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

Lực đàn hồi của lò xo  Định luật Húc ( Robert Hooker,1635-1703 ) 
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. 
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. 
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. 
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. 
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. 
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. 
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 ? 
B ài 3: Hai t àu thuỷ mỗi chiếc có m = 50.000 tấn ở cách nhau 2km. Lấy g = 10 m/s 2 . a) Tính lực hấp dẫn giữa chúng.b) So sánh lực đó với trọng lượng của một quả cân 30g. 
Bài 4: Trái Đất hút mặt trăng với một lực bằng bao nhiêu? Cho Khoảng cách giữa chúng là 36.10 7 m, m mtr = 7.10 22 kg, m Tdat =6,1.10 24 kg.