Giáo án điện tử vật lí 10 cánh diều bài 2: Sự biến dạng

CHÀO MỪNG CÁC EM ĐẾN VỚI BÀI HỌC HÔM NAY!

KHỞI ĐỘNG

Nhờ có sự biến dạng mà những dây cáp dẻo dai của cầu Brooklyn chịu được những lực rất lớn tác dụng lên cầu. Biến dạng được phân loại như thế nào?

BÀI 2: SỰ BIẾN DẠNG

NỘI DUNG BÀI HỌC

1. Biến dạng kéo và biến dạng nén
2. Định luật Hooke (Húc)
3. Biến dạng kéo và biến dạng nén

Khi vật chịu tác dụng của cặp lực nén ngược chiều nhau, vuông góc với bề mặt của vật, hướng vào phía trong vật, ta có biến dạng nén.

Khi vật chịu tác dụng của cặp lực kéo ngược chiều nhau, vuông góc với bề mặt của vật, hướng ra phía ngoài vật, ta có biến dạng kéo

Thảo luận về kết quả (hình dạng, kích thước) của biến dạng kéo và biến dạng nén ở hình 2.3b và 2.3c

• 3b, Thanh cao su khi biến dạng nén thì bị co phồng lên và ngắn đi so với kích thước ban đầu
• 3c, Thanh cao su khi biến dạng kéo thì bị dãn mỏng đi và dài hơn so với kích thước ban đầu.

2. Định luật Hooke (Húc)

Câu hỏi

Khi kéo hoặc nén lò xo, 2 tay ta có chịu tác dụng của lực nào không?

Khi treo các vật nặng có khối lượng khác nhau thì chiều dài của lò xo có thay đổi không?

Em có đồng ý với ý kiến: Sau khi bỏ vật nặng ra khỏi lò xo, lò xo sẽ trở về hình dạng ban đầu của nó?

Trả lời

Khi kéo hoặc nén lò xo, 2 tay ta cũng chịu một lực tác dụng từ lò xo, chống lại lực mà tay tác động vào lò xo.

Khi treo các vật nặng có khối lượng khác nhau thì chiều dài của lò xo sẽ bị thay đổi. vật càng nặng thì lò xo càng bị kéo dài ra.

Không đồng ý vì trên thực tế quan sát được, khi bỏ vật nặng ra khỏi lò xo, lò xo sẽ trở về hình dạng ban đầu hoặc không.

3 đặc tính lò xo

• Độ giãn: Treo các vật nặng vào đầu dưới của lò xo, lò xo bị kéo dãn xuống dưới và dài thêm ra. Độ dài thêm ra này được gọi là độ giãn (độ biến dạng) của lò xo.
• Giới hạn đàn hồi: Khi treo vật nặng có trọng lượng vượt qua một giá trị nào đó, thì khi bỏ vật treo ra, lò xo không trở lại vị trí chiều dài ban đầu. Giá trị đó được gọi là giới hạn đàn hồi.

2.2 Thí nghiệm

• Dụng cụ: Lò xo, giá thí nghiệm, thước đo độ dài
• Tiến hành:

Lắp các dụng cụ thành bộ như hình 2.6

Lần lượt treo các vật có khối lượng 10 g, 20 g, 30 g, … vào đầu dưới của lò xo

Ghi các độ giãn lò xo tương ứng vào bảng số liệu

Câu hỏi: Các kết quả trong bảng 2.1 gợi cho bạn mối liên hệ gì? Hãy phát biểu mối liên hệ đó.

Trả lời:

Từ bảng kết quả, ta thấy: 

0,01

 Độ biến dạng của lò xo tỉ lệ thuận với trọng lượng của vật treo vào lò xo theo một hệ số tỉ lệ xác định.

2.3. Định luật Hooke

• Trong giới hạn đàn hồi, độ lớn lực đàn hồi của lò xo tỉ lệ thuận với độ biến dạng của lò xo: F = k
• Hệ số tỉ lệ k :
• Được gọi là độ cứng của lò xo, đơn vị là N/m.
• Hệ số k càng lớn, lò xo càng cứng, càng ít bị biến dạng.

Ứng dụng của định luật Hooke

Cân đồng hồ hoạt động dựa trên sự biến dạng của lò xo và tuôn theo định luật Hooke. Trong cân có bộ chuyển đổi chuyển động thẳng của lò xo sang chuyển động quay tròn của kim chỉ thị.