Giải Vật lí 10 trang 140 Chân trời Sáng tạo

Mở đầu trang 140 Vật Lí 10 Chân trời sáng tạo:

Tính chất cơ bản của một lò xo là gì? Hai lò xo có cùng chiều dài nhưng làm bởi hai loại vật liệu khác nhau thì có đặc tính khác nhau như thế nào khi chịu lực tác dụng? Trong bài này, ta sẽ tìm phương án thí nghiệm để thiết lập hệ thức liên hệ giữa lực tác dụng và độ biến dạng của lò xo.

Lời giải:

- Tính chất cơ bản của một lò xo là tính chất đàn hồi.

- Hai lò xo có cùng chiều dài nhưng làm bởi hai loại vật liệu khác nhau thì có độ dãn khác nhau khi chịu lực tác dụng

Câu hỏi 1 trang 140 Vật Lí 10 Chân trời sáng tạo:

a) Dựa vào bộ dụng cụ được đề xuất, hãy thiết kế phương án thí nghiệm (trong đó thể hiện rõ các bước tiến hành) để tìm mối liên hệ giữa lực đàn hồi và độ biến dạng của lò xo.

b) Tiến hành thí nghiệm khảo sát, ghi lại số liệu đo được vào bảng số liệu như gợi ý trong Bảng 23.1.

Lời giải:

a) Để tìm mối quan hệ giữa độ lớn của lực đàn hồi và độ biến dạng của lò xo ta bố trí thí nghiệm như hình vẽ.

- Tiến hành thí nghiệm:

+ Treo lò xo theo phương thẳng đứng vào giá thí nghiệm. Đo chiều dài tự nhiên của lò xo (l₀).

+ Lần lượt treo các quả nặng có khối lượng khác nhau vào lò xo, đo chiều dài của lò xo khi đó để xác định được độ giãn.

+ Sau khi tiến hành thí nghiệm, ta thu được bảng số liệu bên dưới:

Trong đó:

Lực đàn hồi: F_đh = P = m.g

Độ biến dạng của lò xo: Δl = l - l_o

Nhận xét: Ta thấy lực đàn hồi và độ dãn của lò xo tỉ lệ thuận với nhau đến khi trọng lượng của vật bằng 4 N. Khi trọng lượng của vật bằng 5 N thì độ giãn không tỉ lệ thuận với trọng lượng nữa. Vậy điểm giới hạn đàn hồi là điểm có tọa độ (40; 4).

b) Học sinh tự tiến hành thí nghiệm và ghi vào bảng số liệu như mẫu.

Câu hỏi 2 trang 140 Vật Lí 10 Chân trời sáng tạo:

a) Dựa vào số liệu đo được từ thí nghiệm hoặc Bảng 23.1, vẽ đồ thị biểu diễn mối liên hệ giữa độ biến dạng của lò xo và lực tác dụng lên lò xo.

b) Nhận xét về hình dạng của đồ thị và rút ra kết luận.

Lời giải:

a) Đồ thị biểu diễn mối liên hệ giữa độ biến dạng của lò xo và lực tác dụng lên lò xo như sau:

b) Đồ thị có dạng đường thẳng hướng lên trên, cho thấy lò xo có độ dãn tỉ lệ thuận với lực tác dụng.