Câu C1 trang 169 SGK Vật lý lớp 10 nâng cao

Hãy cho biết khả năng sinh công của những vật biến dạng trong các ví dụ trên.

Giải:

Cung bị uốn cong, lò xo bị nén(dãn), ván bật nhảy uốn cong càng nhiều thì khả năng thực hiện công (lên vật khác) của chúng càng lớn, tức là chúng có thế năng đàn hồi càng lớn.

Câu C2 trang 170 SGK Vật lý lớp 12 nâng cao

Dựa vào công thức (36.2), hãy chứng tỏ khi giảm biến dạng của lò xo, công của lực đàn hồi là công phát động và khi tăng biến dạng, công của lực đàn hồi là công cản.

Giải:

Khi giảm biến dạng của lò xo thì:

\(\left| {{x_2}} \right| < \left| {{x_1}} \right| \Leftrightarrow {A_{12}} = {{kx_1^2} \over 2} - {{kx_2^2} \over 2} < 0 \Rightarrow {A_{12}}\) là công cản.

Khi tăng biến dạng của lò xo thì:

\(\left| {{x_2}} \right| > \left| {{x_1}} \right| \Leftrightarrow {A_{12}} = {{kx_1^2} \over 2} - {{kx_2^2} \over 2} > 0 \Rightarrow {A_{12}}\) là công phát động.

Bài 1 trang 171 SGK Vật lý lớp 10 nâng cao

Cho một lò xo nằm ngang ở trạng thái ban đầu không bị biến dạng. Khi tác dụng một lực F=3N kéo lò xo cũng theo phương ngang, ta thấy nó dãn ra được 2 cm.

a) Tìm độ cứng của lò xo.

b) Xác định giá trị thế năng đàn hồi của lò xo khi nó dãn ra được 2 cm.

c) Tính công do lực đàn hồi thực hiện khi lò xo được kéo dãn thêm từ 2 cm đến 3,5 cm. Công này dương hay âm? Giải thích ý nghĩa. Bỏ qua mọi lực cản.

Giải:

a) Về độ lớn:

\(\eqalign{  & F = k{x_1} \Rightarrow k = {F \over {{x_1}}} = {3 \over {0,02}} = 150(N/m)  \cr  & b){{\rm{W}}_{đh1}} = {{kx_1^2} \over 2} = {{150.{{(0,02)}^2}} \over 2} = 0,03(J)  \cr  & c){A_{12}} = {{\rm{W}}_{đ{h_1}}}-{{\rm{W}}_{đ{h_2}}} = 0,03-{{kx_2^2} \over 2} \cr&= 0,03-{{150.{{(0,035)}^2}} \over 2} \cr&=- 0,062(J) \cr} \)

A₁₂ < 0 vì lực đddanfhooif chống lại sự biến dạng.

Bài 2 trang 171 SGK Vật lý lớp 10 nâng cao

Giữ một vật khối lượng 0,25kg ở đầu một lò xo đặt thẳng đứng với trạng thái ban đầu chưa bị biến dạng. Ấn cho vật đi xuống làm cho lò xo bị nén một đoạn 10cm. Tìm thế năng tổng cộng của hệ vật-lò xo tại vị trí này. Lò xo có độ cứng 500N/m và bỏ qua khối lượng của nó. Cho g = 10m/s² và chọn mức không của thế năng tại vị trí lò xo không biến dạng.

Giải:

Chọn mức không của thế năng tại vị trí lò xo không biến dạng:

Thế năng trọng trường tại vị trí lò xo bị nén 10cm là:

\({{\rm{W}}_1} = mgx = 0,25.10.(-0,1) =- 0,25(J)\)

Thế năng tại vị trí đàn hồi này là:

\({{\rm{W}}_{đh}} = {1 \over 2}k{x^2} = {1 \over 2}.500.{(0,1)^2} = 2,5(J)\)

Thế năng tổng cộng của hệ :

\({{\rm{W}}_{tt}} = {{\rm{W}}_t} + {{\rm{W}}_{đh}} = -0,25 + 2,5 = 2,25(J)\)

Giaibaitap.me