1. Bài 22. Biến dạng của vật rắn. Đặc tính của lò xo

Chọn các nhận xét đúng về biến dạng của lò xo trong Hình 22.1, biết Hình 22.1a thể hiện lò xo đang có chiều dài tự nhiên.

A. Hình 22.1b cho thấy lò xo có biến dạng dãn.

B. Hình 22.1b cho thấy lò xo có biến dạng nén.

C. Hình 22.1c cho thấy lò xo có biến dạng dãn.

D. Hình 22.1c cho thấy lò xo có biến dạng nén.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về biểu hiện của biến dạng nén và biến dạng dãn.

Lời giải chi tiết:

Biến dạng dãn: Kích thước của lò xo theo phương tác dụng của lực tăng lên so với kích thước tự nhiên của nó.

Biến dạng nén: Kích thước của lò xo theo phương tác dụng của lực giảm xuống so với kích thước tự nhiên của nó.

=> Đáp án B và C

Đồ thị biểu diễn mối liên hệ giữa độ biến dạng của vật đàn hồi và lực tác dụng có dạng

A. đường cong hướng xuống.            

B. đường cong hướng lên.                 

C. đường thẳng không đi qua gốc tọa độ.                  

D. đường thẳng đi qua gốc tọa độ.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về đồ thị biểu diễn mối liên hệ giữa độ biến dạng của vật đàn hồi và lực tác dụng.

Lời giải chi tiết:

Đồ thị biểu diễn mối liên hệ giữa độ biến dạng của vật đàn hồi và lực tác dụng có dạng:

=> Chọn D

Hình 22.2 mô tả đồ thị lực tác dụng – độ biến dạng của một vật rắn. Giới hạn đàn hồi của vật là điểm nào trên đồ thị?

A. Điểm A.                             B. Điểm B.     

C. Điểm C.                             D. Điểm D.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về đồ thị biểu diễn mối liên hệ giữa độ biến dạng của vật đàn hồi và lực tác dụng.

Lời giải chi tiết:

Dựa vào hình dạng đồ thị biểu diễn mối liên hệ giữa độ biến dạng của vật đàn hồi và lực tác dụng suy ra điểm B là giới hạn đàn hồi của vật.

=> Chọn B

Hãy vẽ vecto biểu diễn lực do tay tác dụng lên lò xo để lò xo có biến dạng nén (Hình 22.3).

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về biến dạng nén của lò xo.

Lời giải chi tiết:

Hai lò xo A và B có chiều dài tự nhiên như nhau được treo thẳng đứng. Lần lượt treo vào đầu còn lại của hai lò xo các vật có khối lượng 2 kg và 4 kg (Hình 22.4) thì hai lò xo dãn ra và vẫn có chiều dài bằng nhau. So sánh độ cứng của hai lò xo.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về độ cứng của hai lò xo.

Lời giải chi tiết:

Vì hai lò xo có độ dãn bằng nhau dưới tác dụng của hai lực khác nhau nên có độ cứng khác nhau, trong đó lò xo B có độ cứng lớn hơn do chịu tác dụng của lực lớn hơn.

Hình 22.5 mô tả đồ thị biểu diễn sự biến thiên của lực tác dụng theo độ biến dạng của một lò xo.

a) Đoạn nào của đồ thị biểu diễn tính đàn hồi của lò xo?

b) Thiết lập hệ thức giữa lực tác dụng và độ biến dạng của lò xo khi lò xo có tính đàn hồi.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về đồ thị biểu diễn mối liên hệ giữa độ biến dạng của vật đàn hồi và lực tác dụng.

Lời giải chi tiết:

a) Đoạn OA của đồ thị biểu diễn tính đàn hồi của lò xo.

b) Do đồ thị biểu diễn tính đàn hồi của lò xo là đoạn thẳng đi qua gốc tọa độ nên ta có: \(F = k.\Delta l\)

Với F: lực tác dụng, \(\Delta l\): độ biến dạng và k: hệ số tỉ lệ (độ cứng của lò xo).

Hình 22.6 mô tả đồ thị biểu diễn độ biến dạng của hai lò xo A và B theo lực tác dụng. Lò xo nào có độ cứng lớn hơn? Giải thích.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về đồ thị biểu diễn mối liên hệ giữa độ biến dạng của vật đàn hồi và lực tác dụng.

Lời giải chi tiết:

Cùng một lực tác dụng, lò xo A biến dạng nhiều hơn lò xo B nên lò xo B có độ cứng lớn hơn lò xo A.

Gắn chặt một vật nặng lên một lò xo thẳng đứng như Hình 22.7, ép lò xo nén xuống một đoạn và đột ngột thả để vật chuyển động đứng. Mô tả chuyển động của vật ngay sau khi thả.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về biến dạng của lò xo.

Lời giải chi tiết:

Lúc đầu lò xo bị nén so với chiều dài tự nhiên nên ngay sau khi thả, lò xo tác dụng lên vật một lực có chiều hướng lên, do đó vật sẽ chuyển động hướng lên nhanh dần.

Một học sinh thực hiện thí nghiệm như Hình 22.8 để đo độ cứng của hai lò xo A và B có cùng chiều dài tự nhiên. Cho biết hai vật nặng có cùng khối lượng. Hãy vẽ phác họa đồ thị biểu diễn mối liên hệ giữa độ dãn và lực tác dụng lên các lò xo A và B trên cùng một đồ thị.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về đồ thị biểu diễn mối liên hệ giữa độ biến dạng của vật đàn hồi và lực tác dụng.

Lời giải chi tiết: