Bài giảng Vật lí 10 - Tiết 21: Lực đàn hồi của lò xo - Định luật Húc

Nội dung text: Bài giảng Vật lí 10 - Tiết 21: Lực đàn hồi của lò xo - Định luật Húc

1. TRƯỜNG THPT PHU XUYEN A TỔ VẬT LÝ-THỂ DỤC -QP
2. ? Phát biểu định luật một New Tơn? ? Phát biểu và viết biểu thức định luật ba New Tơn.Nêu một vài ví dụ ứng dụng đinh luật?
3. Tiết 21. Lực đàn hồi của lò xo Định luật Húc Fđh Fđh FFđhFđhFđhFFđhFFđhKFđhKFKFKFKK Fđh Fđh Fđh FK
4. I.HƯỚNG VÀ ĐIỂM ĐẶT CỦA LỰC ĐÀN HỒI CỦA LÒ XO l Fđh o ∆l Fđh lo ∆l Fđh ➢ Điểm đặt là điểm mà lò xo tiếp xúc với vật. Fđh ➢ Phương của lực trùng với phương của trục lò xo. ➢ Chiều của lực ngược với chiều biến dạng của lò xo.
5. I.HƯỚNG VÀ ĐIỂM ĐẶT CỦA LỰC ĐÀN HỒI CỦA LÒ XO Lực đàn hồi của lò xo có những đặc điểm gì? Vậy lực đàn hồi của lò xo: + Xuất hiện khi lò xo bị biến dạng + Giúp lò xo trở về hình dạng ban đầu khi không còn lực tác dụng vào lò xo. +Có điểm đặt tại 2 đầu lò xo, chỗ tiếp xúc ( hay gắn) với vật làm lò xo biến dạng. + Có hướng ngược với hướng của ngoại lực gây biến dạng cho lò xo.
6. II. Độ lớn của lực đàn hồi của lò xo. Định luật Húc. 1. Thí nghiệm Mục đích: Xem độ giãn của lò xo liên quan với độ lớn lực đàn hồi như thế nào? Dụng cụ thí nghiệm: gồm một lò xo và một số quả nặng giống nhau Thí nghiệm được bố trí như hình vẽ 12.2 SGK
7. 1. Thí nghiệm
8. 1. Thí nghiệm
9. 1. Thí nghiệm
10. 1. Thí nghiệm
11. 1. Thí nghiệm
12. 1. Thí nghiệm
13. 1. Thí nghiệm
14. 1. Thí nghiệm Khi quả nặng đứng yên, quả nặng chịu tác dụng của những lực nào? chúng quan hệ với nhau như thế nào?
15. 1. Thí nghiệm Khi quả nặng đứng yên, quả nặng chịu tác dụng của những lực nào? chúng quan hệ với nhau như thế nào?
16. 1. Thí nghiệm l Khi quả nặng đứng yên: Fđh = P= mg Fđh=P (N) 0,0 1,0 2,0 3,0 Độ dãn l=l - lo (cm) 0 1
17. 1. Thí nghiệm Fđh=P (N) 0,0 1,0 2,0 3,0 Độ dãn l=l - lo (cm) 0 1
18. 1. Thí nghiệm Fđh=P (N) 0,0 1,0 2,0 3,0 Độ dãn l=l - lo (cm) 0 1
19. 1. Thí nghiệm Fđh=P (N) 0,0 1,0 2,0 3,0 Độ dãn l=l - lo (cm) 0 1
20. 1. Thí nghiệm Fđh=P (N) 0,0 1,0 2,0 3,0 Độ dãn l=l - lo (cm) 0 1
21. 1. Thí nghiệm Fđh=P (N) 0,0 1,0 2,0 3,0 Độ dãn l=l - lo (cm) 0 1
22. 1. Thí nghiệm Fđh=P (N) 0,0 1,0 2,0 3,0 Độ dãn l=l - lo (cm) 0 1 2
23. 1. Thí nghiệm Fđh=P (N) 0,0 1,0 2,0 3,0 Độ dãn l=l - lo (cm) 0 1 2
24. 1. Thí nghiệm Fđh=P (N) 0,0 1,0 2,0 3,0 Độ dãn l=l - lo (cm) 0 1 2
25. 1. Thí nghiệm Fđh=P (N) 0,0 1,0 2,0 3,0 Độ dãn l=l - lo (cm) 0 1 2 3
26. 1. Thí nghiệm Các kết quả trong bảng cho ta thấy mối quan hệ như thế nào giữa độ lớn lực đàn hồi với độ dãn của lò xo? Fđh=P (N) 0,0 1,0 2,0 3,0 Độ dãn l=l - lo (cm) 0 1 2 3 + kết quả: đó là mối quan hệ tỉ lệ thuận giữa trọng lượng các quả cân (hay độ lớn lực đàn hồi) với độ dãn của lò xo
27. 1. Thí nghiệm Khi bỏ quả nặng ra các lò xo có trở lại vị trí ban đầu không? Khi bỏ quả nặng ra các lò xo có trở lại vị trí ban đầu
28. 1. Thí nghiệm
29. 1. Thí nghiệm Phán đoán xem có phải lúc nào trọng lượng các quả cân cũng tỉ lệ thuận với độ dãn của lò xo không? Ta làm thí nghiệm sau
30. 1. Thí nghiệm
31. 1. Thí nghiệm
32. 1. Thí nghiệm
33. 1. Thí nghiệm
34. 1. Thí nghiệm Phán đoán xem khi bỏ các quả cân ra lò xo có trở về được độ dài ban đầu không?
35. 1. Thí nghiệm
36. 1. Thí nghiệm
37. 1. Thí nghiệm
38. 1. Thí nghiệm + Lò xo không trở về được độ dài ban đầu. + Trọng lượng các quả cân không phải lúc nào cũng tỉ lệ với độ dãn của lò xo
39. II. Độ lớn của lực đàn hồi của lò xo. Định luật Húc.Giới hạn đàn hồi của lò xo là gì? 2. Giới hạn đàn hồi của lò xo. Giới hạn đàn hồi là độ biến dạng lớn nhất mà sau khi thôi chịu lực tác dụng, vật còn tự trở lại hình dạng ban đầu
40. Từ bảng kết quả cho biết Fđh chỉ tỉ lệ với độ dãn của lò xo khi nào? + chỉ tỉ lệ khi còn trong giới hạn đàn hồi. Fđh=P (N) 0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 Độ dãn l=l - lo 0 1 2 3 3,4
41. Định luật Húc:
42. Định luật Húc:
43. Định luật Húc:
44. Định luật Húc:
45. Định luật Húc:
46. Định luật Húc:
47. Định luật Húc:
48. Định luật Húc:
49. Định luật Húc:
50. Định luật Húc: lo Fđh Trong giới hạn đàn hồi, độ lớn của lực đàn hồi của lò xo tỉ lệ ∆l thuận với độ biến dạng của lò xo Fđh Biểu thức: Fđh = k l Fđh: Lực đàn hồi (N). k: Hệ số đàn hồi (độ cứng) của lò xo (N/m). ∆l: Độ biến dạng của lò xo (m) ∆l = (l – lo) khi lò xo bị kéo giãn ∆l = (lo – l) khi lò xo bị nén
51. Nhận xét: ➢ Khi ∆l không đổi, Fđh càng lớn khi k càng lớn. ➢ Khi Fđh không đổi, k càng lớn thì ∆l càng nhỏ. Ý nghĩa của đại lượng k: ➢ k đặc trưng cho khả năng tạo ra lực đàn hồi của lò xo. ➢ lò xo có k càng lớn thì càng cứng.
52. 4. Chú ý. a, Với dây cao su hay dây thép, lực đàn hồi chỉ xuất hiện khi bị ngoại lực kéo dãn ( gọi là lực căng). b, Với các mặt tiếp xúc bị biến dạng khi ép vào nhau thì lực đàn hồi có phương vuông góc với mặt tiếp xúc.
53. * Một vài trường hợp thường gặp. Lực căng của sợi dây. T’ Khi mét ngêi kÐo c¨ng mét sîi d©y , th× lùc c¨ng cña d©y xuÊt hiÖn cã t¸c dông nh thÕ nµo T ? Em h·y cho biÕt ®Æc ®iÓm cña nh÷ng lùc nµy ? P ➢ Điểm đặt là điểm đầu sợi dây tiếp xúc với vật. ➢ Phương trùng với chính sợi dây. ➢ Chiều hướng từ hai đầu dây vào phần giữa của sợi dây.
54. * Một vài trường hợp thường gặp. Lực căng của sợi dây. Khi dây được vắt qua ròng rọc. T ’ T ’ 2 1 ➢ Phương của lực tác dụng bị thay đổi. ’ ’ ➢T1 = T1 = T2 = T2 T1 T2 P1 P2
55. Một số loại lực kế.
56. Kiến thức cần nhớ: + Lực đàn hồi của lò xo xuất hiện ở cả 2 đầu của lò xo và +tác dụng vào các vật tiếp xúc (hay gắn) với nó làm nó biến dạng. +Lực đàn hồi hướng dọc theo trục lò xo,ngược chiều biến dạng +Khi bị dãn, lực đàn hồi của lò xo hướng vào trong, khi bị nén lực đàn hồi của lò xo hướng ra ngoài. +Định luật Húc: Trong giới hạn đàn hồi, độ lớn của lực đàn hồi của lò xo tỉ lệ thuận với độ biến dạng của lò xo: Fđh = k l + Với các mặt tiếp xúc bị biến dạng khi ép vào nhau thì lực đàn hồi có phương vuông góc với mặt tiếp xúc,goi là phản lực. + Đối với dây cao su, dây thép , khi bị kéo lực đàn hồi được gọi là lực căng. Chú ý :nếu lực đàn hồi vượt quá giới hạn đàn hồi thì lò xo va các vât khác không trở về được hình dạng ban đầu
57. Bài tập củng cố Câu 1: Chọn câu đúng Treo quả nặng khối lượng m vào lực kế thì lực kế chỉ 5 N. Cho g = 10 m/s2. Khối lượng m là A. 5 kg. C. 50 g. B. 5 g. D. 500 g.
58. Bài tập củng cố Câu 2: Chọn câu đúng Treo quả nặng khối lượng m vào lò xo thì lò xo giãn ∆l. Nếu treo quả nặng khối lượng 2m thì lò xo đó giãn bao nhiêu? A. ∆l. C. 3∆l. B. 2∆l. D. 4∆l.
59. Bài tập củng cố Câu 3. 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. A. 500N B. 0,05N C. 20N D. 5N Gợi ý: Tóm tắt Giải l=5cm=0,05m Khi vật đứng yên thì Fđh = P k = 100 N/m Vậy P = Fđh = k l = 100.0,05 P = ? = 5 (N) Chọn đáp án D
60. Bài tập củng cố Câu 4. 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 Giải lo = 15cm = 0,15 m Theo định luật Húc ta có: l = 18 cm = 0,18 m Fđh = k l Fđh = 4,5 N l = l - lo = 0,18 – 0,15 = 0,03 m k = ? Vậy độ cứng k của lò xo bằng: k = Fđh / l = 4,5 : 0,03 = 150 N/m Chọn đáp án D
61. Nhiệm vụ học tập ở nhà - Làm các bài tập ở SGK tr74 và SBT . - Đọc mục em có biết ? - Ôn lại các loại lực ma sát đã học. -Đọc trước bài 13: (Lực ma sát)
62. Bài tập củng cố Câu 3: Chọn câu đúng Lò xo có chiều dài tự nhiên 20 cm. Kéo lò xo bằng lực 5 N thì lò xo dài 24 cm. Nếu kéo lò xo bằng lực 10 N thì chiều dài của nó bằng A. 28 cm. C. 40 cm. B. 48 cm. D. 22 cm.