Bài giảng Vật lí Lớp 10 - Bài 12: Lực đàn hồi của lò xo. Định luật Húc (Bản đẹp)

Lực đàn hồi của lò xo Định luật húc 
Tiết 21 
I. Hướng và điểm đặt của lực đàn hồi của lò xo. 
quan sát nét mặt và phán đoán khi kéo lò xo ra , ta thấy cánh tay có cảm giác gì không ? 
+ Khi kéo lò xo ra ta cảm thấy có 1 lực kéo 2 cánh vào nhau 
+ Lực kéo 2 tay đó được sinh ra từ đâu ? 
+ lực kéo 2 tay vào nhau được sinh ra từ lò xo. 
+ Khi lò xo như thế nào thì có lực kéo 2 tay vào nhau ? 
+ Khi lò xo bị kéo dãn ra 
+ Thế khi lò xo bị ép vào thì có lực tác dụng lên tay không ? Tác dụng như thế nào ? 
+ Có bị tác dụng , nó đẩy 2 tay ra xa nhau . 
F 
F 
F 
F 
+ Lực có tác dụng gì đối với lò xò ? 
+ Lực có tác dụng đưa lò xo về hình dạng ban đầu . 
Lực xuất hiện ở đâu , khi nào ? 
+ Lực xuất hiện ở 2 đầu lò xo, khi lò xo bị biến dạng 
+ lực có hướng như nào với lực kéo và lực nén của tay ? 
F 
+ Hướng của lực ngược với hướng của lực kéo và lực nén của tay 
F 
+ tác dụng lực vào tay người , vậy lực có điểm đặt ở đâu ? 
F 
F 
F 
+ có điểm đặt ở 2 đầu lò xo chỗ tiếp xúc với tay người 
F 
 là lực đàn hồi của lò xo 
I. Hướng và điểm đặt của lực đàn hồi của lò xo. 
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 hướng ngược với hướng của ngoại lực gây biến dạng cho lò xo. 
+ Có điểm đặt tại 2 đầu lò xo, chỗ tiếp xúc ( hay gắn ) với vật làm lò xo biến dạng . 
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 ? 
Khi quả nặng đứng yên , quả nặng chịu tác dụng của những lực nào ? chúng quan hệ với nhau như thế nào ? 
Khi quả nặng đứng yên , quả nặng chịu tác dụng của những lực nào ? chúng quan hệ với nhau như thế nào ? 
Khi quả nặng đứng yên : 
l 
Nên F đh = P = mg 
F đh =P (N) 
Độ dãn l=l - lo 
0,0 
1,0 
2,0 
3,0 
0 
1 
(cm) 
Fđh = P 
F đh =P (N) 
Độ dãn l=l - lo 
0,0 
1,0 
2,0 
3,0 
1 
0 
(cm) 
F đh =P (N) 
Độ dãn l=l - lo 
0,0 
1,0 
2,0 
3,0 
1 
0 
(cm) 
F đh =P (N) 
Độ dãn l=l - lo 
0,0 
1,0 
2,0 
3,0 
1 
0 
(cm) 
F đh =P (N) 
Độ dãn l=l - lo 
0,0 
1,0 
2,0 
3,0 
1 
0 
(cm) 
F đh =P (N) 
Độ dãn l=l - lo 
0,0 
1,0 
2,0 
3,0 
1 
0 
(cm) 
F đh =P (N) 
Độ dãn l=l - lo 
0,0 
1,0 
2,0 
3,0 
1 
0 
2 
(cm) 
F đh =P (N) 
Độ dãn l=l - lo 
0,0 
1,0 
2,0 
3,0 
1 
0 
2 
(cm) 
F đh =P (N) 
Độ dãn l=l - lo 
0,0 
1,0 
2,0 
3,0 
1 
0 
2 
(cm) 
F đh =P (N) 
Độ dãn l=l - lo 
0,0 
1,0 
2,0 
3,0 
1 
0 
2 
(cm) 
F đh =P (N) 
Độ dãn l=l - lo 
0,0 
1,0 
2,0 
3,0 
1 
0 
2 
3 
(cm) 
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? 
+ 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 
Khi bỏ quả nặng ra các lò xo có trở lại vị trí ban đầu không ? 
Phán đoán xem có phải lúc nào trọng lượng các quả cân cũng tỉ lệ thuận với độ dãn của lò xo không ? 
+ Trọng lượng các quả cân không phải lúc nào cũng tỉ lệ với độ dãn của lò xo 
+ Phán đoán xem khi bỏ các quả cân ra lò xo có trở về được độ dài ban đầu không ? 
+ Lò xo không trở về được độ dài ban đầu . 
II. Độ lớn của lực đàn hồi của lò xo. Định luật Húc . 
1. Thí nghiệm . 
2. Giới hạn đàn hồi của lò xo. 
Giới hạn đàn hồi của lò xo là gì ? 
 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 
F đh =P (N) 
Độ dãn l=l - lo 
0,0 
0 
1,0 
1 
2,0 
2 
3,0 
3 
4,0 
3,4 
+ Từ bảng kết quả cho biết F đh chỉ tỉ lệ với độ dãn của lò xo khi nào ? 
+ chỉ tỉ lệ khi còn trong giới hạn đàn hồi . 
II. Độ lớn của lực đàn hồi của lò xo. Định luật Húc . 
1. Thí nghiệm . 
2. Giới hạn đàn hồi của lò xo. 
3. 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 
Biểu thức : F đh = 
3. Định luật Húc . 
Biểu thức : F đh = 
+ Hệ số tỉ lệ k gọi là độ cứng (hay hệ số đàn hồi ) của lò xo. 
+ Đơn vị của độ cứng : 
k 1 < k 2 < k 3 
k = Fđh / 
 l 
k 
 N 
 ( / m ) 
3. Định luật Húc . 
Biểu thức : F đh = 
là độ biến dạng của lò xo 
3. Định luật Húc . 
Biểu thức : F đh = 
là độ biến dạng của lò xo 
3. Định luật Húc . 
Biểu thức : F đh = 
là độ biến dạng của lò xo 
3. Định luật Húc . 
Biểu thức : F đh = 
là độ biến dạng của lò xo 
3. Định luật Húc . 
Biểu thức : F đh = 
là độ biến dạng của lò xo 
3. Định luật Húc . 
Biểu thức : F đh = 
là độ biến dạng của lò xo 
3. Định luật Húc . 
Biểu thức : F đh = 
là độ biến dạng của lò xo 
3. Định luật Húc . 
Biểu thức : F đh = 
là độ biến dạng của lò xo 
3. Định luật Húc . 
Biểu thức : F đh = 
là độ biến dạng của lò xo 
Tại sao dùng ? 
 l 
II. Độ lớn của lực đàn hồi của lò xo. Định luật Húc . 
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 ). 
II. Độ lớn của lực đàn hồi của lò xo. Định luật Húc . 
4. Chú ý. 
Với các mặt tiếp xúc lực đàn hồi xuất hiện khi nào ? Có phương như thế nào ? 
II. Độ lớn của lực đàn hồi của lò xo. Định luật Húc . 
4. Chú ý. 
II. Độ lớn của lực đàn hồi của lò xo. Định luật Húc . 
1. Thí nghiệm . 
2. Giới hạn đàn hồi của lò xo. 
3. Định luật Húc . 
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 ). 
II. Độ lớn của lực đàn hồi của lò xo. Định luật Húc . 
4. Chú ý: b) 
II. Độ lớn của lực đàn hồi của lò xo. Định luật Húc . 
1. Thí nghiệm . 
2. Giới hạn đàn hồi của lò xo. 
3. Định luật Húc . 
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 . 
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 găn ) với nó làm nó 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: F đh = 
+ Đối với dây cao su , dây thép , khi bị kéo lực đàn hồi được gọi là lực căng . 
+ Với các mặt tiếp xúc bị biến dạng khi ép vào nhau thì lực đàn hồi có phương vuông góc với mặt tiếp xúc . 
Bài tập củng cố : 
Câu 1. 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 
k = 100 N/m 
 l=5cm=0,05m 
P = ? 
Giải 
Khi vật đứng yên thì F đh = P 
Vậy P = F đh = k 
 l 
= 100.0,05 
= 5 (N) 
Chọn đáp án D 
Câu 2 . 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 
lo = 15cm = 
0,15 m 
l = 18 cm 
= 0,18 m 
F đh = 4,5 N 
k = ? 
Giải 
Theo định luật Húc ta có : 
 F đh = k 
 l 
l - l o 
 l 
= 
= 0,18 – 0,15 = 0,03 m 
Vậy độ cứng k của lò xo bằng : 
k = Fđh / 
 l 
= 
4,5 : 0,03 
= 150 N/m 
Chọn đáp án D 
Giải thích nguyên tắc hoạt động của lò xo giảm sóc ?