Tiêu đề 9. Chuyên đề Vật lý 10 tổng hợp - Lực đàn hồi - File word có lời giải chi tiết.doc ✅

CHUYÊN ĐỀ 9. LỰC ĐÀN HỒI A. TÓM TẮT LÝ THUYẾT 1. Lực đàn hồi: Lực đàn hồi là lực xuất hiện khi một vật bị biến dạng đàn hồi và có xu hướng chống lại nguyên nhân gây ra biến dạng. 2. Một vài trường hợp về lực đàn hồi thường gặp: a. Lực đàn hồi của lò xo: + Điểm đặt: ở hai đầu của lò xo ( trên vật tiếp xúc với lò xo ) + Phương: Trùng với phương của trục lò xo. + Chiều: Ngược với chiều biến dạng của lò xo. + Độ lớn: dhFkl Trong đó: 0lll là độ biến dạng của lò xo đơn vị mét k là độ cứng của lò xo b. Lực căng của dây: + Điểm đặt: ở hai đầu của dây ( trên vật tiếp xúc với dây ) + Phương: Trùng với phương của sợi dây. + Chiều: Từ hai đầu dây vào phần giữa của dây. c. Lực đàn hồi của vật bị ép: + Điểm đặt: ở hai đầu của vật bị ép ( trên vật tiếp xúc với nó ) + Phương: Vuông góc với mặt tiếp xúc. + Chiều: Từ hai đầu vật bị ép ra ngoài. 3. Định luật Hooke: Trong giới hạn đàn hồi, lực đàn hồi của lò xo tỉ lệ thuận với độ biến dạng của lò xo ta có dhFkl Độ lớn: dhFkl Dấu “-” chỉ lực đàn hồi luôn ngược chiều với chiều biến dạng II. MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP DẠNG 1: TREO MỘT VẬT LÊN LÒ XO, VẬN DỤNG ĐỊNH LUẬT HOOKE Phương pháp: Áp dụng công thức của định luật Húc: F dh = k. ℓ với l = 0ℓℓ độ biến dạng của lò xo l là chiều dài lúc sau của lò xo, l 0 là chiều dài tự nhiên ( ban đầu) Khi lò xo treo vật lên lò xo ở trạng thái cân bằng thì: dh0FPkmgkmgℓℓℓ VÍ DỤ MINH HỌA Câu 1. Người ta dùng hai lò xo. Lò xo thứ nhất khi treo vật 9 kg có độ dãn 12cm. Lò xo thứ hai khi treo vật 3 kg thì có độ dãn 4cm. Hãy so sanh độ cứng của hai lò xo. Lấy g =10m/s 2 . A. k 1 = k 2 B. k 1 = 2k 2 C. k 1 > k 2 D. k 2 = 4k 1 Câu 1. Chọn đáp án A  Lời giải: + Khi ở vị trí cân bằng FPklmg + Với lò xo một: 1111klmgk.0,126.g(1) + Với lò xo hai: 2222klmgk.0,042.g(2) + Lập tỉ số  11 22 1k.0,12k 31 2k.0,04k
Vậy hai độ cứng bằng nhau  Chọn đáp án A Câu 2. Treo vật có khối lượng 500g vào một lò xo thì làm nó dãn ra 5cm, cho g = 10m/s 2 . Tìm độ cứng của lò xo. A. 200N B. 100N C. 300N D. 400N Câu 2. Chọn đáp án B  Lời giải: + Khi ở vị trí cân bằng FPklmg mg0,5.10 kk100N/m l0,05   Chọn đáp án B Câu 3. Một lò xo có chiều dài tự nhiên 40cm được treo thẳng đứng. Đầu trên cố định đầu dưới treo một quả cân 500g thì chiều dài của lò xo là 45cm. Hỏi khi treo vật có m = 600g thì chiều dài lúc sau là bao nhiêu? Cho g = 10m/s 2 A. 0,42m B. 0,45m C. 0,43m D. 0,46m Câu 3. Chọn đáp án D  Lời giải: + Ta có khi lò xo ở vị trí cân bằng F = P 10 mg0,5.10 kmgkk100N/m 0,450,4 ℓ ℓℓ Khi m = 600g: F ’ = P '/' 02k()mg100(0,4)0,6.100,46mℓℓℓℓ  Chọn đáp án D Câu 4. Một lò xo được treo thẳng đứng. Lần lượt treo vật nặng P 1 =2N, P 2 =4N vào lò xo thì lò xo có chiều dài lần lượt là 1ℓ =42cm, 2ℓ = 44cm. Độ cứng k và chiều dài tự nhiên 0ℓ của lò xo lần lượt là: A. 100N/m và 40cm B. 200N/m và 30cm C. 300N/m và 50cm D. 400N/m và 50cm Câu 4. Chọn đáp án A  Lời giải: + Khi ở vị trí cân bằng 0FPkPk()Pℓℓℓ + Khi treo P 1 ta có: 101k()P(1)ℓℓ + Khi treo P 1 ta có: 202k()P(2)ℓℓ + Lập tỉ số   1 2 ta có 1001 0 2200 0,42P2 0,4m40cm P40,44    ℓℓℓ ℓ ℓℓℓ + Thay vào ( 1 ) ta có k(0,420,4)2k100N/m  Chọn đáp án A Câu 5. Cho một lò xo có chiều dài tự nhiên ℓ 0 , đầu trên cố định đầu dưới người ta treo quả cân 200g thì lo xo dài 32cm. Khi treo thêm quả cân 100g nữa thì lo xo dài 33cm. Tính chiều dài tự nhiên và độ cứng của lo xo. A. 30cm và 300N/m B. 30cm và 100N/m C. 40cm và 500N/m D. 50cm và 500N/m Câu 5. Chọn đáp án B  Lời giải: + Khi ở vị trí cân bằng 0FPkPk()mgℓℓℓ + Khi treo m 1 ta có: 101k()mg(1)ℓℓ + Khi treo thêm m 2 ta có: 2012k()(mm)g(2)ℓℓ
+ Lập tỉ số   1 2 ta có 1001 0 12200 0,32m0,2 0,3m30cm mm0,10,20,33    ℓℓℓ ℓ ℓℓℓ + Thay vào ( 1 ) ta có k(0,320,3)0,2.10k100N/m  Chọn đáp án B BÀI TẬP TỰ LUYỆN Câu 1. Cho một lò xo đầu trên cố định đầu dưới treo một vật có khối lượng 200g thì dãn ra một đoạn 2cm cho g = 10m/s 2 . Tính độ cứng của lò xo. A. 200N B. 100N C. 300N D. 400N Câu 2. Cho một lò xo đầu trên cố định đầu dưới treo một vật có khối lượng 200g thì dãn ra một đoạn 2cm cho g = 10m/s 2 . Muốn ℓ = 5cm thì treo thêm m / là bao nhiêu? A. 300g B. 400g C. 500g D. 600g Câu 3. Một lò xo có chiều dài tự nhiên 30cm được treo thẳng đứng. Treo vào đầu tự do của lò xo vật có m = 25g thì chiều dài của lò xo là 31cm. Nếu treo thêm vật có m = 75g thì chiều dài của lò xo là bao nhiêu? Với g = 10m/s 2 A. 0,24m B. 0,34m C. 0,44m D. 0,54m Câu 4. Một lò xo có chiều dài tự nhiên l 0 , được treo vào điểm cố định O. Nếu treo vào lò xo vật 100g thì chiều dài của lò xo là 21cm, treo thêm vật m 2 = 200g thì chiều dài của lò xo là 23cm. Tìm độ cứng và độ dài tự nhiên của lò xo, g = 9,8m/s 2 , bỏ qua khối lượng lò xo. A. 80N/m B. 90N/m C. 98N/m D. 70N/m LỜI GIẢI BÀI TẬP TỰ LUYỆN Câu 1. Cho một lò xo đầu trên cố định đầu dưới treo một vật có khối lượng 200g thì dãn ra một đoạn 2cm cho g = 10m/s 2 . Tính độ cứng của lò xo. A. 200N B. 100N C. 300N D. 400N Câu 1. Chọn đáp án B  Lời giải: + Khi cân bằng: 0,2.10 FPklmgk100N/m 0,02  Chọn đáp án B Câu 2. Cho một lò xo đầu trên cố định đầu dưới treo một vật có khối lượng 200g thì dãn ra một đoạn 2cm cho g = 10m/s 2 . Muốn ℓ = 5cm thì treo thêm m / là bao nhiêu? A. 300g B. 400g C. 500g D. 600g Câu 2. Chọn đáp án A  Lời giải: + Khi ℓ = 5cm thì phải treo thêm một vật có khối lượng /m ///// k(mm)g100.0,05(0,2m)gm0,3kgm300gℓ  Chọn đáp án A Câu 3. Một lò xo có chiều dài tự nhiên 30cm được treo thẳng đứng. Treo vào đầu tự do của lò xo vật có m = 25g thì chiều dài của lò xo là 31cm. Nếu treo thêm vật có m = 75g thì chiều dài của lò xo là bao nhiêu? Với g = 10m/s 2 A. 0,24m B. 0,34m C. 0,44m D. 0,54m Câu 3. Chọn đáp án B  Lời giải: + Lò xo cân bằng: FPkmgℓ Khi treo vật 25g: 01k()mgk(0,310,3)0,025.10k25N/mℓℓ Khi treo thêm 75g: /// 012k()(mm)g25(0,3)(0,250,75).100,34mℓℓℓℓ  Chọn đáp án B Câu 4. Một lò xo có chiều dài tự nhiên l 0 , được treo vào điểm cố định O. Nếu treo vào lò xo vật 100g thì chiều dài của lò xo là 21cm, treo thêm vật m 2 = 200g thì chiều dài của lò xo là 23cm. Tìm độ cứng và độ dài tự nhiên của lò xo, g = 9,8m/s 2 , bỏ qua khối lượng lò xo. A. 80N/m B. 90N/m C. 98N/m D. 70N/m
Câu 4. Chọn đáp án C  Lời giải: Lò xo cân bằng: FPkmgℓ Khi treo vật m 1 : 01k()mgℓℓ (1) Khi treo thêm m 2 : 2012k()(mm)gℓℓ (2) Từ (1) và (2)  1ℓ = 20cm  k = 97 N/m  Chọn đáp án C DẠNG 2: CẮT, GHÉP LÒ XO Phương pháp giải : a. Cắt lò xo. Giả sử ban đầu lò xo có chiều dài l 0 ;k 0 được cắt thành các lò xo l 1 ,k 1 ;l 2 ,k 2 …..l n ,k n Ta có 001122nn.k.k.k.......kℓℓℓℓ b. Ghép lò xo P F FF P 1F 2F1k2k Ghép nối tiếp Ghép song song • Ghép nối tiếp: Ta có 12FFF Mà 12ℓℓℓ 1212 121212 FFkkF111 k kkkkkkkk  • Ghép song song: Ta có 12ℓℓℓ 12FFF Mà 12FFF 1122kk.k.ℓℓℓ 12kkk VI DỤ MINH HỌA Câu 1: Một lò xo có độ cứng là 100N/m. Nếu cắt lò xo ra làm 3 phần bằng nhau thì mỗi phần sẽ có độ cứng là bao nhiêu ? A. 300N/m B. 100N/m C. 200N/m D. 400N/m Câu 1. Chọn đáp án A  Lời giải: + Ta có khi cắt lò xo ban đầu thành ba phần bằng nhau thì: 00112233.k.k.k.kℓℓℓℓ + Vì ba phần bằng nhau nên độ cứng của ba phần 00 123 0 k kkk3k3.100300(N/m) 3 ℓ ℓ  Chọn đáp án A Câu 2. Tìm độ cứng của hệ hai lò xo được nối với nhau như hai hình vẽ. Tìm độ dãn của mỗi lò xo khi treo vật m = 1kg. Biết k 1 = k 2 = 100 N m ;g = 10m/s 2 .