Bài 18 LỰC ĐÀN HỒI I. MỤC TIÊU - Hiểu được khái niệm về lực đàn hồi, nắm vững các đặc điểm của lực đàn hồi của lò xo và dây căng. - Từ thực nghiệm thiết lập được hệ thức giữa lực đàn hồi và độ biến dạng của lò xo. - Biết vận dụng hệ thức đó để giải các bài tập đơn giản. II. CHUẨN BỊ - Lò xo, quả cân, Thanh cao su, Ròng rọc, dây, và lực kế và quả bóng III. TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC 1) Kiểm tra bài cũ : Câu 1 : Viết phương trình quỹ đạo của vật bị ném xiên ? Câu 2 : Thế nào là tầm bay cao ? Câu 3 : Thế nào là tầm bay xa ? 2) Giới thiệu bài mới : Phần làm việc của giáo viên Phần ghi chép của học sinh I. KHÁI NIỆM VỀ LỰC ĐÀN HỒI GV dùng tay ép lên qu ả bóng , sau đó buông tay ra ! GV : Ta giả sử như dùng tay ép lên m ột quả bóng làm cho nó b ị biến dạng, khi buông tay ra thì quả bóng sẽ như thế nào ? HS : Quả bóng sẽ trở lại hình dạng nh ư ban đầu. GV : Lúc ấy ta có tác dụng lên qu ả bóng một lực nào làm nó trở lại hình d ạng ban đầu không ? HS : Thưa Thầy không ! GV : Vậy thì tại sao quả bóng lại trở lại h ình dạng ban đầu ? HS : Vì qu ả bóng xuất hiện một lực kéo nó trở lại hình dạng ban đầu ! GV : Lực ấy được gọi là lực đàn hồi ! Khái niệm lực đàn hồi I. KHÁI NIỆM VỀ LỰC ĐÀN HỒI Lực đàn hồi là lực xuất hiện khi một vật bị biến dạng, và có xu hướng chống lại nguyên nhân gây ra biến dạng II. MỘT VÀI TRƯỜNG HỢP THƯỜNG GẶP 1) Lực đàn hồi ở lò xo : GV : Treo một quả cân vào lò xo khi đó l ò xo giãn ra một đoạn . GV : Khi treo vật vào lò xo, Trái Đ ất tác dụng lên qu ả cân trọng lực P, quả cân tác dụng lò xo một lực bằng chính trọng lực l àm lò xo bị biến dạng, và xuất hiện lực đàn h ồi tác dụng lên quả cân như hình vẽ b ên ( GV vẽ P và yêu cầu Hs lên vẽ Fđh ) GV : Qua hình vẽ trên các em cho bi ết phương của lực đàn hồi như thế nào ? ( Đ ể gợi ý phần này GV có thể vẽ trục của l ò xo trước ) HS : Lực đàn hồi có phương trùng v ới phương trục của lò xo ! GV : Qua hình vẽ này các em cho Th ầy biết lực đàn hồi có chiều như thế nào ? HS : Lực đàn hồi ngược chiều với hư ớng biến dạng của lò xo. II. MỘT VÀI TRƯỜNG HỢP THƯỜNG GẶP 1) Lực đàn hồi ở lò xo : Khi một lò xo bị kéo hay bị nén, đầu xuất hiện lực đàn hồi có các đặc điểm : - Phương : Trùng với phương của trục lò xo. - Chiều : Ngược với chiều biến dạng của lò xo. - Độ lớn : Trong giới hạn đàn hồi, lực đàn hồi của lò xo tỉ lệ với độ biến dạng của lò xo. Fđh = - k l Trong đó : + Fđh: Lực đàn hồi (N) + k : Hệ số đàn hồi hoặc độ cứng (N/m) + l : Độ biến dạng của lò GV tiến hành treo thêm quả cân thứ hai, rồi quả cân thứ ba GV : Khi ta lần lượt treo thêm hai quả cân , hệ vật vẫn đứng yên, các em cho biết độ lớn lực đàn hồi như thế nào khi trọng lực các vật tác dụng lên nó tăng hay nói đúng hơn là độ biến dạng của vật càng tăng? HS : Độ lớn của lực đàn hồi tỉ lệ với độ biến dạng. GV : Nếu ta cứ tăng lực kéo lò xo lên r ồi lại buông, lò xo trở lại hình d ạng ban đầu, rồi ta lại tăng lực kéo lò xo lên rồi lại buông, l ò xo trở lại hình d ạng ban đầu, cứ tăng lực kéo lên mãi như thế cho đến một lúc n ào đó, khi buông tay ra lò xo có trở lại hình d ạng ban đầu không ? HS : Lò xo không thể trở lại hình dạn g ban đầu ! GV : Khi đó ta nói giá trị mà lực kéo đạt được để làm lò xo không trở lại hình dạng ban đầu gọi là giới hạn đàn hồi GV : Khi ta kéo giãn lò xo ra thì khi đó l ực xo (m) + Dấu “-“ : Chiều của lực đàn hồi luôn luôn ngược với chiều biến dạng. đàn hồi xuất hiện, khi ta tăng lực kéo l ên thì vật càng biến dạng nhiều, khi đó lực đàn h ồi như thế nào ? HS : Khi đó lực đàn hồi càng lớn . GV : Như vậy lực đàn hồi và đ ộ biến dạng sẽ như thế nào ? HS : Lực đàn h ồi sẽ tỉ lệ với độ biến dạng của vật đàn hồi GV : “ Trong giời hạn đàn hồi, lực đàn h ồi tỉ lệ với độ biến dạng của vật đàn hồi” : F ~ l Fđh = -k l Với : l : Đ ộ biến dạng của vật bị biến dạng (m) k : Đ ộ cứng của vật bị biến dạng (N/m) hay hệ số đàn hồi, phụ thuộc v ào kích thước ban đầu, bản chất vật đàn hồi. Fđh : Lực đàn hồi (N) Dấu trừ cho biết ý nghĩa gì vậy các em ? HS : Dấu trừ cho lực đàn hồi luôn ngư ợc với hướng của lực tác dụng lên vật . GV : Dấu trừ cho biết lực đàn h ồi luôn ngược với hướng biến dạng . 2) Lực căng của dây GV móc quả cân vào sợi dây trên giá treo GV : các em nhận xét gì về trạng thái quả cân ? HS : Quả cân đang ở trạng thái đứng yên ! GV : Các em cho biết những lực nào tác dụng lên quả cân ? HS : Chỉ có trọng lực P ! GV : Quả cân ở trạng thái cân bằng thì quả cân phải chịu những lực tác dụng lên nó cân bằng nhau ! Nếu như ta cắt đứt sợi dây thì quả cân sẽ như thế nào ? HS : Quả cân sẽ rơi xuống ! GV : Như vậy thì tại sao khi ta khgông cắt 2) Lực căng của dây Khi một sơi dây bị kéo căng, nó sẽ tác dụng lên hai vật buộc ở hai đầu dây những lực căng có đặc điểm : - Điểm đặt : là điểm mà đầu dây tiếp xúc với vật. - Phương : Trùng với chính sợi dây. - Chiều : Hướng từ đầu dây vào phần chính giữa của sợi dây. * Lưu ý : trường hợp dây mắc qua ròng rọc : - Ròng rọc có tác dụng đổi phương và chiều của lực tác đứt dây thì quả cần ở trạng thái cân bằng HS : Vì lúc ấy sợi dây đã tác dụng lên quả cân một lực cân bằng với trọng lực ! GV : Theo các em có bị giãn ra hay không ? HS : Sợi dây có thể bị giãn ra nếu treo quả cân nặng vào ? GV : Cũng tương tự như trên khi ta treo quả cân vào sợi dây thì sợi dây bị giãn ra, xuất hiện lực đàn hồi như lò xo tác dụng lên quả cân. Ở đây lực đàn hồi của sợi dây được gọi là lực căng dây GV gọi HS lên vẽ trọng lực của quả cân và lực căng dây lên hình vẽ bên ! GV : Qua hình vẽ trên đây các em cho biết điểm đặt của lực căng dây ? HS : Điểm đặt : là điểm mà đầu dây tiếp xúc với vật. GV : Phương của sợi dây như thế nào ? HS : Phương của sợi dây trùng với chính sợi dây. dụng. - Nếu khối lượng của dây , của ròng rọc và ma sát ở trục quay không đáng kể thì lực căng ở mọi điểm trên hai nhánh dây đều có độ lớn bằng nhau. III. LỰC KẾ : - Dựa vào mối quan hệ giữa lực đàn hồi và độ biến dạng GV : Chiều của sợi dây như thế nào ? HS : Chiều của sợi dây hướng từ hai đầu dây vào phần chính giữa của sợi dây. GV hướng dẫn cho HS về trường hợp dây vắt qua ròng rọc. III. LỰC KẾ Hướng dẫn cho Học sinh tác dụng của lực kế , và giá trị giới hạn lò xo trong lực kế của lò xo , người ta chế tạo dụng cụ đo lực, gọi là lực kế - Lực cần đo được cân bằng với lực đàn hồi của lò xo nên nó có cùng độ lớn với lực đàn hồi. 3) Cũng cố 1/Thế nào là lực đàn hồi ? 2/ Nêu các đặc điểm của lực đàn hồi ? 3/ Nêu các đặc điểm của lực căng dây ? 4) Dặn dò - Trả lời các câu hỏi : 1, 2, 3, 4 - Làm bài tập : 1, 2, 3 . Bài 18 LỰC ĐÀN HỒI I. MỤC TIÊU - Hiểu được khái niệm về lực đàn hồi, nắm vững các đặc điểm của lực đàn hồi của lò xo và dây căng. - Từ thực nghiệm thiết lập được hệ thức giữa lực đàn hồi. lực kéo nó trở lại hình dạng ban đầu ! GV : Lực ấy được gọi là lực đàn hồi ! Khái niệm lực đàn hồi I. KHÁI NIỆM VỀ LỰC ĐÀN HỒI Lực đàn hồi là lực xuất hiện khi một vật bị biến dạng, và. bằng với lực đàn hồi của lò xo nên nó có cùng độ lớn với lực đàn hồi. 3) Cũng cố 1/Thế nào là lực đàn hồi ? 2/ Nêu các đặc điểm của lực đàn hồi ? 3/ Nêu các đặc điểm của lực căng dây