Bài 1 trang 171 SGK Vật lý 10 nâng cao
Cho một lò xo nằm ngang ở trạng thái ban đầu không bị biến dạng. khi tác dụng một lực F= 3N kéo lò xo cùng theo phương nằm ngang, ta thấy nó dãn được 2cm.
a) Tìm độ cứng của lò xo.
b) Xác định giá trị thế năng đàn hồi của lò xo khi nó dãn được 2cm
c) Tính công do lực đàn hồi thực hiện khi lò xo được kéo dãn thêm từ 2cm đến 3,5cm. công này dương hay âm? Giải thích ý nghĩa. Bỏ qua mọi lực cản
Hướng dẫn giải:
a) Độ cứng của lò xo:
\(\begin{array}{l} F = k{x_1}\\ \Rightarrow k = \frac{F}{{{x_1}}} = \frac{3}{{0,02}} = 150(N/m) \end{array}\)
b) \({W_{dh1}} = \frac{{kx_1^2}}{2} = \frac{{150.{{(0,02)}^2}}}{2} = 0,03(J)\)
c)
\(\begin{array}{l} {A_{12}} = {W_{dh1}} - {W_{dh2}} = 0,03 - \frac{{kx_2^2}}{2}\\ = 0,03 - \frac{{150.{{(0,035)}^2}}}{2}\\ \Rightarrow {A_{12}} = - 0,062(J) \end{array}\)
Công này là công âm, gọi là công cản so với công phát động của lực kéo
Bài 2 trang 171 SGK Vật lý 10 nâng cao
Giữ một vật khối lượng 0,25kg ở đầu một lò xo đặt thẳng đứng với trạng thái ban đầu chưa bị biến dạng. ấn cho vật đi xuống làm lò xo bị biến dạng một đoạn 10cm. Tìm thế năng tổng cộng của hệ vật – lò xo tại vị trí này. Lò xo có độ cứng 500N/m và bỏ qua khối lượng của nó. Cho g = 10m/2 và chọn mức không của lò xo tại vị trí lò xo không biến dạng
Hướng dẫn giải:
Chọn mốc thế năng tại vị trí lò xo không biến dạng.
Thế năng trọng trường tại vị trí lò xo bị nén 10cm là:
\({{\rm{W}}_1} = mgx = 0,25.10.( - 0,1) = - 0,25(J)\)
Thế năng tại vị trí đàn hồi này là:
\({{\rm{W}}_{dh}} = \frac{1}{2}k{x^2} = \frac{1}{2}.500.{(0,1)^2} = 2,5(J)\)
Thế năng tổng cộng của hệ :
\({{\rm{W}}_{tt}} = {{\rm{W}}_t} + {{\rm{W}}_{dh}} = - 0,25 + 2,5 = 2,25(J)\)
Trên đây là nội dung hướng dẫn giải chi tiết bài tập SGK nâng cao môn Vật lý 10 Chương 4 Bài 36 Thế năng đàn hồi được trình bày rõ ràng, cụ thể với phương pháp ngắn gọn và khoa học. Hy vọng rằng đây sẽ là tài liệu hữu ích giúp các em học sinh lớp 10 học tập thật tốt!
