Bài 12. Lực đàn hồi của lò xo. Định luật Húc

KIỂM TRA BÀI CŨ
? Phát biểu và viết biểu thức của định luật vạn vật hấp dẫn?
? Viết biểu thức tính gia tốc rơi tự do của một vật ở độ cao h so với mặt đất?
Bài 12. Lực đàn hồi của lò xo
Định luật Húc
lo
∆l
lo
∆l
I.HƯỚNG VÀ ĐIỂM ĐẶT CỦA LỰC ĐÀN HỒI CỦA LÒ XO
Phương của lực trùng với phương của trục lò xo.
Chiều của lực ngược với chiều biến dạng của lò xo.
Điểm đặt là điểm mà lò xo tiếp xúc với vật.
Lực đàn hồi của lò xo có những đặc điểm gì?
+ Xuất hiện khi lò xo bị biến dạng
+ Giúp lò xo trở về hình dạng ban đầu khi không còn lực tác dụng vào lò xo.
+ Có hướng ngược với hướng của ngoại lực gây ra biến dạng cho lò xo.
+Có điểm đặt tại 2 đầu lò xo, chỗ tiếp xúc ( hay gắn) với vật làm lò xo biến dạng.
Vậy lực đàn hồi của lò xo:
I.HƯỚNG VÀ ĐIỂM ĐẶT CỦA LỰC ĐÀN HỒI CỦA LÒ XO
II. Độ lớn của lực đàn hồi của lò xo.
Định luật Húc.
1. Thí nghiệm
Dụng cụ thí nghiệm: gồm một lò xo và một số quả nặng giống nhau
Thí nghiệm được bố trí như hình vẽ 12.2 SGK
Mục đích: Xem độ giãn của lò xo liên quan với độ lớn lực đàn hồi như thế nào?
1. Thí nghiệm
1. Thí nghiệm
1. Thí nghiệm
1. Thí nghiệm
1. Thí nghiệm
1. Thí nghiệm
1. Thí nghiệm
Khi quả nặng đứng yên, quả nặng chịu tác dụng của những lực nào? Chúng liên quan với nhau như thế nào?
1. Thí nghiệm
Khi quả nặng đứng yên, quả nặng chịu tác dụng của những lực nào? chúng liên quan với nhau như thế nào?
1. Thí nghiệm
Khi quả nặng đứng yên:
l
Fđh = P= mg
1. Thí nghiệm
1. Thí nghiệm
1. Thí nghiệm
1. Thí nghiệm
1. Thí nghiệm
1. Thí nghiệm
0,0
1,0
2,0
3,0
1
0
2
(cm)
1. Thí nghiệm
0,0
1,0
2,0
3,0
1
0
2
(cm)
1. Thí nghiệm
0,0
1,0
2,0
3,0
1
0
2
(cm)
1. Thí nghiệm
3
1. Thí nghiệm
0,0
1,0
2,0
3,0
1
0
2
3
(cm)
+ kết quả: đó là mối quan hệ tỉ lệ thuận giữa trọng lượng các quả cân (hay độ lớn lực đàn hồi) với độ dãn của lò xo
Các kết quả trong bảng cho ta thấy mối quan hệ như thế nào giữa độ lớn lực đàn hồi với độ dãn của lò xo?
1. Thí nghiệm
Khi bỏ quả nặng ra các lò xo có trở lại vị trí ban đầu không?
Khi bỏ quả nặng ra các lò xo có trở lại vị trí ban đầu
1. Thí nghiệm
1. Thí nghiệm
Phán đoán xem có phải lúc nào trọng lượng các quả cân cũng tỉ lệ thuận với độ dãn của lò xo không?
Ta làm thí nghiệm sau
1. Thí nghiệm
1. Thí nghiệm
1. Thí nghiệm
1. Thí nghiệm
1. Thí nghiệm
Phán đoán xem khi bỏ các quả cân ra lò xo có trở về được độ dài ban đầu không?
1. Thí nghiệm
1. Thí nghiệm
1. Thí nghiệm
1. Thí nghiệm
+ Lò xo không trở về được độ dài ban đầu.
+ Trọng lượng các quả cân không phải lúc nào cũng tỉ lệ với độ dãn của lò xo
1. Thí nghiệm
2. Giới hạn đàn hồi của lò xo.
Giới hạn đàn hồi là độ biến dạng lớn nhất mà sau khi thôi chịu lực tác dụng, vật còn tự trở lại hình dạng ban đầu
Giới hạn đàn hồi của lò xo là gì?
II. Độ lớn của lực đàn hồi của lò xo.
Định luật Húc.
Fđh=P (N)
Độ dãn l=l - lo
0,0
0
1,0
1
2,0
2
3,0
3
4,0
3,4
+ chỉ tỉ lệ khi còn trong giới hạn đàn hồi.
Từ bảng kết quả cho biết Fđh chỉ tỉ lệ với độ dãn của lò xo khi nào?
3.Định luật Húc:
3.Định luật Húc:
3.Định luật Húc:
3.Định luật Húc:
3.Định luật Húc:
3.Định luật Húc:
3.Định luật Húc:
3.Định luật Húc:
3.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
3.Định luật Húc:
Fđh: Lực đàn hồi (N).
k: Hệ số đàn hồi (độ cứng) của lò xo (N/m).
∆l: Độ biến dạng của lò xo (m)
∆l = (l – lo) khi lò xo bị kéo giãn
∆l = (lo – l) khi lò xo bị nén
k đặc trưng cho khả năng tạo ra lực đàn hồi của lò xo.
lò xo có k càng lớn thì càng cứng.
Khi ∆l không đổi, Fđh càng lớn khi k càng lớn.
Khi Fđh không đổi, k càng lớn thì ∆l càng nhỏ.
Nhận xét:
Ý nghĩa của đại lượng k:
4. Chú ý.
a, Với dây cao su hay dây thép, lực đàn hồi chỉ xuất hiện khi bị ngoại lực kéo dãn ( gọi là lực căng).
b, Với các mặt tiếp xúc bị biến dạng khi ép vào nhau thì lực đàn hồi có phương vuông góc với mặt tiếp xúc.
Khi một người kéo căng một sợi dây , thì lực căng của dây xuất hiện có tác dụng nhuư thế nào ? Em hãy cho biết đặc điểm của những lực này ?
Phương trùng với chính sợi dây.
Chiều hướng từ hai đầu dây vào phần giữa của sợi dây.
Điểm đặt là điểm đầu sợi dây tiếp xúc với vật.
* Một vài trường hợp thường gặp.
Lực căng của sợi dây.
Khi dây được vắt qua ròng rọc.
T1 = T1’ = T2 = T2’
Phương của lực tác dụng bị thay đổi.
* Một vài trường hợp thường gặp.
Lực căng của sợi dây.
Một số loại lực kế.
Kiến thức cần nhớ:
+ Lực đàn hồi của lò xo xuất hiện ở cả 2 đầu của lò xo và tác dụng vào các vật tiếp xúc (hay gắn) với nó làm nó biến dạng. Khi bị dãn, lực đàn hồi của lò xo hướng vào trong, khi bị nén lực đàn hồi của lò xo hướng ra ngoài.
+ 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 =
+ Đối với dây cao su, dây thép…, khi bị kéo lực đàn hồi được gọi là lực căng.
+ Với các mặt tiếp xúc bị biến dạng khi ép vào nhau thì lực đàn hồi có phương vuông góc với mặt tiếp xúc.
Treo quả nặng khối lượng m vào lực kế thì lực kế chỉ 5 N. Cho g = 10 m/s2. Khối lượng m là
A. 5 kg.
B. 5 g.
C. 50 g.
D. 500 g.
Câu 1: Chọn câu đúng
Bài tập củng cố
Lò xo có chiều dài tự nhiên 20 cm. Kéo lò xo bằng lực 5 N thì lò xo dài 24 cm. Nếu kéo lò xo bằng lực 10 N thì chiều dài của nó bằng
A. 28 cm.
B. 48 cm.
C. 40 cm.
D. 22 cm.
Câu 2: Chọn câu đúng
Bài tập củng cố
A. 28 cm.
Treo quả nặng khối lượng m vào lò xo thì lò xo giãn ∆l. Nếu treo quả nặng khối lượng 2m thì lò xo đó giãn bao nhiêu?
A. ∆l.
B. 2∆l.
C. 3∆l.
D. 4∆l.
Câu 3: Chọn câu đúng
Bài tập củng cố
Bài tập củng cố
Câu 4. Treo một vật vào đầu dưới của một lò xo gắn cố định thì thấy lò xo dãn ra 5cm. Tìm trọng lượng của vật. Cho biết lò xo có độ cứng 100 N/m.
  A. 500N    B. 0,05N  C. 20N D. 5N
Gợi ý:
Tóm tắt
k = 100 N/m
l=5cm=0,05m
P = ?
Giải
Khi vật đứng yên thì Fđh = P
= 100.0,05
= 5 (N)
Chọn đáp án D
Câu 5. Một lò xo có chiều dài tự nhiên bằng 15 cm. Lò xo được giữ cố định tại một đầu, còn đầu kia chịu một lực kéo bằng 4,5 N. Khi ấy lò xo dài 18 cm. Độ cứng của lò xo bằng bao nhiêu?
A. 30 N/m
B. 25N/m
C. 1,5N/m
D. 150N/m
Tóm tắt
lo = 15cm =
0,15 m
l = 18 cm
= 0,18 m
Fđh = 4,5 N
k = ?
Giải
Theo định luật Húc ta có:
= 0,18 – 0,15 = 0,03 m
Vậy độ cứng k của lò xo bằng:
4,5 : 0,03
= 150 N/m
Chọn đáp án D
Bài tập củng cố
Nhiệm vụ học tập ở nhà
- Làm các bài tập ở 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)