Bài 39: Biến dạng của lò xo. Phép đo lực

Phần 1: Giải Sách Giáo Khoa

Mở đầu trang 168 SGK KHTN lớp 6:

Để thuận lợi trong việc xác định khối lượng của vật, các nhà sản xuất đã chế tạo ra những chiếc cân xách tay gọn nhẹ. Những chiếc cân này hoạt động dựa trên nguyên tắc nào?

Lời giải:

- Những chiếc cân xách tay hoạt động dựa trên nguyên tắc: Đàn hồi của lò xo. 

+ Độ dãn của lò xo treo thẳng đứng tỉ lệ với khối lượng của vật treo. Khi độ biến dạng của lò xo trong chiếc cân tăng (giảm) n lần thì khối lượng của vật cần cân cũng tăng (giảm) n lần. 

Hình thành kiến thức mới

Hình thành kiến thức mới 1 trang 168 SGK KHTN lớp 6:

Tiến hành thí nghiệm như mô tả bên và cho biết nhận xét về sự thay đổi chiều dài của lò xo trong quá trình làm thí nghiệm.

Lời giải:

- Ban đầu lò xo có chiều dài l0. 

- Sau đó, người ta treo một quả nặng vào đầu dưới của lò xo, chiều dài lò xo lúc đó là l1 . 

- Vậy lò xo dãn ra một đoạn 

Hình thành kiến thức mới 2 trang 169 SGK KHTN lớp 6:

Hãy tính độ dãn của lò xo khi treo 1, 2, 3 quả nặng rồi ghi kết quả theo mẫu bảng 39.1. Em có nhận xét gì về mối quan hệ giữa độ dãn của lò xo và khối lượng vật treo?

Lời giải:

Tùy thí nghiệm ở mỗi học sinh.

Ví dụ:

Nhận xét mối quan hệ giữa độ dãn của lò xo và khối lượng vật treo: 

- Khối lượng vật treo tỉ lệ thuận với độ dãn của lò xo: Khi khối lượng của quả nặng tăng lên 2, 3 lần thì độ dãn của lò xo cũng tăng lên 2, 3 lần. 

Hình thành kiến thức mới 3 trang 169 SGK KHTN lớp 6: Hãy quan sát một lực kế lò xo và cho biết các thao tác sử dụng đúng khi thực hiện các phép đo lực.

Lời giải:

- Thao tác sử dụng đúng khi thực hiện các phép đo lực: 

+ Bước 1: Ước lượng giá trị lực cần đo để lựa chọn lực kế phù hợp.

+ Bước 2: Hiệu chỉnh lực kế.

+ Bước 3: Cho lực cần đo tác dụng vào đầu có gắn móc của lò xo lực kế.

+ Bước 4: Cầm vỏ của lực kế sao cho lò xo của lực kế nằm dọc theo phương của lực cần đo.

+ Bước 5: Đọc và ghi kết quả đo, kết quả đo là số chỉ gần nhất với kim chỉ thị.

Hình thành kiến thức mới 4 trang 170 SGK KHTN lớp 6:

Móc một khối gỗ vào lực kế lò xo và kéo cho khối gỗ chuyển động. Lúc khối gỗ chuyển động ổn định thì lực kéo khối gỗ là bao nhiêu?

Lời giải:

- Học sinh tự thưc hiện thí nghiệm và đọc kết quả trên số chỉ gần nhất với kim chỉ thị. 

Ví dụ: 

Luyện tập

Luyện tập trang 169 SGK KHTN lớp 6:

Một lò xo có chiều dài tự nhiên 12 cm được treo thẳng đứng, đầu dưới của lò xo có gắn một quả nặng khối lượng 50g. Khi quả nặng nằm cân bằng thì lò xo có chiều dài 15cm. Cho rằng độ dãn của lò xo tỉ lệ thuận với khối lượng vật treo. Khi treo quả nặng có khối lượng 100g vào lò xo thì chiều dài của lò xo là bao nhiêu?

Lời giải:

- Độ dãn của lò xo khi treo quả nặng có khối lượng 50g là:        

15 – 12 = 3 cm

- Khi treo vật có khối lượng 50g thì lò xo dãn 3 cm.

    => Khi treo vật có khối lượng 100g thì lò xo dãn ? cm.

- Vì độ dãn của lò xo tỉ lệ thuận với khối lượng của vật treo do đó khi treo vật có khối lượng 100 g thì lò xo dãn ra một đoạn là: 

Vậy chiều dài của lò xo khi treo quả nặng có khối lượng 100g là: 12 + 6 = 18 (cm)

Vận dụng

Vận dụng trang 170 SGK KHTN lớp 6:

Hãy sử dụng lực kế để đo lực nâng hộp bút của em lên khỏi mặt bàn.

Lời giải:

Học sinh tự thưc hiện thí nghiệm và đọc kết quả trên số chỉ gần nhất với kim chỉ thị. 

Ví dụ: lực nâng hộp bút lên khỏi mặt bàn: 3 N.

Bài tập

Bài 1 trang 171 SGK KHTN lớp 6:

Treo vật vào đầu một lực kế lò xo. Khi vật cân bằng, số chỉ của lực kế là 2 N. Điểu này có nghĩa

A. khối lượng của vật bằng 2 g.                    B. trọng lượng của vật bằng 2 N.

C. khối lượng của vật bằng 1 g.                    D. trọng lượng của vật bằng 1 N.

Lời giải:

Lực kế là dụng cụ để đo lực.

=> Treo vật vào đầu một lực kế lò xo. Khi vật cân bằng, số chỉ của lực kế là 2 N. Điểu này có nghĩa trọng lượng của vật bằng 2 N và khối lượng của vật là 200g.

Chọn đáp án B

Bài 2 trang 171 SGK KHTN lớp 6:

Nếu treo vật có khối lượng 1 kg vào một cái “cân lò xo” thì lò xo của cân có chiều dài 10cm. Nếu treo vật có khối lượng 0,5 kg thì lò xo có chiều dài 9 cm. Hỏi nếu treo vật có khối lượng 200 g thì lò xo sẽ có chiều dài bao nhiêu?

Lời giải:

- Đổi: 200g = 0,2kg

- Vì độ dãn của cân lò xo tỉ lệ thuận với khối lượng của vật treo do đó khi treo vật có khối lượng 0,5kg thì lò xo dãn ra một đoạn là: 10 – 9 = 1 cm

- Ta có: Khi treo vật có khối lượng 0,5 kg thì lò xo dãn 1 cm

        Vậy, khi treo vật có khối lượng 0,2 kg thì lò xo dãn ? cm

=> Khi treo vật có khối lượng 0,2 kg thì lò xo dãn:

0,2 : 0,5 = 0,4 cm

- Chiều dài ban đầu của lò xo là: 9 – 1 = 8 cm

- Chiều dài của lò xo khi treo vật nặng 200g là: 8 + 0,4 = 8,4 cm

Bài 3 trang 171 SGK KHTN lớp 6:

Một lò xo treo thẳng đứng có chiều dài tự nhiên 20 cm. Khi treo các vật có khối lượng m khác nhau vào lò xo thì chiếu dài của lò xo là l được ghi lại trong bảng dưới đây. Hãy ghi chiều dài của lò xo vào các ô có khối lượng m tương ứng theo mẫu bảng dưới đây:

Lời giải:

- Độ dãn của lò xo khi treo vật có khối lượng 20 g là: 22 – 20 = 2 cm

- Vì độ dãn của lò xo tỉ lệ thuận với khối lượng của vật treo do đó khi treo vật có khối lượng 40 g thì lò xo dãn ra một đoạn là: 2 x 2 = 4 cm.

=> Chiều dài của lò xo khi treo vật có khối lượng 40 g là : 20 + 4 = 24 cm

Tương tự, khi treo vật có khối lượng 60 g thì lò xo dãn ra một đoạn là: 2 x 3 = 6 cm

=> Chiều dài của lò xo khi treo vật có khối lượng 60 g là : 20 + 6 = 26 cm

Ta được bảng sau:

Bài 4 trang 171 SGK KHTN lớp 6:

Một lò xo có chiều dài tự nhiên 10 cm được treo thẳng đứng, đầu dưới của lò xo treo một quả cân có khối lượng 50 g. Khi quả cân nằm cân bằng thì lò xo có chiều dài 12 cm. Hỏi khi treo 2 quả cân như trên vào lò xo thì chiều dài của lò xo là bao nhiêu? Cho biết độ dãn của lò xo tỉ lệ thuận với khối lượng vật treo.

Lời giải:

- Khi treo quả cân có khối lượng 50g thì lò xo dãn một đoạn: 12 – 10 = 2 cm

- Khi treo quả cân có khối lượng 50g thì lò xo dãn 2 cm

    => Khi treo 2 quả cân có khối lượng 50 g thì lò xo dãn ? cm

Vì độ dãn của lò xo tỉ lệ thuận với khối lượng của vật treo do đó khi treo 2 quả cân có khối lượng 50 g thì lò xo dãn ra một đoạn là: 

Chiều dài của lò xo khi treo 2 quả cân có khối lượng 50g là: 10 + 4 = 14(cm) 

Phần 2: Lý thuyết bài học 

Với tóm tắt lý thuyết Khoa học tự nhiên lớp 6 Bài 39: Biến dạng của lò xo. Phép đo lực hay nhất, chi tiết bám sát nội dung sgk KHTN 6 Chân trời sáng tạo giúp học sinh nắm vững kiến thức trọng tâm, ôn luyện để học tốt KHTN 6.

1. Biến dạng của lò xo

  - Một lò xo được móc vào một cái giá.

+ Chiều dài ban đầu của nó là l0

+ Sau khi treo vào đầu kia một quả nặng, chiều dài của nó là l

    Vậy độ biến dạng của lò xo khi đó: Δl = l - l0 

  - Ta treo lần lượt các quả nặng vào đầu dưới của lò xo. Khi trọng lượng của quả nặng tăng thì độ biến dạng của lò xo cũng tăng.

   Vậy độ biến dạng của lò xo treo theo phương thẳng đứng tỉ lệ với khối lượng vật treo.

2. Thực hành đo lực bằng lực kế

  - Lực kế là dụng cụ để đo lực.

Lực kế lò xo

  - Các bước đo lực bằng lực kế:

Bước 1: Ước lượng giá trị lực cần đo;

Bước 2: Lựa chọn lực kế phù hợp;

Bước 3: Hiệu chỉnh lực kế;

Bước 4: Thực hiện phép đo;

Bước 5: Đọc và ghi kết quả đo.

Phần 3: Bài tập trắc nghiệm

Với 10 bài tập trắc nghiệm Khoa học tự nhiên lớp 6 Bài 39: Biến dạng của lò xo. Phép đo lực có đáp án và lời giải chi tiết đầy đủ các mức độ bám sát sgk KHTN 6 Chân trời sáng tạo giúp học sinh ôn luyện để biết cách làm các dạng bài tập KHTN 6.

Câu 1. Để đo lực người ta sử dụng dụng cụ nào?

A. Lực kế

B. Nhiệt kế

C. Tốc kế

D. Đồng hồ

Câu 2. Treo vật vào đầu một lực kế lò xo. Khi vật cân bằng, số chỉ của lực kế là 3N. Điều này có nghĩa

A. Trọng lượng của vật bằng 300g

B. Trọng lượng của vật bằng 400g

C. Trọng lượng của vật bằng 3N

D. Trọng lượng của vật bằng 4N

Câu 3. Treo vật vào đầu một lực kế lò xo. Khi vật cân bằng, số chỉ của lực kế là 4N. Điều này cho biết

A. khối lượng của vật bằng 20g

B. khối lượng của vật bằng 40g

C. khối lượng của vật bằng 200g

D. khối lượng của vật bằng 400g

Câu 4. Chiều dài ban đầu của lò xo là 15 cm, khi ta tác dụng lên lò xo một lực thì chiều dài của nó là 18 cm. Cho biết lo xo bị dãn hay bị nén và dãn hay nén một đoạn bao nhiêu?

A. nén một đoạn 3 cm

B. dãn một đoạn 3 cm

C. nén một đoạn 2 cm

D. dãn một đoạn 2 cm

Câu 5. Để đo độ lớn của một lực bằng lực kế, ta cần thực hiện các bước theo thứ tự như nào?

(1) Lựa chọn lực kế phù hơp

(2) Ước lượng giá trị lực cần đo

(3) Thực hiện phép đo

(4) Hiệu chỉnh lực kế

(5) Đọc và ghi kết quả đo

A. (1), (2), (3), (4), (5).

B. (2), (1). (3), (4), (5).

C. (2), (1). (4), (3), (5).

D. (1), (2). (4), (3), (5).

Câu 6. Một lò xo dài thêm 20 cm khi treo vào đầu lò xo một vật có khối lượng 1kg. Nếu dùng lò xo này làm lực kế, trên thang chia độ, hai vạch cách nhau 1 cm chỉ thị mấy niutơn (N)?

A. 0,5 N

B. 2 N

C. 1 N

D. 1,5 N

Câu 7. Khi treo vật nặng có trọng lượng 2 N, lò xo dãn ra 1 cm. Hỏi khi treo vật nặng có trọng lượng 3 N thì lò xo ấy dãn ra bao nhiêu?

A. 0,5 cm

B. 1,5 cm

C. 1 cm

D. 2 cm

Câu 8. Một lò xo dài thêm 20 cm khi treo vào đầu của nó một vật có trọng lượng 20 N. Tiếp tục treo thêm một vật có trọng lượng 15 N nữa thì lò xo dài bao nhiêu? Biết chiều dài tự nhiên của lò xo này là 20 cm.

A. 45 cm

B. 40 cm

C. 50 cm

D. 55 cm

Câu 9. Cấu tạo của lực kế gồm những bộ phận chính là:

A. Vỏ lực kế, kim chỉ thị, lò xo

B. Lò xo, kim chỉ thị, bảng chia độ

C. Vỏ lực kế, lò xo, kim chỉ thị, bảng chia độ

D. Bảng chia độ, kim chỉ thị và vỏ lực kế

Câu 10. Điền vào chỗ trống “…” để được câu hoàn chỉnh:

Độ dãn của lò xo treo theo phương … tỉ lệ với khối lượng vật treo.

A. thẳng đứng

B. nằm ngang

C. nằm nghiêng

D. nghiêng một góc 450