375 kg.
D. 200 N/m; 0,325 kg.
Câu 9. Một vật có khối lượng M được gắn vào một đầu của lò xo có độ cứng k đặt trên mặt phẳng nghiêng một góc a, không ma sát vật ở trạng thái đứng yên. Độ dãn x của lò xo là
\(\begin{align} & A.x=2Mg\sin \frac{\theta }{k} \\ & B.x=Mg\sin \frac{\theta }{k} \\ & C.x=\frac{Mg}{k} \\ & D.x=\sqrt{2Mg} \\ \end{align}\)
Câu 10: Một cơ hệ gồm bốn thanh nhẹ nối với nhau bằng các khớp, một lò xo nhẹ tạo thành hình vuông. Ban đầu lò xo dài tự nhiên 10cmF. Khi treo vật 500g thì góc nhọn giữa hai thanh (khớp không gắn lò xo) là α = 60°. Lấy g = 10m/s2.Tính độ cứng k của lò xo.
A. 68,3N/m.
B. 75N/m.
C. 98,6N/m.
D. 120,7N/m.
ĐÁP ÁN
| Câu | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
| ĐA | A | C | A | A | D | D | B | C | B | C |
---(Hết)---
Trên đây là toàn bộ nội dung tài liệu Chuyên đề Treo vật vào lò xo môn Vật Lý 10 năm 2021. Để xem thêm nhiều tư liệu hữu ích khác, các em đăng nhập vào trang Chúng tôi để tải tài liệu về máy tính.
Hy vọng tài liệu này sẽ giúp các em học sinh ôn tập tốt và đạt thành tích cao trong học tập.
