Dưới đây là lời giải chi tiết cho các câu hỏi trong đề bài:
---
**Câu 4:** (Kiểm tra hiểu biết về biến dạng của vật rắn và đặc tính của lò xo)
a) Giới hạn đàn hồi của lò xo là giá trị lớn nhất của lực tác dụng lên lò xo mà khi thôi tác dụng lực, lò xo vẫn trở về hình dạng ban đầu.
- Đúng.
b) Độ dãn của lò xo tỉ lệ thuận với lực tác dụng lên lò xo.
- Đúng (theo định luật Hooke: \(F = k \Delta l\)).
c) Biến dạng kéo là hiện tượng vật rắn thay đổi kích thước theo chiều làm tăng chiều dài ban đầu khi chịu lực kéo.
- Đúng.
d) Độ cứng của lò xo là đại lượng đặc trưng cho khả năng biến dạng của lò xo dưới tác dụng của lực. Lò xo càng cứng thì càng dễ bị biến dạng.
- Sai. Lò xo càng cứng thì càng khó bị biến dạng.
---
**Câu 1:** Một lò xo có chiều dài tự nhiên \( l_0 = 20\,cm = 0,2\,m \). Khi treo vật có khối lượng \( m_1 = 100\,g = 0,1\,kg \), chiều dài lò xo tăng lên \( l = 25\,cm = 0,25\,m \). Gia tốc trọng trường \( g = 10\,m/s^2 \).
a) **Tính độ cứng của lò xo \(k\).**
- Độ dãn của lò xo là:
\[
\Delta l = l - l_0 = 0,25 - 0,2 = 0,05\,m
\]
- Lực kéo của vật:
\[
F = m_1 g = 0,1 \times 10 = 1\,N
\]
- Theo định luật Hooke:
\[
F = k \Delta l \Rightarrow k = \frac{F}{\Delta l} = \frac{1}{0,05} = 20\,N/m
\]
**Đáp số:** \( k = 20\,N/m \)
---
b) **Tính chiều dài lò xo khi treo vật có khối lượng \( m_2 = 200\,g = 0,2\,kg \).**
- Lực kéo mới:
\[
F_2 = m_2 g = 0,2 \times 10 = 2\,N
\]
- Độ dãn mới:
\[
\Delta l_2 = \frac{F_2}{k} = \frac{2}{20} = 0,1\,m
\]
- Chiều dài mới:
\[
l_2 = l_0 + \Delta l_2 = 0,2 + 0,1 = 0,3\,m = 30\,cm
\]
**Đáp số:** Chiều dài lò xo là 30 cm.
---
c) **Tính khối lượng tối đa \( m_{max} \) treo vào lò xo mà vẫn trong giới hạn đàn hồi (giới hạn chiều dài lò xo là 35 cm).**
- Giới hạn độ dài lò xo:
\[
l_{max} = 35\,cm = 0,35\,m
\]
- Độ dãn tối đa:
\[
\Delta l_{max} = l_{max} - l_0 = 0,35 - 0,2 = 0,15\,m
\]
- Lực tối đa:
\[
F_{max} = k \Delta l_{max} = 20 \times 0,15 = 3\,N
\]
- Khối lượng tối đa:
\[
m_{max} = \frac{F_{max}}{g} = \frac{3}{10} = 0,3\,kg = 300\,g
\]
**Đáp số:** \( m_{max} = 300\,g \).
---
**Câu 2:** Vòng quay Mặt Trời bán kính \( R = 35\,m \). Chu kỳ quay \( T = 60\,s \).
a) **Tính tốc độ góc \( \omega \).**
\[
\omega = \frac{2\pi}{T} = \frac{2 \times 3,14}{60} \approx 0,105\,rad/s
\]
---
b) **Tính tốc độ tuyến tính \( v \) của cabin trên quỹ đạo tròn.**
\[
v = \omega R = 0,105 \times 35 = 3,675\,m/s
\]
---
c) **Giải thích vì sao hành khách cảm giác nặng hơn ở vị trí thấp nhất và nhẹ hơn ở vị trí cao nhất của vòng quay.**
- Ở vị trí thấp nhất, lực hướng tâm và trọng lực cùng chiều, làm tăng lực tác dụng lên người (áp lực lên ghế tăng), nên cảm giác nặng hơn.
- Ở vị trí cao nhất, lực hướng tâm ngược chiều với trọng lực, làm giảm áp lực lên người, nên cảm giác nhẹ hơn.
---
**Tóm tắt đáp án:**
- Câu 4: a) Đúng; b) Đúng; c) Đúng; d) Sai.
- Câu 1:
a) \( k = 20\,N/m \)
b) \( l = 30\,cm \)
c) \( m_{max} = 300\,g \)
- Câu 2:
a) \( \omega \approx 0,105\,rad/s \)
b) \( v \approx 3,675\,m/s \)
c) Vì lực hướng tâm làm thay đổi áp lực lên người ở các vị trí khác nhau trên vòng quay, dẫn đến cảm giác nặng hơn ở vị trí thấp nhất và nhẹ hơn ở vị trí cao nhất.
---
Nếu cần giải thích hoặc làm rõ thêm, em cứ hỏi nhé!