Giải Khoa học tự nhiên 6 sách Chân trời, bài 39: Biến dạng của lò xo. Phép đo lực

Câu hỏi mở đầu. 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?

Trả lời:
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.

Câu hỏi thảo luận 1. 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 thí nghiệm.

Trả lời:
Nhận xét: sự thay đổi chiều dài của lò xo trong quá trình thí nghiệm phụ thuộc vào sự thay đổi khối lượng quả nặng được treo ở đầu dưới của lò xo. Lò xo càng dãn ra dài hơn nếu treo thêm quả nặng vào đầu dưới lò xo.

Câu hỏi thảo luận 2. 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?
Trả lời:
Học sinh thực hành thí nghiệm, ghi lại kết quả đo được và tự hoàn thành bảng.
Nhận xét: Mối quan hệ giữa độ dãn của lò xo và khối lượng vật treo: tỉ lệ thuận với nhau

Câu hỏi thảo luận 3. Hãy quan sát một lực kế lò xo và cho biết các thao tác sử dụng đúng khi thực hiện các phép đo lực.
Trả lời:
Thao tác sử dụng đúng khi thực hiện các phép đo lực:
- Ước lượng giá trị lực cần đo để lựa chọn lực kế phù hợp.
- Hiệu chỉnh lực kế
- Cho lực cần đo tác dụng vào đầu có gắn móc của lò xo lực kế
- Cầm vỏ của lực kế sao cho lò xo của lực kế nằm dọc theo phương của lực cần đo
- Đọc và ghi kết quả đo, kết quả đo là số chỉ gần nhất với kim chỉ thị.

Câu hỏi thảo luận 4. 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?


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

Luyện tập trang 169. 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?
Trả lời:
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 trang 170. Hãy sử dụng lực kế để đo lực nâng hộp bút của em lên khỏi mặt bàn.
Trả lời:
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 1. Treo vật vào đầu một lực kế lò xo. Khi vật nằm cân bằng, số chỉ của lực kế là 2 N. Điều 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
Trả lời:
Treo vật vào đầu một lực kế lò xo. Khi vật nằm cân bằng, số chỉ của lực kế là 2 N. Điều này có nghĩa là: trọng lượng của vật bằng 2 N hay khối lượng của vật bằng 200g.
Chọn B

Bài 2. Nếu treo vật có khối lượng 1 kg vào một cái “cân lò xo” thì lò xo của cân có chiều dài 10 cm. Nếu treo vật có khối lượng 0,5 kg thì lò xo có chiều dài 9 cm. Hỏi nếu treo vật có khối lượng 200g thì lò xo sẽ có chiều dài bao nhiêu?
Đáp án
Độ biến dạng của lò xo khi treo vật có khối lượng 0,5 kg là: 10 – 9 = 1 cm
Độ dài ban đầu của lò xo là: 9 – 1 = 8 cm
Ta thấy: 0,5 kg = 500 g => dãn 1 cm
=> Nếu treo vật có khối lượng 200 g thì lò xo dãn (200. 1) : 500 =0,4cm
Vậy khi treo vật có khối lượng 200 g thì lò xo sẽ có chiều dài là: 8 + 0,4 = 8,4 cm

Bài 3 trang 171. Một lò xo treo thẳng đứng có chiều dài tự nhiên là 20cm. Khi treo các vật có khối lượng m khác nhau vào lò xo thì chiều dàicủa 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:

Đáp án:
Ta có bảng sau:

Bài 4. 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.
Đáp án:
Độ biến dạng của lò xo khi treo quả cân khối lượng 50 g là: 12 – 10 = 2 cm
Khi treo hai quả cân như trên, tức khối lượng lúc này là 2. 50 = 100 g.
Khi đó, độ biến dạng của lò xo là: 2.2 = 4cm (do độ dãn tỉ lệ thuận với khối lượng vật treo).
Chiều dài của lò xo lúc này là: 10 + 4 = 14 cm.