+ Định luật Húc: Trong giới hạn đàn hồi, độ lớn của lực đàn hồi của lò xo tỉ lệ thuận với độ biến dạng của lò xo: Fđh = k l + Đối với dây cao su, dây thép…, khi bị kéo lực đàn hồi được [r]
(1)TRƯỜNG THPT HƯƠNG LÂM HỘI GIẢNG MÔN: VẬT LÝ 10 GIÁO VIÊN: TRẦN VIẾT ANH LỚP 10/1 (2) CÂU HỎI: Phát biểu và viết biểu thức định luật vạn vật hấp dẫn? (3) Tiết 21 Lực đàn hồi lò xo Định luật Húc Fđh FFđh Fđh Fđh FF FF đh đh KF đh KF KK KF KF Fđh Fđh FK Fđh Fđh (4) I.HƯỚNG VÀ ĐIỂM ĐẶT CỦA LỰC ĐÀN HỒI CỦA LÒ XO lo ∆l Fđh ∆l lo Fđh Fđh Fđh Điểm đặt là điểm mà lò xo tiếp xúc với vật Phương lực trùng với phương trục lò xo Chiều lực ngược với chiều biến dạng lò xo (5) I.HƯỚNG VÀ ĐIỂM ĐẶT CỦA LỰC ĐÀN HỒI CỦA LÒ XO Lực đàn hồi lò xo có đặc điểm gì? Vậy lực đàn hồi lò xo: + Xuất lò xo bị biến dạng + Giúp lò xo trở hình dạng ban đầu không còn lực tác dụng vào lò xo +Có điểm đặt đầu lò xo, chỗ tiếp xúc ( hay gắn) với vật làm lò xo biến dạng + Có hướng ngược với hướng ngoại lực gây biến dạng cho lò xo (6) II Độ lớn lực đàn hồi lò xo Định luật Húc Thí nghiệm Mục đích: Xem độ giãn lò xo liên quan với độ lớn lực đàn hồi nào? Dụng cụ thí nghiệm: gồm lò xo và số nặng giống Thí nghiệm bố trí hình vẽ 12.2 SGK (7) Thí nghiệm (8) Thí nghiệm (9) Thí nghiệm (10) Thí nghiệm (11) Thí nghiệm (12) Thí nghiệm (13) Thí nghiệm (14) Thí nghiệm Khi nặng đứng yên, nặng chịu tác dụng lực nào? chúng quan hệ với nào? (15) Thí nghiệm Khi nặng đứng yên, nặng chịu tác dụng lực nào? chúng quan hệ với nào? (16) Thí nghiệm l Khi nặng đứng yên: Fđh = P= mg Fđh=P (N) Độ dãn l=l - lo (cm) 0,0 1,0 2,0 3,0 (17) Thí nghiệm Fđh=P (N) Độ dãn l=l - lo (cm) 0,0 1,0 2,0 3,0 (18) Thí nghiệm Fđh=P (N) Độ dãn l=l - lo (cm) 0,0 1,0 2,0 3,0 (19) Thí nghiệm Fđh=P (N) Độ dãn l=l - lo (cm) 0,0 1,0 2,0 3,0 (20) Thí nghiệm Fđh=P (N) Độ dãn l=l - lo (cm) 0,0 1,0 2,0 3,0 (21) Thí nghiệm Fđh=P (N) Độ dãn l=l - lo (cm) 0,0 1,0 2,0 3,0 (22) Thí nghiệm Fđh=P (N) Độ dãn l=l - lo (cm) 0,0 1,0 2,0 3,0 (23) Thí nghiệm Fđh=P (N) Độ dãn l=l - lo (cm) 0,0 1,0 2,0 3,0 (24) Thí nghiệm Fđh=P (N) Độ dãn l=l - lo (cm) 0,0 1,0 2,0 3,0 (25) Thí nghiệm Fđh=P (N) Độ dãn l=l - lo (cm) 0,0 1,0 2,0 3,0 (26) Thí nghiệm Các kết bảng cho ta thấy mối quan hệ nào độ lớn lực đàn hồi với độ dãn lò xo? Fđh=P (N) Độ dãn l=l - lo (cm) 0,0 1,0 2,0 3,0 + kết quả: đó là mối quan hệ tỉ lệ thuận trọng lượng các cân (hay độ lớn lực đàn hồi) với độ dãn lò xo (27) Thí nghiệm Khi bỏ nặng các lò xo có trở lại vị trí ban đầu không? Khi bỏ nặng các lò xo có trở lại vị trí ban đầu (28) Thí nghiệm (29) Thí nghiệm Phán đoán xem có phải lúc nào trọng lượng các cân tỉ lệ thuận với độ dãn lò xo không? Ta làm thí nghiệm sau (30) Thí nghiệm (31) Thí nghiệm (32) Thí nghiệm (33) Thí nghiệm (34) Thí nghiệm Phán đoán xem bỏ các cân lò xo có trở độ dài ban đầu không? (35) Thí nghiệm (36) Thí nghiệm (37) Thí nghiệm (38) Thí nghiệm + Lò xo không trở độ dài ban đầu + Trọng lượng các cân không phải lúc nào tỉ lệ với độ dãn lò xo (39) II Độ lớn lực đàn hồi lò xo Định luật Húc Giới hạn đàn hồi lò xo là gì? Giới hạn đàn hồi lò xo Giới hạn đàn hồi là độ biến dạng lớn mà sau thôi chịu lực tác dụng, vật còn tự trở lại hình dạng ban đầu (40) Từ bảng kết cho biết Fđh tỉ lệ với độ dãn lò xo nào? + tỉ lệ còn giới hạn đàn hồi Fđh=P (N) Độ dãn l=l - lo 0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 3,4 (41) Định luật Húc: (42) Định luật Húc: (43) Định luật Húc: (44) Định luật Húc: (45) Định luật Húc: (46) Định luật Húc: (47) Định luật Húc: (48) Định luật Húc: (49) Định luật Húc: (50) Định luật Húc: Trong giới hạn đàn hồi, độ lớn lực đàn hồi lò xo tỉ lệ thuận với độ biến dạng lò xo Biểu thức: Fđh = Fđh: k: ∆l: lo ∆l Fđh Fđh k l Lực đàn hồi (N) Hệ số đàn hồi (độ cứng) lò xo (N/m) Độ biến dạng lò xo (m) ∆l = (l – lo) lò xo bị kéo giãn ∆l = (lo – l) lò xo bị nén (51) Nhận xét: Khi ∆l không đổi, Fđh càng lớn k càng lớn Khi Fđh không đổi, k càng lớn thì ∆l càng nhỏ Ý nghĩa đại lượng k: k đặc trưng cho khả tạo lực đàn hồi lò xo lò xo có k càng lớn thì càng cứng (52) Chú ý a, Với dây cao su hay dây thép, lực đàn hồi xuất bị ngoại lực kéo dãn ( gọi là lực căng) b, Với các mặt tiếp xúc bị biến dạng ép vào thì lực đàn hồi có phương vuông góc với mặt tiếp xúc (53) * Một vài trường hợp thường gặp Lực căng sợi dây T’ Khi mét ngêi kÐo c¨ng mét sîi d©y , th× lùc c¨ng cña d©y xuÊt hiÖn cã t¸c dông nh thÕ nào ? Em hãy cho biết đặc điểm lực nµy ? Điểm đặt là điểm đầu sợi dây tiếp xúc với vật Phương trùng với chính sợi dây Chiều hướng từ hai đầu dây vào phần sợi dây T P (54) * Một vài trường hợp thường gặp Lực căng sợi dây Khi dây vắt qua ròng rọc T2’ T1’ T1 T2 P2 P1 Phương lực tác dụng bị thay đổi T1 = T1’ = T2 = T2’ (55) Một số loại lực kế (56) Kiến thức cần nhớ: + Lực đàn hồi lò xo xuất đầu lò xo và tác dụng vào các vật tiếp xúc (hay gắn) với nó làm nó biến dạng Khi bị dãn, lực đàn hồi lò xo hướng vào trong, bị nén lực đàn hồi lò xo hướng ngoài + Định luật Húc: Trong giới hạn đàn hồi, độ lớn lực đàn hồi lò xo tỉ lệ thuận với độ biến dạng lò xo: Fđh = k l + Đối với dây cao su, dây thép…, bị kéo lực đàn hồi gọi là lực căng + Với các mặt tiếp xúc bị biến dạng ép vào thì lực đàn hồi có phương vuông góc với mặt tiếp xúc (57) Bài tập củng cố Câu 1: Chọn câu đúng Treo nặng khối lượng m vào lực kế thì lực kế N Cho g = 10 m/s2 Khối lượng m là A kg C 50 g B g D 500 g (58) Bài tập củng cố Câu 2: Chọn câu đúng Treo nặng khối lượng m vào lò xo thì lò xo giãn ∆l Nếu treo nặng khối lượng 2m thì lò xo đó giãn bao nhiêu? A ∆l C 3∆l B 2∆l D 4∆l (59) Bài tập củng cố Câu Treo vật vào đầu lò xo gắn cố định thì thấy lò xo dãn 5cm Tìm trọng lượng vật Cho biết lò xo có độ cứng 100 N/m A 500N B 0,05N C 20N D 5N Gợi ý: Tóm tắt l=5cm=0,05m k = 100 N/m P=? Giải Khi vật đứng yên thì Fđh = P Vậy P = Fđh = k l = 100.0,05 = (N) Chọn đáp án D (60) Bài tập củng cố Câu Một lò xo có chiều dài tự nhiên 15 cm Lò xo giữ cố định đầu, còn đầu chịu lực kéo 4,5 N Khi lò xo dài 18 cm Độ cứng lò xo bao nhiêu? A 30 N/m B 25N/m Tóm tắt lo = 15cm = 0,15 m l = 18 cm = 0,18 m Fđh = 4,5 N k=? C 1,5N/m D 150N/m Giải Theo định luật Húc ta có: Fđh = k l l = l - lo = 0,18 – 0,15 = 0,03 m Vậy độ cứng k lò xo bằng: k = Fđh / l = 4,5 : 0,03 = 150 N/m Chọn đáp án D (61) Nhiệm vụ học tập nhà - Làm các bài tập SGK tr74 và SBT - Đọc mục em có biết ? - Ôn lại các loại lực ma sát đã học -Đọc trước bài 13: (Lực ma sát) BÀI HỌC ĐẾN ĐÂY LÀ HẾT (62) (63) Bài tập củng cố Câu 3: Chọn câu đúng Lò xo có chiều dài tự nhiên 20 cm Kéo lò xo lực N thì lò xo dài 24 cm Nếu kéo lò xo lực 10 N thì chiều dài nó A 28 cm C 40 cm B 48 cm D 22 cm (64)