Câu hỏi

Một lò xo treo thẳng đứng, đầu trên cố định. Khi treo vào đầu dưới lò xo vật khối lượng \({m_1} = 500g\) thì chiều dài lò xo bằng \(25cm\), còn khi treo vật \({m_2} = 800g\) thì chiều dài bằng \(28cm\). Lấy \(g = 10m/{s^2}\).

a) Tìm chiều dài tự nhiên và độ cứng của lò xo.

b) Vẽ đồ thị lực đàn hồi của lò xo theo chiều dài lò xo thay đổi từ 12cm, đến 28cm.


Phương pháp giải:

a) Vận dụng biểu thức định luật Húc: \({F_{dh}} = k\left| {\Delta l} \right|\)

b) Vẽ đồ thị

Lời giải chi tiết:

a)

Con lắc lò xo treo thẳng đứng, tại vị trí cân bằng lực đàn hồi cân bằng với trọng lực của vật.

+ Khi treo vật có khối lượng \({m_1} = 0,5kg\): \({F_{d{h_1}}} = k\left( {{l_1} - {l_0}} \right) = {P_1}\)  (1)

+ Khi treo vật có khối lượng \({m_2} = 0,8kg\): \({F_{dh2}} = k\left( {{l_2} - {l_0}} \right) = {P_2}\)  (2)

Lấy \(\dfrac{{\left( 1 \right)}}{{\left( 2 \right)}}\) ta được: \(\dfrac{{{F_{dh1}}}}{{{F_{d{h_2}}}}} = \dfrac{{{P_1}}}{{{P_2}}} \Leftrightarrow \dfrac{{k\left( {{l_1} - {l_0}} \right)}}{{k\left( {{l_2} - {l_0}} \right)}} = \dfrac{{{m_1}g}}{{{m_2}g}}\)

\(\begin{array}{l} \Rightarrow \dfrac{{{l_1} - {l_0}}}{{{l_2} - {l_0}}} = \dfrac{{{m_1}}}{{{m_2}}} = \dfrac{{0,5}}{{0,8}} = 0,625\\ \Leftrightarrow \dfrac{{25 - {l_0}}}{{28 - {l_0}}} = 0,625\\ \Rightarrow {l_0} = 20cm\end{array}\)

Thay ngược lại (1) suy ra độ cứng của lò xo: \(k = 100N/m\)

b)

Lập bảng giá trị của \({F_{dh}}\) theo chiều dài lò xo

\({F_{dh}} = k\left| {\Delta l} \right|\)


Luyện Bài Tập Trắc nghiệm Lí lớp 10 - Xem ngay