Chuyên đề Vật lý Lớp 10 Lực đàn hồi - Dạng 2 Cắt ghép lò xo

CHUYÊN ĐỀ: LỰC ĐÀN HỒI

hanhatsi@gmail.com – ĐT,FB,ZL: 0973.055.725 [1]

CHUYÊN ĐỀ 4: LỰC ĐÀN HỒI

DẠNG 2: CẮT GHÉP LÒ XO

Bài 1: Một lò xo có độ cứng là 100N/m. Nếu cắt lò xo ra làm 3 phần bằng nhau thì mỗi phần sẽ có độ cứng là bao nhiêu ? Hướng dẫn Ta có khi cắt lò xo ban đầu thành ba phần bằng nhau thì

= = = 0 0 1 1 2 2 3 3 l .k l .k l .k l .k

Vì ba phần bằng nhau nên độ cứng của ba phần

= = = = = = k l 0 0 1 2 3 l0

3

k k k 3k 3.100 300(N / m)

Bài 2: Tìm độ cứng của hệ hai lò xo được nối với nhau như hai hình vẽ. Hình 1, 2. Tìm độ dãn của mỗi lò xo

khi treo vật m = 1kg. Biết k1 = k2 = 100 . N m ; g = 10m/s2.

Hướng dẫn Đối với hình 1 lò xo ghép nối tiếp: Ta có = = 1 2 F F F

Mà =  +  1 2 l l l

 = +  = + F F F 1 2 1 1 1 k k k k k k 1 2 1 2

+ +  = = = k .k 100.100 1 2 k k 100 100 1 2 k 50(N / m)

Khi vật cân bằng =  =  dh P F mg k. l

 = = = 1.10 50. l l 0,2m 20cm Đối với hình 1 lò xo ghép song song: Ta có =  =  1 2 l l l = = 1 2 F F F

Mà = + 1 2 F F F =  +  1 1 2 2 k l k . l k . l

 = + = + = 1 2 k k k 100 100 200(N / m)

Khi vật cân bằng =  =  dh P F mg k. l

 = = = 1.10 200. l l 0,05m 5cm Bài 3: Hai lò xo có khối lượng không đáng kể, độ cứng lần lượt là K1 = 100N/m, K2 = 150N/m có cùng độ dài tự nhiên l0 = 20cm được treo thẳng đứng như hình vẽ (Hình 3). Đầu dưới 2 lò xo nối với 1 vật có khối lượng m = 1kg. Tính chiều dài lò xo khi vật cân bằng. Lấy g = 10m/s2. Hướng dẫn Lò xo ghép song song: Ta có =  =  1 2 l l l = = 1 2 F F F

Mà = + 1 2 F F F =  +  1 1 2 2 k l k . l k . l

 = + = + = 1 2 k k k 100 150 250(N / m)

Khi vật cân bằng =  =  dh P F mg k. l

Hình 1

K1 K1

K2

K2

Hình 2

Hình 3

K1 K2

K1 K2

DeThi.edu.vn

CHUYÊN ĐỀ: LỰC ĐÀN HỒI

hanhatsi@gmail.com – ĐT,FB,ZL: 0973.055.725 [2]

 = = = 1.10 250. l l 0,04m 4cm Khiều dài lò xo khi vật cân bằng = + = + = cb 0 l l l 20 4 24cm

Bài 4: Hai lò xo độ cứng k1=100N/m;k2=300N/m.Tìm độ cứng của hệ lò xo mắc theo hai trường hợp mắc nối tiếp và song song. Hướng dẫn Ghép nối tiếp: Ta có = = 1 2 F F F

Mà =  +  1 2 l l l

 = +  = + F F F 1 2 1 1 1 k k k k k k 1 2 1 2

+ +  = = = k .k 100.300 1 2 k k 100 300 1 2 k 75(N / m)

Ghép song song: Ta có =  =  1 2 l l l = = 1 2 F F F

Mà = + 1 2 F F F

=  +  1 1 2 2 k l k . l k . l

 = + = + = 1 2 k k k 100 300 400(N / m)

Bài 5: Hai lò xo L1 và L2 có độ cứng lần lượt là k1 và k2 được móc vào một quả

cầu (Hình 4). Cho biết tỉ số = k 3 1 k 2 2 và 2 lò xo đều ở trạng thái tự nhiên. Nếu

dùng một lực 5N thì có thể đẩy quả cầu theo phương ngang đi 1 đoạn 1cm. Tính độ cứng K1 và K2 của 2 lò xo. Hướng dẫn Khi đẩy quả cầu theo phương ngang 1cm thì lò xo một nén 1cm còn lò xo hai dãn 1cm ta có:

= +  =  +  1 2 1 1 2 2 P F F 5 k . l k . l

Mà  =  = = 1 2 l l 1cm 0,01m

Vậy  = +  + = 1 2 1 2 5 0.01.k 0.01.k k k 500(N / m) (1)

Theo bài ra ta có =  = k 3 1

1 2 k 2 2 k 1,5k (2)

Thay (2) vào (1) ta có = = 1 2 k 300(N / m);k 200(N / m)

Hình 4

K1 K2

DeThi.edu.vn