Luyện tập 2 trang 116 SGK Vật Lý 10 Cánh diều - CD

Phương pháp giải:

- Chiều dài tự nhiên của lò xo là l₀ = 100 mm

- Biểu thức tính độ giãn của lò xo: \({\rm{\Delta }}l = l - {l_0}\)

Lời giải chi tiết:

a) Độ dài tự nhiên của lò xo là chiều dài khi chưa treo vật (ứng với trọng lượng bằng 0)

Khi đó: l_o = 100mm

b) Hoàn thành bảng số liệu.

Độ giãn: \({\rm{\Delta }}l = l - {l_0}\)

c) Đồ thị độ biểu diễn mối quan hệ của trọng lượng của vật và độ giãn của lò xo.

d) Đánh dấu điểm giới hạn đàn hồi trên đồ thị.

Ta thấy trọng lượng và độ giãn của lò xo tỉ lệ thuận với nhau đến khi trọng lượng của vật bằng 4 N. Khi trọng lượng của vật bằng 5 N thì độ giãn không tỉ lệ thuận với trọng lượng nữa. Vậy điểm giới hạn đàn hồi là điểm có tọa độ (40; 4).

e) Vùng trên đồ thị là vùng mà độ giãn tỉ lệ với trọng lượng là vùng được tô màu đỏ.

f) Xét trong giới hạn đàn hồi của lò xo. Chỉ cần xét một trường hợp là có thể tính được độ cứng của lò xo.

Khi đó: \(k = \frac{F}{{\Delta \ell }} = \frac{{{P_1}}}{{\Delta {\ell _1}}} = \frac{1}{{0,01}} = 100\,N/m\)

Khi độ giãn lò xo là 15 mm thì lực đàn hồi có độ lớn là:

\(F' = k.\Delta \ell ' = 100.0,015 = 1,5\,N\)

Khi lò xo nằm cân bằng tại độ giãn 15 mm ta có trọng lượng vật bằng độ lớn lực đàn hồi

P” = F’ = 1,5N

g) Khi lò xo có độ dài 125 mm thì độ giãn của lò xo là: \(\Delta {\ell _2} = 125 - 100 = 25\,mm\)

Khi lò xo ở trạng thái cân bằng, trọng lượng của lò xo khi đó bằng với lực đàn hồi của lò xo:

\(P{'_2} = F{'_2} = k.\Delta \ell {'_2} = 100.0,025 = 2,5\,N\)

-- Mod Vật Lý 10 HỌC247