Chuyên đề bài tập Vật lý 10 - Chương 7: Chất rắn, chất lỏng - Chủ đề 1: Biến dạng cơ của vật rắn

- ĐT: 01689.996.187 Website, Diễn đàn: - vuhoangbg@gmail.com A. HỆ THỐNG KIẾN THỨC: - Công thức tính lực đàn hồi: Fñh = k l∆ ( dùng công thức này để tìm k) Trong đó: k = E 0 S l ( dùng công thức này để tìm E, S). k ( N/m) độ cứng ( hệ số đàn hồi). E ( N/m2 hay Pa) : goïi laø suaát ñaøn hoài hay suaát Y-aâng. S (m2) : tiết diện. lo (m): chiều dài ban đầu - Độ biến dạng tỉ đối: 0 l F l SE ∆ = - Diện tích hình tròn: 2 4 dS pi= (d (m) đường kính hình tròn) ộ cứng của vật ( thanh,lò xo) tỉ lệ nghịch với chiều dài: 1 2 2 1 l k l k = B. Bài tập vận dụng Bài 1: Một sợi dây bằng kim loại dài 2m, đường kính 0,75mm. Khi kéo bằng 1 lực 30N thì sợi dây dãn ra thêm 1,2mm. a. Tính suất đàn hồi của sợi dây. b. Cắt dây thành 3 phần bằng nhau rồi kéo bằng 1 lực 30N thì độ dãn ra là bao nhiêu? Giải - Vì độ lớn lực tác dụng vào thanh bằng độ lớn lực đàn hồi nên: = = ∆ = ∆ 0 . . . dh s F F k l E l l với pi= 2. 4 d s nên pi ∆= 2.. . 4 o ld F E l ( )pi − −⇒ = = =∆ 100 2 23 3 4 . 4.30.2 11,3.10 . . 3,14. 0,75.10 .1,2.10 Fl E Pa d l BIẾN DẠNG CƠ CỦA VẬT RẮN 35 - ĐT: 01689.996.187 Website, Diễn đàn: - vuhoangbg@gmail.com b. Khi cắt dây thành 3 phần bằng nhau thì mỗi phần dây có độ cứng gấp 3 lần so với dây ban đầu. nếu kéo dây cũng bằng lực 30N thì độ dãn sẽ giảm đi 3 lần 0,4l mm→ ∆ = Bài 2: a.Ph¶i treo mét vËt cã khèi l−îng b»ng bao nhiªu vµo mét lß xo cã hÖ sè ®µn håi k = 250N/m ®Ó nã d·n ra l∆ = 1cm. LÊy g = 10m/s2. b.Mét sîi d©y b»ng ®ång thau dµi 1,8 m cã ®−êng kÝnh 0,8 mm. Khi bÞ kÐo b»ng mét lùc 25N th× thanh d·n ra mét ®o¹n b»ng 1mm. X¸c ®Þnh suÊt l©ng cña ®ång thau. Gi¶i a. T×m khèi l−îng m VËt m chÞu t¸c dông cña träng lùc P ur vµ lùc ®µn håi F ur Ta cã: P F+ r r =0 (ë tr¹ng th¸i c©n b»ng) Suy ra: P = F Víi P = mg vµ F k l= ∆ Nªn ∆= ∆ ⇒ = k lmg k l m g = =250.0,01 0,25 10 m kg (Víi k = 250N/m; l∆ =1cm =0,01m ; g=10m/s2) b. T×m suÊt Young E? XÐt d©y ®ång thau chÞu t¸c dông cña lùc kÐo kF r vµ lùc ®µn håi F r . ë tr¹ng th¸i c©n b»ng: kF F= Mµ: pi= ∆ = = 2 0 , 4 S d F k l víi k E S l Nªn: pi= ∆ = 2 04 k d F E l F l Suy ra: 0 2 4 kF lE d lpi = ∆ Víi Fk = 25 N; l0 =1,8m; d = 0,8mm =8.10 -4 m ; l∆ =10-3 m Nªn: ( )− −= = 10 2 4 3 4.25.1,8 8,95.10 3,14 8.10 .10 E Pa Bài 3:Mét thanh thÐp dµi 4m, tiÕt diÖn 2cm2. Ph¶i t¸c dông lªn thanh thÐp mét lùc kÐo b»ng bao nhiªu ®Ó thanh dµi thªm 1,5mm? Cã thÓ dïng thanh thÐp nµy ®Ó treo c¸c vËt cã träng l−îng b»ng bao nhiªu mµ kh«ng bÞ ®øt? BiÕt suÊt Young vµ giíi h¹n h¹n bÒn cña thÐp lµ 2.1011Pa vµ 6,86.108Pa. Gi¶i Ta cã: F k l= ∆ (1) - ĐT: 01689.996.187 Website, Diễn đàn: - vuhoangbg@gmail.com Vµ 0 S k E l = (2) Thay (2) vµo (1) suy ra: 0 l F ES l ∆ = − − = × × = 3 11 4 3102.10 2.10 1,5 15.10 4 F (N) Thanh thÐp cã thÓ chÞu ®ùng ®−îc c¸c träng lùc nhá h¬n Fb σ −〈 = = ×8 46,86.10 2.10b bP F S P <137200 N Bài 4: một dây thép có chiều dài 2,5m, tiết diện 0,5mm2, được kéo căng bởi một lực 80N thì thanh thép dài ra 2mm. tính: a. Suất đàn hồi của sơi dây. b. Chiều dài của dây thép khi kéo bởi lực 100N, coi tiết diện day không đổi. Giải a.Ta có: 110 6 3 0 .. 80.2,5 . 2.10 . 0,5.10 .10 F lS EF l E Pa l S l − − = ∆ ⇒ = = = ∆ b.Ta có: / / 30 6 11 0 .. 100.2,5 . 2,5.10 0, 25 . 0,5.10 .2.10 F lS EF l l m cm l S E − − = ∆ ⇒ ∆ = = = = Vậy chiều dài sẽ là: /0 250 0, 25 250, 25l l l cm= + ∆ = + = Bài 5: một thanh trụ tròn bằng đồng thau dài 10cm, suất đàn hồi 9.109 Pa, có tiết diện ngang 4cm. a. Tìm chiều dài của thanh khi nó chịu lực nén 100000N. b. Nếu lực nén giảm đi một nửa thì bán kính tiết diện phải là bao nhiêu để chiều dài của thanh vẫn là không đổi. Giải - Chiều dài của thanh khi chịu lực nén F = 100000N. Ta có: 0 02 4 9 0 . . .4. 100000.0,1.4 . 0,08 . . 3,14.16.10 .9.10 F l F lS EF l l cm l S E d Epi − = ∆ ⇒ ∆ = = = = Vậy: 0 10 0,08 9,92l l l cm= − ∆ = − = b. Bán kính của thanh khi / 2 FF = - Khi nén bằng lực F: 0 . . S EF l l = ∆ (1) - Khi nén bằng lực F/ : / / / 0 . . S EF l l = ∆ (2) Vì chiều dài thanh không đổi: /l l∆ = ∆ , lấy (1) chia (2) và có / 2 FF = nên: / / 2 / 2 2 /2 2 1 1 1 4 2 2 2 2 2 2 2 S d dd d d cm S d = ⇒ = ⇒ = ⇒ = = =