XÁC ĐỊNH LỰC ĐÀN HỒI, ĐỘ BIẾN DẠNG, ĐỘ CỨNG, CHIỀU DÀI CỦA LÒ XO
1. PHƯƠNG PHÁP GIẢI
Sử dụng biểu thức định luật Húc:
\({F_{dh}} = k\left| {\Delta l} \right| = k\left| {l - {l_0}} \right|\) => Các đại lượng cần tìm.
Trong đó:
+ \({F_{dh}}\): độ lớn lực đàn hồi (N)
+ k: độ cứng của lò xo
+ \({l_0}\): chiều dài ban đầu của lò xo (m)
+ \(l\): chiều dài của lò xo sau khi bị biến dạng (m)
+ \(\Delta l\): độ biến dạng của lò xo (m)
\(\Delta l = l - {l_0}\): khi lò xo bị dãn
\(\Delta l = {l_0} - l\): khi lò xo bị nén
2. BÀI TẬP VÍ DỤ
Bài 1: Một lò xo có chiều dài tự nhiên là 10cm và có độ cứng là 40N/m. Giữ cố định một đầu và tác dụng vào đầu kia một lực 1N để nén lò xo. Chiều dài của lò xo khi bị nén là bao nhiêu?
Hướng dẫn giải
Khi nén một lực 1N vào lò xo, ta có:
\(F = k\Delta l \Rightarrow \Delta l = \frac{F}{k} = \frac{1}{{40}} = 0,025m = 2,5cm\)
\(\Delta l = {l_0} - l \Leftrightarrow 2,5 = 10 - l \Leftrightarrow l = 7,5cm\)
Bài 2: Một lò xo có chiều dài tự nhiên là 30cm, khi bị nén lò xo dài 24cm và lực đàn hồi của nó bằng 5N. Hỏi khi lực đàn hồi bị nén bằng 10N thì chiều dài của nó bằng bao nhiêu?
Hướng dẫn giải
Lò xo bị nén, độ biến dạng của lò xo là:
\(\Delta l = {l_0} - l = 30 - 24 = 6cm = 0,06m\)
Độ cứng của lò xo là:
\(k = \frac{F}{{\Delta l}} = \frac{5}{{0,06}} = \frac{{250}}{3}N/m\)
Khi lực đàn hồi của lò xo bị nén bằng 10N, ta có:
\(\Delta l' = \frac{{F'}}{k} = \frac{{10}}{{\frac{{250}}{3}}} = 0,12m = 12cm\)
Chiều dài của lò xo lúc này là:
\(l = {l_0} - \Delta l = 30 - 12 = 18cm\)
3. BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM
Câu 1. 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 2. 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 3. 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 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. 22cm.
B. 28cm
C. 40cm
D. 48cm
Câu 5. Một lò xo có chiều dài tự nhiên bằng 22(cm). Lò xo được treo thẳng đứng, một đầu giữ cố định, còn đầu kia gắn một vật nặng. Khi ấy lò xo dài 27(cm), cho biết độ cứng lò xo là 100(N/m). Độ lớn lực đàn hồi bằng
A. 500(N). B. 5(N). C. 20(N). D. 50(N)
Câu 6. Phải treo một vật có khối lượng bằng bao nhiêu vào lò xo có độ cứng k = 100N/m để lò xo dãn ra được 10cm? Lấy g = 10m/s2
A. 1kg.
B. 10kg
C. 100kg
D. 1000kg
Câu 7. Phải treo một vật có trọng lượng bằng bao nhiêu vào một lò xo có độ cứng k = 100N/m để nó dãn ra được 10cm. Lấy g = 10m/s2.
A. 1000N. B. 100N C. 10N. D. 1N
Câu 8. Trong 1 lò xo có chiều dài tự nhiên bằng 21cm. Lò xo được giữ cố định tại 1 đầu, còn đầu kia chịu 1 lực kéo bằng 5,0N. Khi ấy lò xo dài 25cm. Hỏi độ cứng của lò xo bằng bao nhiêu?
A. 1,25N/m
B. 20N/m
C. 23,8N/m
D. 125N/m
Câu 9. Một lò xo có độ cứng k = 100 N/m được treo thẳng đứng, một đầu được giữ cố định. Lấy gia tốc rơi tự do g = 10 m/s2. Để lò xo giãn ra được 5 cm thì phải treo vào đầu dưới của lò xo một vật có khối lượng là
A. 5 kg.
B. 2 kg.
C. 500 g.
D. 200 g.
Câu 10. Dùng một lò xo để treo một vật có khối lượng 300 g thì thấy lò xo giãn một đoạn 2 cm. Nếu treo thêm một vật có khối lượng 150 g thì độ giãn của lò xo là:
A. 1 cm. B. 2 cm C. 3 cm D. 4 cm
Câu 11. 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 12. 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 13. 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 14. 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 15. 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.
ĐÁP ÁN
| Câu | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
| ĐA | B | C | A | C | B | A | C | D | C | C |
| Câu | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 |
|
|
|
|
|
| ĐA | D | C | A | A | D |
|
|
|
|
|
---(Hết)---
Trên đây là toàn bộ nội dung tài liệu Chuyên đề Xác định lực đàn hồi, độ biến dạng, độ cứng, chiều dài của 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.
