CHỦ ĐỀ 9 - LỰC

BÀI 39 - BIẾN DẠNG CỦA LÒ XO. PHÉP ĐO LỰC

1. NHẬN BIẾT (4 câu)

Câu 1: Độ giãn lò xo có mối quan hệ như thế nào với khối lượng của vật treo trên lò xo?

Trả lời:

Độ dãn của lò xo treo theo phương thẳng đứng tỉ lệ với khối lượng vật treo.

Câu 2: Cần chú ý điều gì khi sử dụng lò xo?

Trả lời:

Nếu kéo dãn lò xo bằng một lực quá lớn, lò xo sẽ bị mất tính đàn hồi và có thể bị hỏng. Khi đó nếu ngừng kéo lò xo, lò xo cũng không thể trở về chiều dài tự nhiên như ban đầu. Vì vậy, khi làm các thí nghiệm với lò xo ta không nên kéo lò xo bằng một lực quá lớn, cũng như không treo vào đầu lò xo một vật có trọng lượng quá lớn.

Câu 3: Lực kế là gì?

Trả lời:

Lực kế là dụng cụ dùng để đo lực.

Câu 4: Nêu các bước đo lực bằng lực kế.

Trả lời:

Các bước đo lực bằng lực kế:

• Ước lượng giá trị lực cần đo;
• Lựa chọn lực kế phù hợp;
• Hiệu chỉnh lực kế;
• Thực hiện phép đo;
• Đọc và ghi kết quả đo.

2. THÔNG HIỂU (4 câu)

Câu 1: Em hãy tìm hiểu và lấy ví dụ về “lò xo” trong thế giới tự nhiên.

Trả lời:

Dây leo thực vật với phần thân và phần nhánh tua cuốn có dạng lò xo để leo bám khi sinh trưởng. Các tua cuốn có thể co giãn như lò xo nên có thể chịu được sức kéo của gió mạnh.

Câu 2: Nêu chức năng của lò xo.

Trả lời:

• Hấp thụ các chấn động hay rung động như lò xo đệm giường, lò xo dùng trong xe ô tô.
• Tác dụng lực vào phanh và bộ ly hợp để dừng xe.
• Lò xo dùng để lưu trữ năng lượng như trong đồng hồ, đồ chơi…

Câu 3: Lò xo thường được làm bằng chất liệu gì?

Trả lời:

Lò xo thường được làm bằng: Dây thép cứng, thép ko gỉ, đồng phốt pho, chrome silicon, chrome Vanadium, graphite epoxy, carbon epoxy,..

Câu 4: Lò xo có những ưu và nhược điểm gì?

Trả lời:

• Ưu diểm:
• Lò xo có khả năng chịu lực nén và lực kéo tốt.
• Lò xo có khả năng hấp thụ chấn động và rung động tốt.
• Nó có độ bền cao.
• Lò xo lưu trữ năng lượng bên trong nó.
• Lò xốc thiết kế đơn giản và dễ sản xuất.
• Lò xo là một thiết bị ko cần bảo trì, bảo dưỡng.
• Nhược điểm:
• Lò xo sau một thời gian sử dụng sẽ bị thay đổi hinh dạng và sự ổn định.
• Khi lò xo phải chịu một tải trọng lớn hơn mức chịu đựng của nó, nó sẽ bị vênh.
• Khi lò xo bị vỡ, nó rất khó sửa chữa. Buộc phải thay thế lò xo mới.

3. VẬN DỤNG (4 câu)

Câu 1: Kể tên các vật mà em biết có đặc điểm biến dạng giống lò xo.

Trả lời:

Các vật có đặc điểm biến dạng giống lò xo: đệm cao su, cây tre, lưỡi cưa tay, thước kẻ nhựa dẻo, cục tẩy.

Câu 2: Nêu một số ứng dụng của lò xo.

Trả lời:

Ngày nay, lò xo được ứng dụng rất rộng rãi trong các chi tiết máy móc công nghiệp và dân dụng. Một số ví dụ như:

• Lực kế, cân trọng lượng... trong khoa đo lường
• Giảm xóc xe cộ
• Phát âm (chuông, loa phóng thanh...)
• Lưu trữ năng lượng (dây cót đồng hồ)
• Công tắc điện
• Bám giữ vật (kẹp quần áo)
• Bút bi

Câu 3: Treo vật vào đầu một lực kế lò xo. Khi vật cân bằng, số chỉ của lực kế là 5 N. Điểu này có ý nghĩa gì?

Trả lời:

Treo vật vào đầu một lực kế lò xo. Khi vật cân bằng, số chỉ của lực kế là 5 N. Điểu này có nghĩa trọng lượng của vật bằng 5 N và khối lượng của vật là 500g.

Câu 4: Móc hộp bút vào lực kế lò xo và kéo cho hộp bút chuyển động. Lúc hộp bút chuyển động ổn định thì số chỉ của lực kế là 3 N. Điểu này có ý nghĩa gì??

Trả lời:

Điều này có nghĩa là lực kéo hộp bút chuyển động là 3N.

4. VẬN DỤNG CAO (3 câu)

Câu 1: Nếu treo vật khối lượng 1 kg vào một lò xo xoắn được treo thẳng đứng trên giá đỡ thì lò xo có độ dài là 8 cm. Nếu treo vật khối lượng 2 kg vào lò xo thì lò xo có độ dài là 12 cm. Hỏi nếu treo vào lò xo vật có khối lượng 3 kg thì lò xo có độ dài bao nhiêu cm?

Trả lời:

Độ dãn của lò xo tỉ lệ với khối lượng của vật treo nên ta có:

 =   =  =    ® I₀ = 4 cm

 =   =  =    ® I₃ = 16 cm

Vậy lò xo có độ dài là 16 cm.

Câu 2: Một lò xo có độ dài ban đầu là 12 cm. Khi treo một vật có khối lượng 1kg thì độ dài của nó là 16 cm. Nếu độ dài của lò xo là 20 cm thì khối lượng của vật treo là bao nhiêu?

Trả lời:

Độ dãn của lò xo tỉ lệ với khối lượng của vật treo nên ta có:

 =   =  =    ®  m₂ = 2 kg

Vậy khối lượng của vật treo là 2 kg với độ dài lò xo là 20 cm.

Câu 3: Một lò xo có chiều dài tự nhiên 12 cm được treo thẳng đứng, đầu dưới của lò xo có gắn một quả nặng khối lượng 100g. Khi quả nặng nằm cân bằng thì lò xo có chiều dài 18cm. Cho rằng độ dãn của lò xo tỉ lệ thuận với khối lượng vật treo. Khi treo quả nặng có khối lượng 500g vào lò xo thì chiều dài của lò xo là bao nhiêu?

Trả lời:

Độ dãn của lò xo khi treo quả nặng có khối lượng 100g là:        

18 – 12 = 6 cm

Khi treo vật có khối lượng 100g thì lò xo dãn 6 cm.

• Khi treo vật có khối lượng 500g thì lò xo dãn ? cm.

Vì độ dãn của lò xo tỉ lệ thuận với khối lượng của vật treo do đó khi treo vật có khối lượng 500 g thì lò xo dãn ra một đoạn là:   =  30 (cm)

Vậy chiều dài của lò xo khi treo quả nặng có khối lượng 500g là: 12 + 30 = 42 (cm)