Giải sách bài tập Vật lí lớp 10 Bài 22: Biến dạng của vật rắn. Đặc tính của lò xo

A. Trắc nghiệm

Câu 22.1 trang 74 SBT Vật lí 10: 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.

Lời giải:

Đáp án đúng là: B và C

Biến dạng nén: chiều dài của vật ngắn hơn chiều dài tự nhiên.

Biến dạng dãn: chiều dài của vật lớn hơn chiều dài tự nhiên.

Dựa vào hình vẽ ta thấy hình b đang có biến dạng nén, hình c đang có biến dạng dãn.

Câu 22.2 trang 74 SBT Vật lí 10: Đồ thị biểu diễn mối liên hệ giữa độ biến dạng của vật đàn hồi đối 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.

Lời giải:

Đáp án đúng là: D

Trong giới hạn đàn hồi của vật, lực đàn hồi và độ biến dạng tỉ lệ thuận với nhau nên đồ thị biểu diễn mối quan hệ của chúng có dạng một đường thẳng đi qua gốc tọa độ.

Câu 22.3 trang 75 SBT Vật lí 10: 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.

Lời giải:

Đáp án đúng là: B

Giới hạn đàn hồi là điểm mà tại đó, nếu tăng lực tác dụng lên vật thì sau khi thôi lực tác dụng thì vật không thể trở về hình dạng ban đầu, điều đó đồng nghĩa với việc lực tác dụng và độ biến dạng không còn tỉ lệ thuận với nhau nữa.

Từ đồ thị ta thấy điểm B chính là điểm giới hạn đàn hồi.

B. Tự luận

Bài 22.1 trang 75 SBT Vật lí 10: Hãy vẽ vectơ biểu diễn lực do tay tác dụng lên lò xo để lò xo có biến dạng nén (Hình 22.3)

Lời giải:

Bài 22.2 trang 75 SBT Vật lí 10: 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.

Lời giải:

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.

Bài 22.3 trang 76 SBT Vật lí 10: 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.

Lời giải:

a. Đoạn OA có dạng là đường thẳng đi qua gốc tọa độ. Đoạn OA 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:

$F=k.\Delta \mathcal{l}$

Trong đó:

+ F: lực tác dụng

+ $\Delta \mathcal{l}$: độ biến dạng

+ k: hệ số tỉ lệ (độ cứng của lò xo)

Bài 22.4 trang 76 SBT Vật lí 10: 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.

Lời giải:

Kẻ một đường thẳng song song với trục hoành (trục độ biến dạng), ta thấy 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.

Bài 22.5 trang 76 SBT Vật lí 10: 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 thẳng đứng. Mô tả chuyển động của vật ngay sau khi thả.

Lời giải:

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 (không đều).

Bài 22.6 trang 77 SBT Vật lí 10: 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 đồ thị biểu diễn mối liên hệ giữa độ dãn và lực tác dụng lên các lò xo A và B vào trên cùng một đồ thị.

Lời giải:

Dựa vào hình vẽ ta thấy hai lò xo ban đầu có cùng chiều dài tự nhiên, treo hai vật nặng có cùng khối lượng (tức là chịu lực tác dụng như nhau). Kết quả lò xo A bị dãn nhiều hơn nên chứng tỏ lò xo A có độ cứng nhỏ hơn lò xo B.