Hãy sử dụng những dụng cụ học tập của em và cân hiện số để xác định độ cứng của lò xo trong bút bi (Hình 23.6).
Hãy sử dụng những dụng cụ học tập của em và cân hiện số để xác định độ cứng của lò xo trong bút bi (Hình 23.6).
Các em tự thực hành.
Lấy một cái bút bi lò xo để làm thí nghiệm.
Bấm cho đầu bút bi thụt vào. Lúc đó lò xo có tác dụng lực lên ruột bút bi hay không? Lực đó là lực kéo hay lực đẩy? Làm thí nghiệm để xác nhận câu trả lời của em
Khi đầu bút bi thụt vào, lò xo bút bi vẫn bị nén, nên nó vẫn tác dụng vào ruột bút và thân bút lực đẩy
Lấy một cái bút bi lò xo để làm thí nghiệm.
Bấm cho đầu bút bi nhô ra. Lúc đó lò xo có tác dụng lên ruột bút bi hay không? Lực đó là lực kéo hay lực đẩy? Làm thí nghiệm để xác nhận câu trả lời của em
Khi đầu bút bi nhô ra, lò xo bút bi đã bị nén lại nên đã tác dụng vào ruột bút, cũng như vào thân bút những lực đẩy. Ta có cảm nhận được lực này khi bấm nhẹ vào núm ở đuôi bút
Từ một số dụng cụ đơn giản như: lò xo nhẹ, dây nhẹ không dãn, vật nặng và giá đỡ.
a) Em hãy thực hiện hai thí nghiệm sau:
– Có định một đầu của lò xo, gần vật nặng vào đầu còn lại của lò xo như Hình 1.2a. Kéo vật nặng xuống một đoạn theo phương thẳng đứng và buông nhẹ.
– Cố định một đầu của dây nhẹ không dãn, gắn vật nặng vào đầu còn lại của dây. Kéo vật nặng để dây treo lệch một góc xác định và buông nhẹ.
b) Quan sát và mô tả chuyển động của các vật, nêu điểm giống nhau về chuyển động của chúng.
a) Các em tự thực hành thí nghiệm đơn giản này với các dụng cụ và hướng dẫn trên.
b) Mô tả chuyển động của các vật:
- Cả hai vật đều dao động quanh một vị trí cân bằng (VTCB) xác định: đối với con lắc lò xo thì VTCB là vị trí sau khi treo quả nặng đến khi lò xo cân bằng; đối với con lắc đơn là vị trí thấp nhất của vật (khi sợi dây có phương thẳng đứng).
- Trong quá trình dao động thì vật sẽ chuyển động qua lại quanh vị trí cân bằng đó.
- Con lắc lò xo dao động theo phương thẳng đứng.
- Con lắc đơn dao động trên một cung tròn với biên độ góc xác định.
Một lò xo có độ cứng k = 40 N/m, khối lượng không đáng kể được treo theo phương thẳng đứng tại nơi có g = 10 m/ s 2 . Đầu dưới của lò xo treo vật m = 100g.
a. Xác định độ biến dạng của lò xo khi vật m cân bằng?
b. Nếu tác dụng vào vật m thêm một lực F theo phương thẳng đứng ta thấy, vật m cân bằng thì lò xo bị nén 2cm. Xác định vec tơ lực F?
c. Nếu người ta cho m quay đều trong mặt phẳng ngang xung quanh một trục thẳng đứng qua điểm treo lò xo thì thấy trục của lò xo luôn hợp với phương thẳng đứng một góc là 45º và chiều dài của lò xo là 40 cm. Tính thời gian để vật m quay được một vòng?
a) (1 điểm)
- Phân tích lực cho m, vẽ hình biểu diễn các lực. (0,25 điểm)
- Viết PT: (0,25 điểm)
(0,5 điểm)
- Vậy khi m cân bằng thì lò xo dãn 2,5 cm.
b)
- Theo định luật 2 Niu Tơn ta có: (0,25 điểm)
- Chiếu PT vec tơ lên phương của trọng lực ta có:
(0,25 điểm)
- Vị trí cân bằng của vật trùng với vị trí lò xo không biến dạng nên Fdh = 0
⇒ F = -P = -mg = -0,1.10 = -1(N) (0,5 điểm)
- Vậy lực F tác dụng vào vật hướng thẳng đứng từ dưới lên, có độ lớn là 1 N.
c)
- Ta có:
Vì vật m chuyển động quay trong mặt phẳng ngang nên (0,25 điểm)
- Có:
Xét:
(0,25 điểm)
- ADCT:
(0,25 điểm)
- ADCT: (0,25 điểm)
một học sinh muốn xác định khối lượng riêng của 1 viên bi. Hãy lập hương án thực hiện với các dụng cụ sau : một cái cân, một bình đo thể tích có chia độ
B1: Dùng cân đo khối lượng m của viên bi.
B2: Ghi lại mức nước trong bình, sau đó cho viên bi vào bình chia độ, ghi lại mực nước lúc sau. Lấy hiệu mực nước lúc sau trừ mực nước ban đầu suy ra thể tích V của bình.
B3: Tính khối lượng riêng: D = m/V
một học sinh muốn xác định khối lượng riêng của 1 viên bi. Hãy lập hương án thực hiện với các dụng cụ sau : một cái cân, một bình đo thể tích có chia độ
Đầu tiên đo khối lương của bi bằng cân. (m)
Sau đó đổ nước vào bình chia độ, đo thể tích của bi. (V)
\(\Rightarrow D=\frac{m}{V}\)
Em đã sử dụng kĩ năng nào trong học tập môn Khoa học tự nhiên để thực hiện các hoạt động sau:
a) Sử dụng cân đồng hồ để xác định khối lượng của hộp bút.
b) Nhìn thấy bầu trời âm u và trên sân trường có vài chú chuồn chuồn bay là là trên mặt đất, có thể trời sắp mưa.
a) Để thực hiện hoạt động: Sử dụng cân đồng hồ để xác định khối lượng của hộp bút em đã sử dụng kĩ năng đo gồm:
- Ước lượng giá trị cần đo
- Lựa chọn dụng cụ đo thích hợp
- Tiến hành đo
- Đọc đúng kết quả đo
- Ghi lại kết quả đo
b) Để thực hiện hoạt động: Nhìn thấy bầu trời âm u và trên sân trường có vài chú chuồn chuồn bay là là trên mặt đất, có thể trời sắp mưa em đã sử dụng kĩ năng dự báo. Dựa vào qui luật tự nhiên là chuồn chuồn bay là là trên mặt đất sẽ thường xảy ra mưa.
Đồ thị hình 2.9 biểu diễn mối quan hệ giữa lực tác dụng vào đầu dưới lò xo và độ giãn của nó (như thí nghiệm trên hình 2.5) với bốn lò xo A, B, C, D.
a) Lò xo nào có độ cứng lớn nhất?
b) Lò xo nào có độ cứng nhỏ nhất?
c) Lò xo nào không tuân theo định luật Hooke?
Dựa vào công thức: \(F=k\left|\Delta l\right|\Rightarrow k=\dfrac{F}{\left|\Delta l\right|}\).
Nếu với cùng một độ giãn thì:
+ Độ cứng lò xo lớn nhất khi lực tác dụng vào lò xo lớn nhất.
+ Độ cứng lò xo nhỏ nhất khi lực tác dụng vào lò xo nhỏ nhất.
Từ cùng một độ giãn ta kẻ đường thẳng song song với trục lực tác dụng lên lò xo, cắt các đường biểu diễn lò xo tại các điểm 1, 2, 3 tương ứng. Từ các điểm 1, 2, 3 ta kẻ các đường thẳng song song với trục độ giãn cắt trục lực tại đâu chính là độ lớn của lực tác dụng vào lò xo tại độ giãn đó.
a) Ta thấy tại cùng một độ giãn, lực tác dụng lên lò xo D là lớn nhất.
⇒ Lò xo D có độ cứng lớn nhất.
b) Ta thấy tại cùng một độ giãn, lực tác dụng lên lò xo A là nhỏ nhất
⇒ Lò xo A có độ cứng nhỏ nhất.
c) Theo định luật Hooke thì trong giới hạn đàn hồi, độ lớn lực đàn hồi của lò xo tỉ lệ thuận với độ biến dạng của lò xo, đồ thị thu được là một đường thẳng.
Từ đồ thị ta thấy lò xo A và C không tuân theo định luật Hooke.