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

Vật lý 10 - Nâng cao
Trường Phổ Thông Đông Đô
Giáo viên thực hiện: Trần Mỹ Hạnh
Câu 1: Phân biệt hai lực cân bằng và hai lực trực đối.
Trả lời:
Kiểm tra bài cũ
Câu 2: Phát biểu nội dung định luật III Newton?
Trả lời:
Trong mọi trường hợp, khi vật A tác dụng lên vật B một lực, thì vật B cũng tác dụng trở lại vật A một lực. Hai lực này là hai lực trực đối.
Câu 3: Nêu đặc điểm của trọng lực?
Trả lời:
Điểm đặt: Tại trọng tâm của vật.
Phương: Thẳng đứng.
Chiều: Từ trên xuống dưới.
Độ lớn: P = mg.
Câu 4: Khi nào một vật cân bằng (đứng yên)?
Trả lời:
Một vật cân bằng ( đứng yên ) vì các lực tác dụng vào nó cân bằng nhau.
Quan sát những hình ảnh dưới đây
Vì sao mũi tên bay đi khi thả tay?
Vì sao quả bóng có thể trở lại hình dạng ban đầu?
Quan sát những hình ảnh dưới đây
Khi ta thôi tác dụng lực lò xo sẽ như thế nào?
Thanh A như thế nào nếu nhấc quả cân ra?
Lực đưa vật trở lại trạng thái như ban đầu là lực đàn hồi
Các biến dạng ở hình bên là biến dạng đàn hồi.
Bài 19-Tiết 26: Lực đàn hồi
Lực đàn hồi xuất hiện khi nào và có tác dụng gì?
1. Khái niệm lực đàn hồi
Lực đàn hồi :
Là lực xuất hiện khi một vật bị biến dạng đàn hồi, có xu hướng chống lại nguyên nhân gây ra biến dạng
Chú ý: Lực đàn hồi chỉ tồn tại trong một giới hạn nào đó của vật đàn hồi gọi là giới hạn đàn hồi
Ta thấy, lực đàn hồi xuất hiện khi lò xo bi biến dạng,lực này xuất hiện ở hai đầu lò xo và tác dụng vào các vật tiếp xúc với lò xo làm nó biến dạng
2. Một vài trường hợp thường gặp
a. Lực đàn hồi của lò xo
Xác định điểm đặt, phương, chiều của lực đàn hồi?
Điểm đặt:
Đặt lên vật tiếp xúc với lò xo làm nó biến dạng
Phương :
Trùng với phương của trục lò xo
Chiều :
Ngược với chiều biến dạng của lò xo
Xác định độ lớn của lực đàn hôì?
* Tiến hành thí nghiệm
Độ lớn lực đàn hồi của lò xo có mối quan hệ như thế nào với trọng lượng của các vật khi treo vào lò xo?
- Khi quả cân đứng yên F = P = mg
- Độ biến dạng của lò xo ?l = l - l0
KL: Lực đàn hồi của lò xo tỉ lệ thuận với độ biến dạng
Độ lớn:
Fđh = k.∆l
∆l : Độ biến dạng của lò xo
K [N/m] : hệ số đàn hồi (độ cứng của lò xo)
Lò xo giãn: ∆l = l – l0
Lò xo nén : ∆l = l0 - l
Dấu “ - ” trong công thức : lực đàn hồi luôn ngược với chiều biến dạng
Định luật Húc:
Trong giới hạn đàn hồi, lực đàn hồi của lò xo tỉ lệ thuận với độ biến dạng của lò xo.
Fđh= - k . l
* Ý nghĩa của hệ số đàn hồi (k)
k: phụ thuộc vào vật liệu dùng làm lò xo
k: phụ thuộc vào kích thước của lò xo.
Lực căng dây xuất hiện khi nào?
Xác định điểm đặt, phương, chiều của lực căng dây?
Tìm hiểu lực căng dây
Lưu ý:
-lực căng của dây là lực kéo.
-mdây=0: lực căng ở hai đầu dây có cùng độ lớn T=T’
b. Lực căng của dây
Điểm đặt:
Lực căng dây xuất hiện khi sợi dây bị kéo căng
là điểm mà đầu dây tiếp xúc với vật.
Phương :
trùng với chính sợi dây
Chiều :
hướng từ hai đầu dây vào phần giữa của sợi dây
Quan sát hình ảnh sau
Hãy nêu tác dụng của ròng rọc?
-m dây ≈ mrr ≈ 0
-ma sát không đáng kể
T1=T2=T’1=T’2
* Nếu:
thì:
Chú ý: Với các mặt tiếp xúc bị biến dạng khi ép vào nhau lực đàn hồi có phương vuông góc với mặt tiếp xúc
* Ròng rọc có tác dụng đổi phương của lực.
Dựa vào công thức của định luật Húc, người ta đã chế tạo ra một dụng cụ đo lực gọi là lực kế
Lực kế có cấu tạo như thế nào?
Vì sao mỗi lực kế có giới hạn đo nhất định? Hãy cho biết giới hạn đo của mỗi lực kế ở hình bên
Tìm hiểu lực kế
3. Lực kế
- dùng để đo lực
- bộ phận chủ yếu là một lò xo
- lực kế chỉ giá trị của lực đàn hồi tương ứng với độ dãn.
Củng cố kiến thức
1. Khái niệm về lực đàn hồi.
Lực đàn hồi xuất hiện khi một vật biến dạng đàn hồi và có xu hướng chống lại nguyên nhân gây ra biến dạng.
Lực đàn hồi có một giới hạn nhất định gọi là giới hạn đàn hồi.
2. Một vài trường hợp thường gặp.
Lực đàn hồi của lò xo.
+ Xuất hiện khi lò xo bị biến dạng.
+ Phương trùng với phương của trục lò xo.
+ Chiều ngược với chiều biến dạng của lò xo.
+ Độ lớn: Fđh = k. ∆l
Định luật Húc ( SGK trang 86)
+ Xuất hiện khi day bị kéo căng.
+ Điểm đặt là điểm đầu dây tiếp xúc với vật
+ Phương trùng với chính sợi dây.
+ Chiều hướng từ hai đầu dây vào phần giữa của sợi dây.
=> Trường hợp sợi dây vắt qua ròng rọc: ròng rọc có tác dụng đổi phương của lực tác dụng
* Lực căng của sợi dây
3. Lực kế:
- Dùng để đo lực.
- Khi sử dụng cần chú ý giới hạn của lực kế
Vai trò của lực đàn hồi trong các ví dụ sau:
Nút bấm ở bút bi: Lực đàn hồi có tác dụng kéo tụt đầu bút vào trong vỏ.
Hệ thống cung tên:Lực đàn hồi có tác dụng làm mũi tên bay đi.
Cầu bật của vận động viên nhảy cầu:Lực đàn hồi tung vận động viên lên cao để có điều kiện trình diễn được nhiều động tác.
Bộ phận giảm xóc của ô tô, xe máy:Lực đàn hồi có tác dụng giảm xóc.
Vận dụng kiến thức để giải thích về vai trò của lực đàn hồi trong cuộc sống
Câu 1. 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.
     
Tóm tắt
k = 100 N/m
l=5cm=0,05m
P = ?
Giải
Khi vật đứng yên thì Fđh = P
Vậy P = Fđh = k.∆l
= 100.0,05
= 5 (N)
PHIẾU BÀI TẬP
A. 500N
B. 0,05N 
C. 20N
D. 5N
Câu 2. 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:
Fđh = k.∆l
∆l = l – l0 = 0,18 – 0,15 = 0,03 m
Vậy độ cứng k của lò xo bằng:
k = Fđh /∆l = 4,5 : 0,03
= 150 N/m