Bài tập Bài 23. Định luật Hooke có đáp án

- Tính chất cơ bản của một lò xo là tính chất đàn hồi.

- Hai lò xo có cùng chiều dài nhưng làm bởi hai loại vật liệu khác nhau thì có độ dãn khác nhau khi chịu lực tác dụng.

a) Để tìm mối quan hệ giữa độ lớn của lực đàn hồi và độ biến dạng của lò xo ta bố trí thí nghiệm như hình vẽ.

- Tiến hành thí nghiệm:

+ Treo lò xo theo phương thẳng đứng vào giá thí nghiệm. Đo chiều dài tự nhiên của lò xo (l$_{0}$).

+ Lần lượt treo các quả nặng có khối lượng khác nhau vào lò xo, đo chiều dài của lò xo khi đó để xác định được độ giãn.

+ Sau khi tiến hành thí nghiệm, ta thu được bảng số liệu bên dưới:

Trong đó:

Lực đàn hồi: F$_{đh}$ = P = m.g

Độ biến dạng của lò xo: $Δl=l-{l}_{0}$

Nhận xét: Ta thấy lực đàn hồi và độ dãn 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).

b) Học sinh tự tiến hành thí nghiệm và ghi vào bảng số liệu như mẫu.

Đồ thị có dạng đường thẳng hướng lên trên, cho thấy lò xo có độ dãn tỉ lệ thuận với lực tác dụng.

Ta có thể coi như đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của lực đàn hồi vào độ dãn của lò xo gần như một đường thẳng.

Xét lò xo thứ nhất (đường màu xanh): tại vị trí lò xo có độ dãn là 0,4 m thì lực đàn hồi tương ứng là 5 N. Độ cứng của lò xo này bằng 5 : 0,4 = 12,5 N/m.

Xét lò xo thứ hai (đường màu đỏ): tại vị trí lò xo có độ dãn là 0,6 m thì lực đàn hồi tương ứng là 5 N. Độ cứng của lò xo này bằng 5 : 0,6 = 8,3 N/m.

Dụng cụ: sử dụng các vật như quyển sách, máy tính cầm tay, bút bi, lò xo trong bút bi, …

Phương án:

- Đo chiều dài của lò xo trong bút bi.

- Treo lò xo này lên theo phương thẳng đứng.

- Cân các vật trên cân hiện số, ghi lại khối lượng của từng vật từ đó xác định được trọng lượng của chúng. Sau đó sử dụng băng dính để dính chúng vào một cái móc nhỏ (coi khối lượng không đáng kể) sau đó móc vào lò xo treo thẳng đứng.

- Đo chiều dài của lò xo khi đó

- Tính độ dãn của lò xo trước và sau khi treo vật

- Sử dụng công thức tính độ cứng: $k=\frac{F}{Δl}=\frac{P}{Δl}$