Sách bài tập Vật Lí 10 Bài 33 (Kết nối tri thức): Biến dạng của vật rắn

Giải SBT Vật Lí lớp 10 Bài 33: Biến dạng của vật rắn

Câu hỏi 33.1 trang 64 SBT Vật lí 10: Vật cấu tạo từ chất nào sau đây sẽ không có tính đàn hồi?

A. Sắt.

B. Đồng.

C. Nhôm.

D. Đất sét.

Lời giải:

Đáp án đúng là: D

D – đất sét không có tính đàn hồi.

Câu hỏi 33.2 trang 64 SBT Vật lí 10: Một lò xo có độ cứng 80 N/m được treo thẳng đứng. Khi móc vào đầu tự do của nó một vật có khối lượng 400 g thì lò xo dài 18 cm. Hỏi khi chưa móc vật thì lò xo dài bao nhiêu? Lấy g = 10 m/s².

A. 17,5 cm.

B. 13 cm.

C. 23 cm.

D. 18,5 cm.

Lời giải:

Đáp án đúng là: B

Gọi chiều dài ban đầu của lò xo là: ${\mathcal{l}}_0$

Khi ở trạng thái cân bằng: $P=F_{dh}$

$\iff mg=k\left|\Delta \mathcal{l}\right|\iff \left|\Delta \mathcal{l}\right|=\frac{mg}{k}=\frac{\mathrm{0,4.10}}{80}=\mathrm{0,05}m\iff \left|\Delta \mathcal{l}\right|=\left|\mathcal{l}-{\mathcal{l}}_0\right|=\mathrm{0,05}m\iff \left|\mathrm{0,18}-{\mathcal{l}}_0\right|=\mathrm{0,05}m\iff {\mathcal{l}}_0=\mathrm{0,13}m=13cm$

Câu hỏi 33.3 trang 64 SBT Vật lí 10: Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về đặc điểm của lực đàn hồi?

A. Lực đàn hồi xuất hiện khi vật có tính đàn hồi bị biến dạng.

B. Trong giới hạn đàn hồi, khi độ biến dạng của vật càng lớn thì lực đàn hồi cũng càng lớn.

C. Lực đàn hồi có chiều cùng với chiều của lực gây biến dạng.

D. Lực đàn hồi luôn ngược chiều với chiều của lực gây biến dạng.

Lời giải:

Đáp án đúng là: C

C – sai vì lực đàn hồi ngược chiều với chiều của lực gây biến dạng.

Câu hỏi 33.4 trang 64 SBT Vật lí 10: Hai lò xo cùng chiều dài tự nhiên, có độ cứng lần lượt là k₁ = 40 N/m và k₂ = 60 N/m. Hỏi nếu ghép song song hai lò xo thì độ cứng tương đương là bao nhiêu?

A. 100 N/m.

B. 240 N/m.

C. 60 N/m.

D. 30 N/m.

Lời giải:

Đáp án đúng là: A

Lò xo ghép song song thì độ cứng hệ lò xo: $k=k_1+k_2=40+60=100N/m$

Câu hỏi 33.5 trang 64 SBT Vật lí 10: Hai lò xo cùng chiều dài tự nhiên, có độ cứng lần lượt là k₁ = 40 N/m và k₂ = 60 N/m. Hỏi nếu ghép nối tiếp hai lò xo thì độ cứng tương đương là bao nhiêu?

A. 20 N/m.

B. 24 N/m.

C. 100 N/m.

D. 2400 N/m.

Lời giải:

Đáp án đúng là: B

Lò xo ghép nối tiếp thì độ cứng hệ lò xo:

$\frac{1}{k}=\frac{1}{k_1}+\frac{1}{k_2}=\frac{1}{40}+\frac{1}{60}=\frac{1}{24}\Rightarrow k=24N/m$

Câu hỏi 33.6 trang 65 SBT Vật lí 10: Một lò xo có chiều dài ${\mathcal{l}}_1$khi chịu lực kéo F₁ và có chiều dài ${\mathcal{l}}_2$khi chịu lực kéo F₂. Chiều dài tự nhiên của lò xo bằng

A. $\frac{F_2{\mathcal{l}}_1+F_1{\mathcal{l}}_2}{F_1+F_2}$ .

B. $\frac{F_2{\mathcal{l}}_1-F_1{\mathcal{l}}_2}{F_2-F_1}$ .

C. $\frac{F_2{\mathcal{l}}_1-F_1{\mathcal{l}}_2}{F_1+F_2}$ .

D. $\frac{F_2{\mathcal{l}}_1+F_1{\mathcal{l}}_2}{F_1-F_2}$ .

Lời giải:

Đáp án đúng là: B

Từ định luật Hooke:

$F_1=k\left({\mathcal{l}}_1-{\mathcal{l}}_0\right)$  (1)

$F_2=k\left({\mathcal{l}}_2-{\mathcal{l}}_0\right)$  (2)

Chia vế với vế của (1) cho (2) ta tìm được:

${\mathcal{l}}_0=\frac{F_2{\mathcal{l}}_1-F_1{\mathcal{l}}_2}{F_2-F_1}$

Câu hỏi 33.7 trang 65 SBT Vật lí 10: Một lò xo có chiều dài tự nhiên là ${\mathcal{l}}_0$. Treo lò xo thẳng đứng và móc vào đầu dưới một vật khối lượng m₁ = 100 g thì chiều dài lò xo bằng 31 cm. Treo thêm vào đầu dưới một vật nữa có khối lượng m₂ = 100 g thì chiều dài lò xo bằng 32 cm. Lấy g = 10 m/s². Tìm độ cứng và chiều dài tự nhiên của lò xo.

Lời giải:

Khi chỉ có vật m₁:

$m_{1}g=k\left({\mathcal{l}}_1-{\mathcal{l}}_0\right)$   (1)

Khi treo cả hai vật:

$\left(m_1+m_2\right)g=k\left({\mathcal{l}}_2-{\mathcal{l}}_0\right)$  (2)

Chia vế với vế của (1) cho (2) và thay số ta tìm được ${\mathcal{l}}_0=\mathrm{0,3}m$ .

Thay vào (1) ta tính được k = 100 N/m.

Câu hỏi 33.8 trang 65 SBT Vật lí 10: Một súng lò xo gồm lò xo chiều dài tự nhiên 200 mm, độ cứng k = 2000 N/m và đạn có khối lượng m = 50 g. Ban đầu lò xo bị nén đến chiều dài 50 mm (Hình 33.1). Hãy tính tốc độ của viên đạn khi bắn ra khỏi nòng súng.

Lời giải:

Ban đầu lò xo bị nén, thế năng đàn hồi dự trữ trong lò xo: $\text{W}=\frac{1}{2}k{x}^2$

Khi bắn, thế năng đàn hồi của lò xo sẽ chuyển hóa thành động năng và truyền cho viên đạn.

Do vậy ta có: $\frac{1}{2}k{x}^2=\frac{1}{2}m{v}^2$

Suy ra: $v=x\sqrt{\frac{k}{m}}=\left(200-50\right){.10}^{-3}.\sqrt{\frac{2000}{{50.10}^{-3}}}=30m/s$

Xem thêm các bài giải sách bài tập Vật lí 10 Kết nối tri thức hay, chi tiết khác:

Bài 29: Định luật bảo toàn động lượng

Bài 31: Động học của chuyển động tròn đều

Bài 32: Lực hướng tâm và gia tốc hướng tâm

Bài 33: Biến dạng của vật rắn

Bài 34: Khối lượng riêng. Áp suất chất lỏng

Lý thuyết Biến dạng của vật rắn

I. Biến dạng đàn hồi. Biến dạng kéo và biến dạng nén

– Khi không có ngoại lực tác dụng, vật rắn có kích thước và hình dạng xác định. Khi có ngoại lực tác dụng, vật rắn thay đổi hình dạng và kích thước, ta nói vật rắn bị biến dạng.

– Mức độ biến dạng phụ thuộc vào độ lớn của ngoại lực tác dụng. Khi không còn ngoại lực tác dụng, nếu vật rắn lấy lại được hình dạng và kích thước ban đầu thì biến dạng của vật là biến dạng đàn hồi.

– Giới hạn mà trong đó vật rắn giữ được tính đàn hồi được gọi là giới hạn đàn hồi của vật rắn.

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

Một số hình dạng của vật rắn

II. Lực đàn hồi. Định luật Hooke

1. Lực đàn hồi của lò xo

– Khi ta nén hoặc kéo hai đầu lò xo, tay ta cũng chịu tác dụng các lực từ phía lò xo. Các lực này ngược chiều với lực tay tác dụng vào lò xo và được gọi là lực đàn hồi của lò xo.

– Lực đàn hồi của lò xo chống lại nguyên nhân làm nó biến dạng và có xu hướng đưa nó về hình dạng và kích thước ban đầu.

2. Định luật Hooke

A là điểm giới hạn đàn hồi

– Trong giới hạn đàn hồi, độ lớn lực đàn hồi của lò xo tỉ lệ thuận với độ biến dạng của lò xo.

${\mathrm{F}}_{\mathrm{dh}}=\mathrm{k}\left|\mathrm{\Delta }\mathcal{l}\right|$

– Trong đó k là hệ số đàn hồi hay độ cứng của lò xo, phụ thuộc vào kích thước, hình dạng và vật liệu của lò xo. Trong hệ SI, k có đơn vị là N/m.

– $\mathrm{\Delta }\mathcal{l}$ là độ biến dạng

Mỗi loại lò xo có độ cứng khác nhau