Lý thuyết Biến dạng của vật rắn - Vật lí 10 Kết nối tri thức

Lý thuyết Vật Lí 10 Bài 33: Biến dạng của vật rắn

A. 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

B. Trắc nghiệm Biến dạng của vật rắn

Câu 1: Giới hạn đàn hồi là?

A. Là giá trị của ngoại lực tác dụng vào vật rắn mà khi vượt qua giá trị ấy vật rắn bị biến dạng không thể tự lấy lại kích thước và hình dạng ban đầu.

B. Là giới hạn trong đó vật rắn còn giữ được tính đàn hồi của nó.

C. Là giới hạn mà khi vượt qua nó vật rắn không còn giữ được tính đàn hồi của vật nữa.

D. Cả A, B và C.

Hiển thị đáp án

Đáp án đúng là: D.

Giới hạn đàn hồi có thể được hiểu theo các cách khác nhau:

- Là giá trị của ngoại lực tác dụng vào vật rắn mà khi vượt qua giá trị ấy vật rắn bị biến dạng không thể tự lấy lại kích thước và hình dạng ban đầu.

- Là giới hạn trong đó vật rắn còn giữ được tính đàn hồi của nó.

- Là giới hạn mà khi vượt qua nó vật rắn không còn giữ được tính đàn hồi của vật nữa.

Câu 2: Vật nào dưới đây biến dạng kéo?

A. Trụ cầu.

B. Móng nhà.

C. Dây cáp của cần cẩu đang chuyển hàng.

D. Cột nhà.

Hiển thị đáp án

Đáp án đúng là: C.

A, B, D – là biến dạng nén.

C – là biến dạng kéo.

Câu 3: Vật nào dưới đây biến dạng nén?

A. dây cáp của cầu treo.

B. thanh nối các toa xe lửa đang chạy.

C. chiếc xà beng đang đẩy một tảng đá to.

D. trụ cầu.

Hiển thị đáp án

Đáp án đúng là: D.

A, B – biến dạng kéo

C – biến dạng uốn

D – biến dạng nén.

Câu 4: Mức độ biến dạng của thanh rắn phụ thuộc vào những yếu tố nào?

A. Bản chất của thanh rắn.

B. Độ lớn của ngoại lực tác dụng vào thanh.

C. Tiết diện ngang của thanh.

D. Cả ba yếu tố trên.

Hiển thị đáp án

Đáp án đúng là: D.

Mức độ biến dạng của thanh rắn phụ thuộc vào những yếu tố:

- Bản chất của thanh rắn.

- Độ lớn của ngoại lực tác dụng vào thanh.

- Tiết diện ngang của thanh.

Câu 5: Chọn đáp án sai. Lực đàn hồi của lò xo

A. xuất hiện khi lò xo biến dạng.

B. chống lại nguyên nhân làm nó biến dạng.

C. có xu hướng đưa nó về hình dạng và kích thước ban đầu.

D. là lực gây biến dạng cho lò xo.

Hiển thị đáp án

Đáp án đúng là: D.

Lực đàn hồi không phải là nguyên nhân gây ra biến dạng. Lực đàn hồi của lò xo:

- xuất hiện khi lò xo biến dạng.

- chống lại nguyên nhân làm nó biến dạng.

- có xu hướng đưa nó về hình dạng và kích thước ban đầu.

Câu 6: Chọn đáp án đúng. Nội dung định luật Hooke?

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

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

C. Khi độ biến dạng của vật càng lớn thì lực đàn hồi cũng càng lớn, giá trị của lực đàn hồi là không có giới hạn.

D. Khi độ biến dạng của vật càng lớn thì lực đàn hồi càng nhỏ, giá trị của lực đàn hồi là không có giới hạn.

Hiển thị đáp án

Đáp án đúng là: A.

Nội dung định luật Hooke: Trong giới hạn đàn hồi, độ lớn lực đàn hồi của lò xo tỉ lệ thuận với độ biến dạng của lò xo.

Câu 7: Một lò xo có chiều dài tự nhiên là 20 cm. Khi lò xo có chiều dài 24 cm thì lực đàn hồi của nó bằng 5 N. Hỏi khi lực đàn hồi của lò xo bằng 10 N thì chiều dài của nó bằng bao nhiêu?

A. 22 cm.

B. 28 cm.

C. 40 cm.

D. 48 cm.

Hiển thị đáp án

Đáp án đúng là: B.

Ta có tỉ số: $\frac{F_1}{F_2}=\frac{k.|∆l_1|}{k.|∆l_2|}=\frac{l_1-l_0}{l_2-l_0}\iff \frac{5}{10}=\frac{24-20}{l_2-20}$

$\Rightarrow l_2=28cm$

Câu 8: Phải treo một vật có khối lượng bằng bao nhiêu vào lò xo có độ cứng k = 100 N/m để lò xo dãn ra được 10 cm? Lấy g = 10 m/s² .

A. 1 kg.

B. 10 kg.

C. 100 kg.

D. 1000 kg.

Hiển thị đáp án

Đáp án đúng là: A.

Khi lò xo cân bằng: $F_{dh}=P=mg=k|∆l|$

$\Rightarrow \frac{k.|∆l|}{g}=\frac{100.10.{10}^{-2}}{10}=1kg$

Câu 9: Lò xo có chiều dài tự nhiên bằng 21 cm. Lò xo được giữ cố định tại một đầu, còn đầu kia chịu một lực kéo bằng 5,0 N. Khi ấy lò xo dài 25 cm. Hỏi độ cứng của lò xo bằng bao nhiêu ?

A. 1,25 N/m.

B. 20 N/m.

C. 23,8 N/m.

D. 125 N/m.

Hiển thị đáp án

Đáp án đúng là: D.

Lò xo cân bằng: $F_{dh}=F_k\iff k|25-21|.{10}^{-2}\iff k=125N/m$

Câu 10: Dùng một lò xo để treo một vật có khối lượng 300 g thì thấy lò xo giãn một đoạn 2 cm. Nếu treo thêm một vật có khối lượng 150 g thì độ giãn của lò xo là:

A. 1 cm.

B. 2 cm.

C. 3 cm.

D. 4 cm.

Hiển thị đáp án

Đáp án đúng là: C.

Ta có tỉ số: $\frac{F_1}{F_2}=\frac{P_1}{P_2}\iff \frac{∆l_1}{∆l_2}=\frac{m_{1}g}{m_{2}g}$

$\Rightarrow \frac{2}{∆l_2}=\frac{300}{300+150}\iff ∆l_2=3cm$

Xem thêm lý thuyết Vật lí lớp 10 sách Kết nối tri thức hay, chi tiết khác:

Lý thuyết Bài 28: Động lượng

Lý thuyết Bài 29: Định luật bảo toàn động lượng

Lý thuyết Bài 31: Động học của chuyển động tròn đều

Lý thuyết Bài 32: Lực hướng tâm và gia tốc hướng tâm

Lý thuyết Bài 34: Khối lượng riêng. Áp suất chất lỏng