Bài 39. Biến dạng của lò xo. Phép đo lực

DL
dlthuy6644
0 lượt tải
6
0

Nội dung tài liệu

Trang 1

BÀI 39. BIẾN DẠNG CỦA LÒ XO. PHÉP ĐO LỰC CÂU HỎI ĐÁNH GIÁ NĂNG LỰC Dựa vào các thông tin được cung cấp dưới đây để trả lời các câu hỏi từ 1 dến 5: Lò xo là một trong những vật liệu đàn hồi điển hình, có khả năng thay đổi chiều dài khi chịu tác dụng của lực kéo hoặc lực nén. Trong vật lí, người ta thường sử dụng lò xo để đo lực bằng cách dựa trên độ dãn của nó. Theo định luật Hooke, trong giới hạn đàn hồi, độ dãn của lò xo tỉ lệ thuận với lực tác dụng: F=k⋅Δl, trong đó F là lực tác dụng (N), Δl là độ dãn (m), và k là độ cứng của lò xo (N/m). Thí nghiệm phổ biến ở trường học là treo các quả nặng có khối lượng khác nhau vào đầu lò xo thẳng đứng và đo độ dãn. Ví dụ, nếu chiều dài tự nhiên của lò xo là 10 cm, thì khi treo thêm khối lượng 50 g (tương đương lực khoảng 0,5 N), chiều dài lò xo có thể tăng lên 12 cm. Khi tiếp tục treo hai quả cân 50 g, chiều dài lò xo tăng lên 14 cm. Sự thay đổi chiều dài cho thấy độ dãn lò xo tăng tuyến tính với lực tác dụng. Ứng dụng của hiện tượng này không chỉ dừng lại ở thí nghiệm mà còn được dùng để chế tạo lực kế lò xo, cân lò xo và nhiều dụng cụ đo lực trong công nghiệp. Hiểu đúng mối quan hệ giữa lực và độ dãn của lò xo giúp học sinh phát triển khả năng tư duy định lượng và vận dụng vật lí trong đời sống hàng ngày. Câu 1: Lò xo dãn dài là do nguyên nhân nào? A. Do khối lượng lò xo thay đổi B. Do lực tác dụng từ trọng lượng vật treo C. Do lò xo bị nóng lên D. Do chiều dài ban đầu quá ngắn Câu 2: Khi treo 2 quả cân giống nhau vào lò xo, chiều dài lò xo gấp đôi so với khi treo 1 quả cân. Kết luận nào sau đây đúng? A. Độ dãn không phụ thuộc vào lực B. Lực không ảnh hưởng đến chiều dài lò xo C. Độ dãn của lò xo tỉ lệ thuận với lực tác dụng D. Lò xo không còn tính đàn hồi Câu 3: Nếu lò xo có chiều dài tự nhiên là 10 cm và dài 13 cm khi treo vật nặng 100 g, hỏi chiều dài lò xo sẽ là bao nhiêu nếu treo vật 200 g cùng loại? A. 15 cm B. 16 cm C. 17 cm D. 20 cm Câu 4: Một học sinh dùng lò xo để chế tạo lực kế đơn giản. Bạn ấy muốn đo lực kéo cửa khi mở. Để đo chính xác, bạn cần khuyên bạn ấy thế nào: 1

Trang 2

A. Chọn lò xo càng mềm càng tốt B. Không cần hiệu chỉnh gì, cứ dùng đại C. Hiệu chỉnh số 0, chọn lò xo có độ cứng phù hợp D. Cứ treo vật thật nặng để thấy độ dãn rõ hơn Câu 5: Trong thực tế, nếu dùng lò xo để thiết kế hệ thống giảm xóc cho xe đạp, những yếu tố nào cần được tính đến để đảm bảo an toàn và hiệu quả? A. Chỉ cần màu sắc phù hợp để dễ nhìn B. Độ cứng của lò xo, trọng lượng người lái, và giới hạn đàn hồi của lò xo C. Chiều dài lò xo ngắn nhất có thể D. Chọn lò xo thật mỏng và nhẹ Dựa vào các thông tin được cung cấp dưới đây để trả lời các câu hỏi từ 1 dến 5: Trong thí nghiệm vật lí, độ dãn của lò xo là một biểu hiện đặc trưng của tính đàn hồi. Khi treo một vật vào đầu dưới của lò xo thẳng đứng, trọng lượng của vật (tính theo công thức P = m.g) sẽ kéo giãn lò xo. Chiều dài mới của lò xo sau khi dãn được ghi nhận là l, trong khi chiều dài ban đầu chưa treo vật là l0. Hiệu Δl = l − l0 được gọi là độ dãn của lò xo. Nếu thay đổi khối lượng vật treo, ta thấy độ dãn Δl cũng thay đổi theo một quy luật. Qua các thí nghiệm cơ bản với khối lượng 50g, 100g, 150g,... người ta quan sát được rằng độ dãn lò xo tăng tuyến tính theo khối lượng vật: tức là nếu khối lượng tăng gấp đôi thì độ dãn cũng tăng gấp đôi. Mối quan hệ này được viết thành biểu thức: Δl ∝ m Điều này chỉ đúng trong giới hạn đàn hồi – khi lò xo chưa bị biến dạng vĩnh viễn. Ví dụ, một lò xo có chiều dài tự nhiên 10 cm, khi treo vật 50g thì chiều dài là 12 cm (tức dãn 2 cm), nếu treo vật 100g thì chiều dài là 14 cm (tức dãn 4 cm). Việc hiểu đúng mối quan hệ này giúp chế tạo các lực kế chính xác, đồng thời cũng giúp học sinh rèn tư duy toán học khi xử lý dữ liệu tuyến tính trong thí nghiệm. Câu 1: Độ dãn của lò xo được tính bằng cách nào? A. Tổng khối lượng chia cho chiều dài B. Trừ chiều dài ban đầu khỏi chiều dài khi dãn C. Nhân chiều dài với trọng lượng D. Trừ trọng lượng khỏi chiều dài ban đầu 2

Trang 3

Câu 2: Khi khối lượng vật treo tăng từ 50g lên 150g thì độ dãn của lò xo tăng như thế nào, giả sử vẫn trong giới hạn đàn hồi? A. Tăng gấp đôi B. Tăng gấp rưỡi C. Tăng gấp ba D. Không đổi Câu 3: Một lò xo dài 10 cm khi chưa treo gì. Treo vật 200g vào thì lò xo dài 16 cm. Hỏi khi treo vật 100g vào thì chiều dài lò xo là bao nhiêu? A. 12 cm B. 13 cm C. 14 cm D. 15 cm Câu 4: Một học sinh ghi lại số liệu sau: 50g → dãn 2 cm; 100g → dãn 4 cm; 150g → dãn 6 cm. Nhận xét nào sau đây chính xác nhất? A. Độ dãn không đều, thí nghiệm sai B. Khối lượng càng lớn thì độ dãn càng nhỏ C. Độ dãn tỉ lệ thuận với khối lượng D. Lò xo đã bị giãn vĩnh viễn Câu 5: Một nhà thiết kế cần tạo lực kế cho các vật dưới 500g. Họ chọn lò xo có độ dãn 1 cm/50g. Nếu người dùng treo vật 300g, nhưng thấy lò xo dãn 9 cm thì cần kết luận gì? A. Lò xo quá tốt, đo rất chính xác B. Vật nặng quá nhẹ, cần kiểm tra lại C. Lò xo bị giãn vĩnh viễn, kết quả sai D. Lò xo chưa đạt độ dãn tiêu chuẩn Dựa vào các thông tin được cung cấp dưới đây để trả lời các câu hỏi từ 1 dến 5: Lực kế lò xo là dụng cụ dùng để đo lực dựa trên nguyên lý biến dạng của lò xo. Khi một lực kéo hoặc đẩy tác dụng lên đầu lò xo, lò xo sẽ giãn ra hoặc nén lại tùy theo chiều lực. Độ dãn (hoặc độ nén) này tỉ lệ thuận với độ lớn của lực, miễn là lò xo còn nằm trong giới hạn đàn hồi. Lực kế thường có cấu tạo gồm một vỏ nhựa trong suốt chứa lò xo, một móc để treo vật, và một kim chỉ lực di chuyển theo vạch chia (tính bằng newton). Trong đời sống, lực kế được sử dụng trong nhiều tình huống: đo sức kéo của cơ bắp, lực căng dây, lực cản không khí trong các mô hình thử nghiệm, hoặc đo lực ma sát khi kéo vật trên bề mặt. Ví dụ, để đo lực kéo của học sinh lên một khối gỗ trên mặt bàn, ta dùng lực kế móc vào đầu khối gỗ rồi kéo đều tay cho khối gỗ trượt đều. Kim lực kế sẽ chỉ giá trị ổn định tại thời điểm đó – chính là độ lớn của lực ma sát trượt.. Tuy nhiên, cần chú ý chọn lực kế phù hợp với dải lực cần đo: không nên dùng lực kế 5N để đo vật có lực khoảng 10N vì lò xo sẽ bị kéo quá giới hạn đàn hồi và không hồi phục. Vì vậy, hiểu nguyên lý hoạt động và cách chọn lực kế đúng là kỹ năng cần thiết trong cả học tập lẫn nghiên cứu thực nghiệm. Câu 1: Lực kế hoạt động dựa trên hiện tượng gì? A. Tính dẫn điện của kim loại B. Tính chất giãn nở vì nhiệt 3

Hiển thị 3 trang đầu. Tải tài liệu để xem đầy đủ.

Bình luận (0)

Đăng nhập để tham gia bình luận

Chưa có bình luận nào. Hãy là người đầu tiên!