PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP THẾ NĂNG ĐÀN HỒI
I. PHƯƠNG PHÁP GIẢI
- Thế năng đàn hồi là dạng năng lượng của một vật chịu tác dụng của lực đàn hồi.
- Công thức tính thế năng đàn hồi của một lò xo ở trạng thái có độ biến dạng Δl là:
\({{\rm{W}}_t} = \frac{1}{2}k{\left( {\Delta l} \right)^2}\)
- Thế năng đàn hồi là một đại lượng vô hướng, dương.
- Đơn vị của thế năng đàn hồi là jun (J).
II. VÍ DỤ MINH HỌA
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 :
\({{\rm{W}}_{tt}} = {{\rm{W}}_t} + {{\rm{W}}_{dh}} = - 0,25 + 2,5 = 2,25(J)\)
III. BÀI TẬP VẬN DỤNG
1/ Người ta móc một vật nhỏ vào đầu một lò xo có độ cứng 250 N.m, đầu kia của lò xo gắn cố định với giá đỡ. Xác định thế năng đàn hồi của lò xo khi lò xo bị nén lại một đoạn 2,0 cm.
A. 50 mJ. B. 100 mJ.
C. 80 mJ. D. 120 mJ.
2/ Khi bị nén 3cm một lò xo có thế năng đàn hồi bằng 0,18J. Độ cứng của lò xo bằng
A. 200N/m. B. 400N/m.
C. 500N/m. D. 300N/m.
3/ Cho một lò xo đàn hồi nằm ngang ở trạng thái ban đầu không bị biến dạng. Khi tác dụng một lực F = 3N kéo lò xo theo phương ngang ta thấy nó giãn được 2cm. Tính giá trị thế năng đàn hồi của lò xo.
A. 0,08J. B. 0,04J.
C. 0,03J. D. 0,05J
4/ Một lò xo có độ dài ban đầu l0 = 10cm. Người ta kéo giãn với độ dài l1 = 14cm. Hỏi thế năng lò xo là bao nhiêu? Cho biết k = 150N/m.
A. 0,13J. B. 0,2J.
C. 1,2J. D. 0,12J.
5/ Một lò xo có độ cứng k = 100N/m một đầu gắn vào điểm cố định, đầu còn lại treo một vật m = 1kg. Lấy mốc thế năng ở vị trí cân bằng của vật. Thế năng của hệ lò xo – vật khi vật ở vị trí cân bằng là
A. 0 J. B. 0,5 J.
C. 1 J. D. – 0,5 J.
6/ Cho một lò xo đàn hồi nằm ngang ở trạng thái ban đầu không bị biến dạng, khi tác dụng một lực F = 3N kéo lò xo cũng theo phương ngang, ta thấy nó dãn được 2cm. Giá trị thế năng đàn hồi của lò xo khi nó dãn được 2cm là
A. 0,04J. B. 0,05J. C. 0,03J. D. 0,08J.
7/ Một con lắc lò xo thẳng đứng, lò xo có độ cứng k = 10 N/m, vật nặng có khối lượng m = 200 g. Chọn mốc thế năng khi lò xo có chiều dài tự nhiên. Lấy g = 10m/s2. Thế năng đàn hồi của vật tại vị trí cân bằng là
A. 0,04 J. B. 0,2 J. C. 0,02 J. D. 0,05 J.
8/ Giữ một vật khối lượng 0,25kg ở đầu một lò xo thẳng đứng với trạng thái ban đầu chưa biến dạng. Ấn cho vật đi xuống làm lò xo bị nén một đoạn 10cm. Biết lò xo có độ cứng k = 500N/m, bỏ qua khối lượng của nó, lấy g = 10m/s2 và chọn gốc thế năng ở vị trí lò xo không biến dạng. Thế năng tổng cộng của hệ vật và lò xo là
A. 3,04J. B. 2,75J . C. 2,25J . D. 0,48J.
9/ Một lò xo có độ cứng k = 10N/m và chiều dài tự nhiên l0 = 10cm. Treo vào một đầu lò xo một quả cân khối lượng 100g, lấy vị trí cân bằng của quả cân làm gốc tọa độ, g = 10m/s2, bỏ qua khối lượng của lò xo. Giữ quả cân ở vị trí sao cho lò xo có chiều dài 5cm và 10cm thì thế năng tổng cộng của hệ lò xo - quả nặng tương ứng ở hai vị trí đó là
A. 0,2625J; 0,15J.
B. 0,25J; 0,3J.
C. 0,25J; 0,625J.
D. 0,6J; 0,02J.
10. Cho một lò xo đàn hồi nằm ngang ở trạng thái ban đầu không bị biến dạng, khi tác dụng một lực F = 3N kéo lò xo cũng theo phương ngang, ta thấy nó dãn được 2cm. Công do lực đàn hồi thực hiện khi lò xo được kéo dãn thêm từ 2cm đến 3,5cm là
A. – 0,04J B. – 0,062J C. 0,09J D. – 0,18J.
...
-(Nội dung tiếp theo của tài liệu, các em vui lòng xem tại online hoặc tải về)-
Trên đây là trích dẫn một phần nội dung tài liệu Phương pháp giải bài tập thế năng đàn hồi 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.
