Gadt10 b36,37

Ngày soạn 1/3/2023 B36 BIẾN DẠNG CỦA VẬT RẮN I MỤC TIÊU - Nắm vững áp dụng thành thạo cơng thức định luật Húc Từ giải toán đàn hồi II TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC Khi khơng có ngoại lực tác dụng, vật rắn có kích thước hình dạng xác định Khi có ngoại lực tác dụng, vật rắn thay đổi hình dạng kích thước, ta nói vật bị biến dạng Mức độ biến dạng phụ thuộc vào độ lớn ngoại lực Khi khơng cịn tác dụng ngoại lực, vật rắn lấy lại hình dạng kích thước ban đầu biến dạng vật biến dạng đàn hồi Giới hạn mà vật rắn cịn giữ tính đàn hồi gọi giới hạn đàn hồi vật rắn Khi vật chịu tác dụng cặp lực nén ngược chiều nhau, vng góc với bề mặt vật hướng vào phía vật, ta có biến dạng nén Khi vật chịu tác dụng cặp lực kéo ngược chiều nhau, vng góc với bề mặt vật hướng phía ngồi vật, ta có biến dạng kéo II LỰC ĐÀN HỒI ĐỊNH LUẬT HOOKE Lực đàn hồi lò xo Lực đàn hồi lò xo chống lại nguyên nhân làm biến dạng có xu hướng đưa hình dạng kích thước ban đầu Định luật Hooke Nội dung: Trong giới hạn đàn hồi, độ lớn lực đàn hồi lò xo tỉ lệ thuận với độ biến dạng lò xo Biểu thức: - k (N/m): hệ số đàn hồi hay độ cứng lị xo; phụ thuộc vào kích thước, hình dạng vật liệu lò xo Fdh k  -     0 - 0 : chiều dài lò xo chưa biến dạng : độ biến dạng lò xo, đơn vị: mét (m) -  : chiều dài lò xo biến dạng Đồ thị biểu diễn phụ thuộc lực đàn hồi vào độ dãn lị xo Phần đồ thị ngồi đoạn OA ứng với lực đặt vào vượt giới hạn đàn hồi lị xo Khi lực đàn hồi khơng cịn tỉ lệ thuận với độ biến dạng Bài tập ví dụ Ví dụ 1: (SBT CTST) Một lị xo có chiều dài tự nhiên 40 cm treo thẳng đứng Khi treo vào đầu tự vật có khối lượng kg lị xo có chiều dài 50 cm (ở vị trí cân bằng) Tính độ cứng lò xo Lấy g = 9,8 m/s2 Hướng dẫn: - Khi lị xo cân bằng, ta có: Fdh P  k  mg  k (0,5  0, 4) 4.9,8  k 392 N / m Ví dụ 2: Một lị xo có độ cứng k = 50 N/m, đầu móc vào điểm treo cố định, đầu gắn vật nhỏ có khối lượng m Biết cân lò xo dài thêm 10 cm Tính khối lượng vật nặng, lấy g = 10 m/s2 Hướng dẫn: - Khi lò xo cân bằng, ta có: Fdh P  k  mg  50.0,1 m.10  m 0,5 kg Ví dụ 3: Một lị xo có chiều dài tự nhiên 0 30cm , độ cứng k = 10 N/m đầu treo vào điểm cố định Đầu lò xo gắn với vật nặng có khối lượng m = 150 g Tìm chiều dài lị xo trạng thái cân bằng, lấy g = 10 m/s2 Hướng dẫn: - Khi lị xo cân bằng, ta có: Fdh P  k  mg  10. 0,15.10   0,15 m 15cm - Chiều dài lò xo vật trạng thái cân bằng: cb 0   30  15 45 cm Ví dụ 4: Một lị xo đầu treo vào điểm cố định, đấu gắn với vật A có khối lượng m = 100 g cân lị xo dãn cm Để cân lị xo dãn 20 cm cần phải gắn thêm vào vật A gia trọng ∆m có khối lượng bao nhiêu? Hướng dẫn: - Khi có vật A: k 1 m.g - Lúc sau, gắn thêm vào vật A gia trọng ∆m: k 2 (m  m).g Ta có: 1 m 100     m 300 g 2 m  m 20 100  m Ví dụ 5: (SGK KNTT) Một lị xo bố trí theo phương thẳng đứng có gắn vật nặng khối lượng 200 g Khi vật treo lị xo dài 17 cm, vật đặt lị xo dài 13 cm Lấy g = 10 m/s2 bỏ qua trọng lượng móc treo, giá đỡ vật nặng Tính độ cứng lò xo Hướng dẫn: - Trong hai trường hợp, vật nặng chịu tác dụng lực đàn hồi trọng lực - Khi vật treo lò xo: Fdh1 P  k l0  0,17 mg (1) - Khi vật treo lò xo: Fdh P  k l0  0,13 mg (2) - Từ (1) (2)  0 0,15( m) - Thay vào (1) (2), tính k = 100 N Ví dụ 6: (SBT KNTT) Một lị xo đầu cố định Nếu treo vật nặng khối lượng 600 g vào đầu lị xo có chiều dài 23 cm Nếu treo vật nặng khối lượng 800 g vào đầu lị xo có chiều dài 24 cm, Biết treo hai vật vào đầu lị xo giới hạn đàn hồi Lấy g = 10 m/s2 Tính độ cứng lị xo Hướng dẫn: - Khi treo vật m1: m1 g k (1  0 ) (1) - Khi treo vật m2: m2 g k (1  0 ) (2) m1 1  0  - Chia vế theo vế (1) cho (2) ta được: m2 2  0 600 23  0   800 24  0  0 20 cm 0, m - Thay vào (1) (2) ta tính k = 200 N/m Bài tập trắc nghiệm DẠNG 1: BIẾN DẠNG CỦA VẬT RẮN Câu 1: Chọn nhận xét biến dạng lị xo Hình 22.1, biết Hình 22.1a thể lị xo có chiều dài tự nhiên A Hình 22.1b cho thấy lị xo có biến dạng dãn B Hình 22.1b cho thấy lị xo có biến dạng nén C Hình 22.lc cho thấy lị xo có biến dạng dãn D Hình 22.1c cho thấy lị xo có biến dạng nén Câu 2: Đồ thị biểu diễn mối liên hệ độ biến dạng vật đàn hồi đối lực tác dụng có dạng A đường cong hướng xuống C đường thẳng không qua gốc toạ độ B đường cong hướng lên D đường thẳng qua gốc toạ độ Câu 3: Hình bên mơ tả đồ thị lực tác dụng - độ biến dạng vật rắn Giới hạn đàn hồi vật điểm đồ thị? A Điểm A B Điểm B C Điểm C D Điểm D Câu 4: Vật cấu tạo từ chất sau khơng có tính đàn hồi? A Sắt B Đồng C Nhơm D Đất sét Câu 5: Có thí nghiệm biến dạng sau đây: (I): Ép bóng cao su vào tường (II): Nén lò xo dọc theo trục (III): Kéo lị xo dọc theo trục (IV): Kéo cho vòng dây cao su dãn Trong thí nghiệm thí nghiệm biến dạng nén? A I, II B II, III C III, IV D II, IV Câu 6: Khi dùng tay ép bóng cao su vào tường lực làm cho bóng bị biến dạng? A Lực ép tay lên bóng B Lực bóng tác dụng lên tay C Lực ép tay lên bóng phản lực tường lên bóng D Lực bóng tác dụng lên tường Câu 7: Trong trường hợp sau: (I): Cột chịu lực tòa nhà (II): Cánh cung kéo dây cung (III): Dây treo đèn trần nhà (IV): Ghế đệm có người ngồi Trường hợp biến dạng kéo? A I, II, III B II, III C II, III, IV D I, III Câu 8: Trong vật sau đây: viên đất sét, dây cung, bút chì vỏ gỗ, li thủy tinh Có vật khơng có tính chất đàn hồi? A B Ngày soạn 1/3/2023 C D B37 ÔN TẬP CHƯƠNG VII I MỤC TIÊU - Nắm vững áp dụng thành thạo cơng thức định luật Húc Từ giải toán đàn hồi II TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC II LỰC ĐÀN HỒI ĐỊNH LUẬT HOOKE Lực đàn hồi lò xo Lực đàn hồi lị xo chống lại ngun nhân làm biến dạng có xu hướng đưa hình dạng kích thước ban đầu Định luật Hooke Nội dung: Trong giới hạn đàn hồi, độ lớn lực đàn hồi lò xo tỉ lệ thuận với độ biến dạng lò xo Biểu thức: - k (N/m): hệ số đàn hồi hay độ cứng lò xo; phụ thuộc vào kích thước, hình dạng vật liệu lò xo Fdh k  -     0 - 0 : chiều dài lò xo chưa biến dạng : độ biến dạng lò xo, đơn vị: mét (m) -  : chiều dài lò xo biến dạng Đồ thị biểu diễn phụ thuộc lực đàn hồi vào độ dãn lò xo Phần đồ thị đoạn OA ứng với lực đặt vào vượt giới hạn đàn hồi lò xo Khi lực đàn hồi khơng cịn tỉ lệ thuận với độ biến dạng Ví dụ 7: (SBT KNTT) Một lị xo có chiều dài tự nhiên 0 Treo lị xo thẳng đứng móc vào đầu vật khối lượng m = 100 g chiều dài lò xo 31 cm Treo thêm vào đầu vật có khối lượng m2 = 100 g chiều dài lị xo 32 cm Lấy g = 10 m/ s2 Tìm độ cứng chiều dài tự nhiên lò xo Hướng dẫn: - Khi có vật m1: m1 g k (1  0 ) (1) - Khi treo hai vật: (m1  m2 ) g k (2  l0 ) (2) - Chia vế theo vế (1) cho (2) ta được:   31  0 m1 100     0 30cm 0,3 m m1  m2 2  0 100  100 32  0 Thay vào (1) (2) ta tính k = 100 N/m Ví dụ 8: (SGK CTST) Một lị xo có chiều dài tự nhiên 20 cm treo thẳng đứng vào điểm cố định Khi treo vào đầu cịn lại vật có khối lượng 500 g, lị xo có chiều dài 22 cm vật vị trí cân Lấy g = 9,8 m/s2 a Tính độ cứng lị xo b Để giữ vật nặng cố định vị trí lị xo có chiều dài 19 cm, cần tác dụng lực nâng vào vật theo phương thẳng đứng có độ lớn bao nhiêu? Hướng dẫn: a Độ dãn lò xo vật nặng vị trí cân bằng:    0 22  20 2 cm Khi này, lực đàn hồi lò xo cân với trọng lực vật Fdh P  k  mg  k 0,02 0,5.9,8  k 245 N / m b Khi nén vật, có lực tác dụng vào vật theo phương thẳng đứng: + Trọng lực: có chiều hướng xuống + Lực đàn hồi có lị xo: có chiều hướng xuống (vì lị xo bị nén) + Lực nâng tay hướng lên Ta có: Fdh k  245 0,19  0, 2, 45 N Do vật đứng yên nên tổng hợp lực tác dụng vào vật Lực nâng tay: F P  Fdh mg  Fdh 0,5.9,8  2, 45 7,35 N Ví dụ 9: (SBT CTST) Một học sinh thực thí nghiệm đo độ cứng lò xo thu kết Hình 23.3 Độ cứng lị xo có giá trị bao nhiêu? Hình 23.3 Kết thí nghiệm đo độ cứng lị xo Hướng dẫn: Ta có: Fdh P  k   P P  k   20 N / m  0, 05 Ví dụ 10: (SBT CTST) Một lị xo treo thẳng đứng Lần lượt treo vào đầu lại lị xo vật có khối lượng m thay đổi chiều dài ℓ lị xo thay đổi theo Mối liên hệ chiều dài khối lượng vật treo vào lò xo thể đồ thị (hình vẽ) Lấy g = 9,8 m/s2 a Xác định chiều dài tự nhiên lò xo b Tính độ dãn lị xo m = 60 g c Tính độ cứng lị xo Hướng dẫn: a Chiều dài tự nhiên lò xo cm b Khi treo vật có khối lượng 60 g vào chiều dài lị xo 10 cm  Lúc lò xo dãn đoạn: 10 – = cm m.g 0,06.9,8 k   9,8 N / m  0, 06 c Độ cứng lị xo: Ví dụ 11: (SBT CTST) Hai lị xo có độ cứng k1 k2 treo thẳng đứng Lần lượt treo vào đầu lại hai lò xo vật cỏ khối lượng m độ dãn hai lị xo có độ cứng k1 k2 cm cm Lấy g = 9,8 m/s2 a Tính tỉ số k1/k2 b Tính k1 k2 m = 0,4 kg Hướng dẫn: a Ta có: k1.1 k2 2 ( P )  k1 2    k2 1 b k1.1 m.g  k1.0, 08 0, 4.9,8  k1 49 N / m k2 2 m.g  k2 0, 02 0, 4.9,8  k1 196 N / m Bài tập ví dụ DANG 2: LỰC ĐÀN HỒI ĐỊNH LUẬT HOOKE Câu 9: Lực đàn hồi xuất tỉ lệ với độ biến dạng A vật bị biến dạng dẻo B vật biến dạng đàn hồi C vật bị biến dạng D ta ấn ngón tay vào viên đất nặn Câu 10: Kết luận sau không lực đàn hồi A Xuất vật bị biến dạng B Luôn lực kéo C Tỉ lệ với độ biến dạng D ngược hướng với lực làm bị biến dạng Câu 11: Một vật tác dụng lực vào lị xo có đầu cố định làm lò xo biến dạng Điều khơng đúng? A Độ đàn hồi lị xo có độ lớn lực tác dụng chống lại biến dạng lò xo B Lực đàn hồi phương ngược chiều với lực tác dụng C Lực đàn hồi lớn lực tác dụng chống lại lực tác dụng D Khi vật ngừng tác dụng lên lị xo lực đàn hồi lị xo Câu 12: Phát biểu sau sai nói đặc điểm lực đàn hồi? A Lực đàn hồi xuất vật có tính đàn hồi bị biến dạng B Trong giới hạn đàn hồi, độ biến dạng vật lớn lực đàn hồi lớn C Lực đàn hồi có chiều chiều lực gây biến dạng D Lực đàn hồi ngược chiều với chiều lực gây biến dạng Câu 13: Điều sau sai? A Độ cứng lò xo gọi hệ số đàn hồi lò xo B Lị xo có độ cứng nhỏ khó biến dạng C Độ cứng cho biết phụ thuộc tỉ lệ độ biến dạng lò xo vào lực gây biến dạng D Độ cứng phụ thuộc hình dạng, kích thước lị xo chất liệu làm lò xo Câu 14: Chọn phát biểu sai lực đàn hồi lò xo? A Lực đàn hồi lị xo có xu hướng chống lại ngun nhân gây biến dạng B Lực đàn hồi lị xo dài có phương trục lị xo, chiều ngược với chiều biến dạng lò xo C Lực đàn hồi lị xo có độ lớn tn theo định luật Húc D Lực đàn hồi lò xo xuất đầu lò xo đặt ngoại lực gây biến dạng Câu 15: Lực đàn hồi lò xo có tác dụng làm cho lị xo A chuyển động B thu gia tốc C có xu hướng lấy lại hình dạng kích thước ban đầu D vừa biến dạng vừa thu gia tốc Câu 16: Dùng hai lị xo để treo hai vật có khối lượng, lị xo bị dãn nhiều độ cứng A lớn B nhỏ C tương đương D chưa đủ điều kiện để kết luận Câu 17: Hình bên mô tả đồ thị biểu diễn biến thiên lực tác dụng theo độ biến dạng lị xo Đoạn đồ thị biểu diễn tính đàn hồi lò xo? A OA B AB C BC D AC Câu 18: Hình mơ tả đồ thị biểu diễn độ biến dạng ba lò xo A, B, C theo lực tác dụng Lò xo có độ cứng lớn nhất? A Lị xo A B Lò xo B C Lò xo C D lò xo có độ cứng Câu 19: Chọn cụm từ thích hợp để điền vào chỗ trống Tác dụng lực có phương, chiều độ lớn lên hai lị xo khác Lị xo (1) có độ cứng (2) A (1) dãn nhiều hơn, (2) lớn B (1) dãn nhiều hơn, (2) nhỏ C (1) nén nhiều hơn, (2) lớn D (1) nén hơn, (2) nhỏ Câu 20: Lò xo sau có độ cứng lớn nhất? A Khi chịu tác dụng lực 1.103 N, lò xo bị nén 4,5 cm B Khi chịu tác dụng lực 2.103 N, lò xo bị dãn 4,5 cm C Khi chịu tác dụng lực 1.103 N, lò xo bị nén 5,5 cm D Khi chịu tác dụng lực 3.103 N, lò xo bị dãn 5,5 cm Câu 21: Treo vật A B có khối lượng m A mB vào lò xo treo thẳng đứng hình Ta nhận xét khối lượng hai vật này? A mA > mB B mA < mB C mA = mB D mA ≠ mB Câu 22: Lị xo có độ cứng k, đầu treo vào điểm cố định, đầu lại gắn vào vật có khối lượng m Khi vật cân hệ thức sau nghiệm đúng? k m  g A l k  B mg = k∆l g m  k C l D l mg Câu 23: Một lị xo có chiều dài tự nhiên 22(cm) Lò xo treo thẳng đứng, đầu giữ cố định, đầu gắn vật nặng Khi lò xo dài 27(cm), cho biết độ cứng lò xo 100(N/m) Độ lớn lực đàn hồi A 500(N) B 5(N) C 20(N) D 50(N) Câu 24: Phải treo vật có khối lượng vào lị xo có độ cứng k = 100N/m để lò xo dãn 10cm? Lấy g = 10m/s A 1kg B 10kg C 100kg D 1000kg Câu 25: Phải treo vật có trọng lượng vào lị xo có độ cứng k = 100N/m để dãn 10cm Lấy g = 10m/s A 1000N B 100N C 10N D 1N Câu 26: Trong lị xo có chiều dài tự nhiên 21cm Lò xo giữ cố định đầu, đầu chịu lực kéo 5,0N Khi lò xo dài 25cm Hỏi độ cứng lò xo bao nhiêu? A 1,25N/m B 20N/m C 23,8N/m D 125N/ m Câu 27: Một lò xo có độ cứng k = 100 N/m treo thẳng đứng, đầu giữ cố định Lấy gia tốc rơi tự g = 10 m/s Để lị xo giãn cm phải treo vào đầu lị xo vật có khối lượng A kg B kg C 500 g D 200 g Câu 28: Dùng lò xo để treo vật có khối lượng 300 g thấy lò xo giãn đoạn cm Nếu treo thêm vật có khối lượng 150 g độ giãn lò xo là: A cm B cm C cm D / cm Câu 29: Người ta treo vật có khối lượng 0,3kg vào đầu lò xo (đầu cố định), lị xo dài 31 cm Khi treo thêm vật 200g lị xo dài 33 cm Lấy g 10m / s Độ cứng lò xo là: A 9, N / m 50N/m B 1N / m C 100 N / m D Câu 30: Một lị xo có chiều dài tự nhiên 20 cm Khi bị kéo lò xo dài 24 cm lực đàn hồi 5N Hỏi lực đàn hồi lị xo 10 N chiều dài bao nhiêu? A 28 cm B 30 cm C 45 cm D 20 cm Câu 31: Treo vật có khối lượng 300 g vào lị xo thẳng đứng có độ dài 25 cm Biết lị xo có độ cứng 100 N/m, gia tốc trọng trường g = 10 m/s Chiều dài lò xo vật đứng cân A 25 cm B 26 cm C 27 cm D 28 cm Câu 32: Một lị xo có độ cứng k, độ dài tự nhiên l treo thẳng đứng, đầu cố định Khi người ta treo cân có khối lượng 200 g vào đầu lò xo Khi vật cân lị xo có độ dài dài 32 cm Nếu treo thêm cân 500 g vào đầu lị xo vật cân bằng, lò xo dài 37 cm Lấy g = 10 m/s2 Độ dài tự nhiên độ cứng lò xo 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 33: Một lị xo có chiều dài tự nhiên l = 27 cm, treo thẳng đứng Khi treo vào lị xo vật có trọng lượng P = 5N lị xo dài l = 44 cm Khi treo vật khác có trọng lượng P2 chưa biết, lò xo dài l2 = 35 cm Hỏi độ cứng lò xo trọng lượng P A 25,3 N/m 2,35 N B 29,4 N/m 2,35 N C 25,3 N/m 3,5 N D 29,4 N/m 3,5 N Câu 34: Một lị xo có chiều dài tự nhiên cm Treo lò xo thẳng đứng móc vào đầu vật có khối lượng m1 = 0,5 kg, lò xo dài l1 = cm Nếu treo vật khác có khối lượng m2 chưa biết dài 6,5 cm Lấy g = 9,8 m/ s2 Tính độ cứng lị xo 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 35: Một lò xo có độ cứng 80 N/m treo thẳng đứng Khi móc vào đầu tự vật có khối lượng 400 g lị xo dài 18 cm Hỏi chưa móc vật lị xo dài bao nhiêu? Lấy g = 10 m/s2 A 17,5 cm B 13 cm C 23 cm D 18,5 cm Câu 36: Hai lị xo chiều dài tự nhiên, có độ cứng k = 40 N/m k2 = 60 N/m Hỏi ghép song song hai lị xo độ cứng tương đương bao nhiêu? A 100 N/m m B 240 N/m C 60 N/m D 30 N/ Câu 37: Hai lò xo chiều dài tự nhiên, có độ cứng k = 40 N/m k2 = 60 N/m Hỏi ghép nối tiếp hai lị xo độ cứng tương đương bao nhiêu? A 20 N/m B 24 N/m C 100 N/m D 400 N/m Câu 38: Một lị xo có chiều dài 1 chịu lực kéo F có chiều dài 2 chịu lực kéo F2 Chiều dài tự nhiên lò xo F2l1  F1l2 A F1  F2 F2l1  F1l2 B F2  F1 F2l1  F1l2 C F1  F2 D F2l1  F1l2 F1  F2 Câu 39: Một lị xo có độ cứng k treo vào điểm cố định, đầu treo vật có khối lượng m, nơi có gia tốc trọng trường g Khi vật nằm cân bằng, độ biến dạng lò xo k A mg mg B k mk C g g D mk Câu 40: Hai người cầm hai đầu lực kế lò xo kéo ngược chiều lực nhau, tổng độ lớn hai lực kéo 100 N Lực kế giá trị A 50 N B 100 N C N D 25 N Câu 41: Một vật có khối lượng 200 g treo vào lị xo theo phương thẳng đứng chiều dài lò xo 20 cm Biết chưa treo vật lị xo dài 18 cm Lấy g = 10 m/s2 Độ cứng lò xo A 200 N/m B 150 N/m C 100 N/m D 50 N/ m Câu 42: Một lị xo có đầu cố định, đầu chịu lực kéo N lị xo dãn cm Độ cứng lò xo A 1,5 N/m m B 120 N/m C 62,5 N/m D 15 N/