CƠ NĂNG CỦA VẬT CHỊU TÁC DỤNG CỦA LỰC ĐÀN HỒI KHI LÒ XO TREO THẲNG ĐỨNG
1. PHƯƠNG PHÁP GIẢI
- Động năng của con lắc lò xo: Wđ=mv2/2
- Thế năng đàn hồi của con lắc lò: Wt=kΔl2/2
- Cơ năng trong con lắc lò xo: W=Wđ+Wt
2. VÍ DỤ MINH HỌA
Một lò xo thẳng đứng, đầu dưới cố định đầu trên đỡ một vật có khối lượng 8 kg. Lò xo có độ cứng k = 800 N/m. Lấy g =10m/s². Tại vị trí cân bằng nén thêm 30 cm rồi thả nhẹ nhàng. Xác đinh thế năng của lò xo ngay lúc đó. Tính công của lực đàn hồi đã thực hiện.
Giải
\(m = 8kg;k = 800N/m;{\rm{\Delta }}l = 30cm\)
Tại vị trí cân bằng lò xo bị nén :
\({\rm{\Delta }}l' = \frac{{mg}}{k} = \frac{{8.10}}{{800}} = 0,1m = 10cm\)
Thế năng tại vị trí nén :
\({{\rm{W}}_t} = \frac{1}{2}k.{({\rm{\Delta }}l + {\rm{\Delta }}l')^2} = \frac{1}{2}.800.{(0,3 + 0,1)^2} = 64J\)
Công của lực đàn hồi:
\(A = {{\rm{W}}_t} - {{\rm{W}}_t}^\prime = 64 - \frac{1}{2}.k.{\rm{\Delta }}{l^{\prime 2}} = 64 - \frac{1}{2}.800.0,{1^2} = 60J\)
3. BÀI TẬP VẬN DỤNG
Câu 1. Một lò xo nhẹ độ cứng k treo vật nhỏ khối lượng m. Giữ cho lò xo có phương thẳng đứng và không biến dạng rồi thả nhẹ, bỏ qua lực cản không khí. Độ dãn tối đa của lò xo có biểu thức
A. mg/k.
B. 2mg/k
C. 3mg/k.
D. 4mg/k.
Câu 2. Một lò xo có độ cứng 200 N/m được treo thẳng đứng đầu trên gắn cố định với giá đỡ, đầu dưới gắn với quả cầu khối lượng m = 80g. Kéo quả cầu rời khỏi vị trí cân bằng của nó một đoạn 5,0 cm xuống phía dưới, sau đó thả nhẹ để nó chuyển động. Vận tốc của quả cầu khi nó về tới vị trí cân bằng
A.2,5m/s.
B. 5m/s.
C. 7,5m/s.
C.1,25m/s.
Câu 3. Một lò xo có độ cứng 200 N/m được treo thẳng đứng, đầu trên gắn cố định với giá đỡ, đầu dưới gắn với quả cầu khối lượng m. Tại vị trí cân bằng lò xo dãn một đoạn 5,0 cm.Từ vị trí cân bằng kéo vật xuống một đoạn 10cm rồi thả nhẹ để nó chuyển động. Vận tốc của quả cầu khi nó về tới vị trí cân bằng là
A.10√2 m/s.
B.2√10 m/s.
C. 2m/s.
D.√2 m/s.
Câu 4. Một lò xo có độ cứng 200 N/m được treo thẳng đứng, đầu trên gắn cố định với giá đỡ, đầu dưới gắn với quả cầu khối lượng m. Tại vị trí cân bằng lò xo dãn một đoạn 5,0 cm.Từ vị trí cân bằng kéo vật xuống một đoạn để lò xo dãn 15cm rồi thả nhẹ để nó chuyển động. Vận tốc của quả cầu khi nó về tới vị trí cân bằng là
A.10√2m/s.
B. √2m/s.
C. 2m/s.
D.2√10 m/s.
Câu 5. Một lò xo được đặt thẳng đứng, đầu dưới cố định, đầu trên đỡ một vật khối lượng 8 kg. Bỏ qua khối lượng của lò xo và lực cản của không khí. Khi hệ vật nằm cân bằng tại vị trí O, lò xo bị nén một đoạn 10 cm. Lấy g ≈ 10 m/s2. Ấn vật xuống phía dưới tới vị trí A để lò xo bị nén thêm 30 cm, rồi buông nhẹ tay thả cho vật chuyển động. Độ cao lớn nhất mà vật đạt tới so với vị trí A bằng
A.20cm.
B. 40cm.
C. 30cm.
D. 60cm.
-(Hết)-
Trên đây là toàn bộ phần nội dung tài liệu Phương pháp giải bài tập Cơ năng của vật chịu tác dụng của lực đàn hồi khi lò xo treo thẳng đứng môn Vật Lý 10 năm 2021. Để xem thêm nhiều tài liệu tham khảo hữu ích khác các em chọn chức năng xem online hoặc 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.
