VnHocTap.com giới thiệu đến các em học sinh lớp 10 bài viết Bài toán thế năng đàn hồi của lò xo, nhằm giúp các em học tốt chương trình Vật lí 10.
Nội dung bài viết Bài toán thế năng đàn hồi của lò xo:
Dạng 1: Bài toán thế năng đàn hồi của lò xo Phương pháp giải: Bước 1: Xác định độ biến dạng của lò xo Bước 2: Biết được độ biến dạng ta xác định được thế năng đàn hồi của lò xo xác định bởi: Ví dụ 1: Một lò xo có độ cứng k = 5N/cm, chiều dài tự nhiên của lò xo là 0 40cm, khi lò xo có chiều dài 50cm thì thế năng đàn hồi của nó là Wt. Giá trị của Wt bằng Lời giải: Xác định độ biến dạng của lò xo Độ cứng của lò xo là: 5N k Thế năng đàn hồi của lò xo xác định bởi Đáp án D Chú ý: Chiều dài tự nhiên chính là chiều dài mà lò xo không bị biến dạng 0. Trong công thức xác định thế năng đàn hồi Thì: Đơn vị thế năng là Wt (J) Đơn vị của độ cứng k là (N/m) Đơn vị độ biến dạng ∆ là (m) Ví dụ 2: Một con lắc gồm lò xo có độ cứng k = 50N/m, vật nặng khối lượng m = 250 g treo thẳng đứng, lấy g = 10m/s2. Khi con lắc ở vị trí cân bằng thế năng đàn hồi của lò xo bằng Lời giải: Chọn Ox như hình vẽ Xét ở vị trí cân bằng các lực tác dụng vào vật bằng O. Suy ra: PF.
Chiếu lên Ox ta được: P F 0 mg k 0 dh Thế năng đàn hồi của lò xo xác định bởi Đáp án C. STUDY TIPS: Con lắc lò xo treo thẳng đứng thì ở vị trí cân bằng thì: Ví dụ 3: Một con lắc gồm lò xo có độ cứng k, vật nặng khối lượng m = 400g đặt trên mặt phẳng nghiêng góc nghiêng α = 30°, bỏ qua ma sát, lấy g = 10m/s2. Khi con lắc ở vị trí cân bằng thế năng đàn hồi của lò xo bằng 0,05 J. Giá trị của k là Lời giải: Chọn Ox như hình vẽ Xét ở vị trí cân bằng các lực tác dụng vào vật bằng O Chiếu lên Ox ta được: Thế năng đàn hồi của lò xo xác định bởi Thay số ta được: Đáp án A Ví dụ 4: Một con lắc gồm lò xo có độ cứng k, vật nặng khối lượng m đặt trên mặt phẳng ngang. Chọn Ox như hình vẽ đồ thị thế năng đàn hồi của lò xo theo li độ x là hình nào sau? A. Hình 1 B. Hình 2 C. Hình 3 D. Hình 4 Lời giải: Độ biến dạng của lò xo theo li độ x là Thế năng đàn hồi của lò xo xác định bởi Như vậy ta thấy đồ thị thế năng theo li độ x là hàm bậc 2 có dạng y = a.x2 với a = k > 0 có dạng Parabol ta có đáp án A. Đáp án A STUDY TIPS: Đồ thị thế năng theo độ biến dạng 0 ∆x có dạng Parabol.