A. TÓM TẮT LÝ THUYẾT
I. Lực - cân bằng lực
- Lực là đại lượng vectơ đặc trưng cho tác dụng của vật này lên vật khác mà kết quả là gây ra gia tốc cho vật hoặc làm cho vật biến dạng
- Các lực cân bằng là các lực khi tác dụng đồng thời vào một vật thì không gây ra gia tốc cho vật
- Hai lực cân bằng là hai lực cùng tác dụng lên một vật, cùng nằm trên một đường thẳng, có cùng độ lớn và ngược chiều
- Đơn vị đo lực là Niutơn (N)
II. Tổng hợp lực
- Tổng hợp lực là thay thế các lực tác dụng đồng thời vào cùng một vật bằng một lực có tác dụng giống hệt như các lực ấy. Lực thay thế này gọi là hợp lực.
- Quy tắc hình bình hành: Nếu hai lực đồng quy làm thành hai cạnh của một hình bình hành thì đường
chéo kẻ từ điểm đồng quy biểu diễn hợp lực của chúng.
Ta có: \[\vec{F}=\overrightarrow{{{F}_{1}}}+\overrightarrow{{{F}_{2}}}\]
III. Điều kiện cân bằng của chất điểm
Muốn cho một chất điểm đứng yên cân bằng thì hợp lực của các lực tác dụng lên nó phải bằng không.
\[\vec{F}=\overrightarrow{{{F}_{1}}}+\overrightarrow{{{F}_{2}}}+\ldots =\vec{0}\]
IV. Phân tích lực
- Phân tích lực là thay thế một lực bằng hai hay nhiều lực có tác dụng giống hệt như hai lực đó.
- Chỉ khi biết một lực có tác dụng cụ thể theo hai phương nào thì mới phân tích lực đó theo hai phương ấy.
B. BÀI TẬP VÀ HƯỚNG DẪN GIẢI
Câu 1: SGK trang 58:
Phát biểu định nghĩa của lực và điều kiện cân bằng của một chất điểm.
Hướng dẫn giải
Lực là một đại lượng vecto đặc trưng cho tác dụng của vật này vào vật khác mà kết quả là gây ra gia tốc cho vật hoặc làm vật biến dạng.
Điều kiện cân bằng của một chất điểm: là hợp lực tác dụng lên chất điểm đó phải bằng 0.
Câu 2: SGK trang 58:
Tổng hợp lực là gì? Phát biểu quy tắc hình bình hành.
Hướng dẫn giải
Định nghĩa: tổng hợp lực là thay thế các lực tác dụng đồng thời vào cùng một vật bằng một lực có tác dụng giống hệt như các lực ấy, lực này gọi là hợp lực.
Quy tắc hình bình hành: Nếu hai lực đồng quy làm thành hai cạnh của một hình bình hành thì đường chéo kẻ từ điểm đồng quy biểu diễn hợp lực của chúng: \[\vec{F}={{\vec{F}}_{1}}+{{\vec{F}}_{2}}\]
Câu 3: SGK trang 58:
Hợp lực \[\vec{F}\] của hai lực đồng quy \[\overrightarrow{{{F}_{1}}},\overrightarrow{{{F}_{2}}}\] có độ lớn phụ thuộc vào những yếu tố nào?
Hướng dẫn giải
\[\vec{F}={{\vec{F}}_{1}}+{{\vec{F}}_{2}}\]
\[F=\sqrt{{{F}_{1}}^{2}+{{F}_{2}}^{2}+2{{F}_{1}}.{{F}_{2}}cos\alpha }\]
\[\Rightarrow \vec{F}\] phụ thuộc phương chiều , độ lớn của \[{{\vec{F}}_{1}}+{{\vec{F}}_{2}}\]
Câu 4: SGK trang 58:
Phân tích lực là gì? Nêu cách phân tích một lực thành hai lực thành phần đồng quy theo hai phương cho trước.
Hướng dẫn giải
Phân tích lực là thay thế một lực bằng hai hai nhiều lực có tác dụng giống hệt như lực đó, các lực thay thế gọi là lực thành phần.
Cách phân tích lực thành hai lực đồng quy theo hao phương cho trước:
Từ đầu của vecto lực tổng hợp, ta kẻ hai đường thẳng song song theo hai phương đó, chúng cắt các phương này tại hai điểm, đây chính là đầu của 2 vecto thành phần với gốc là gốc của vecto tổng hợp.
Câu 5: SGK trang 58:
Cho hai lực đồng quy có độ lớn bằng 9 N và 12 N.
a. Trong số các giá trị sau đây, giá trị nào có độ lớn của hợp lực?
A. 1 N;
B. 2 N;
C. 15 N;
D. 25 N.
b. Góc giữa hai vecto là bao nhiêu?
Hướng dẫn giải
a. Chọn đáp án C.
Giải thích: vì độ lớn của hợp lực chỉ nằm trong khoảng từ hiệu độ lớn hai lực đến tổng độ lớn hai lực.
b. Nhận xét: 152 = 92 + 122 nên góc giữa hai lực là 900.
Câu 6: SGK trang 58:
Cho hai lực đồng quy có cùng độ lớn.
a. Góc giữa hai lực bằng bao nhiêu thì hợp lực cũng có độ lớn bằng 10 N?
A. 900
B. 1200
C. 600
D. 00
b. Vẽ hình minh họa.
Hướng dẫn giải
a. Chọn đáp án B.
Giải thích:
Độ lớn của lực tổng hợp được xác định theo công thức:
F2 = F12 + F22 + 2.F1.F2.cos(\[\overrightarrow{{{F}_{1}}},\overrightarrow{{{F}_{2}}}\])
Từ công thức trên tính được góc hợp bởi hai vecto.
b.
Câu 7: SGK trang 58:
Phân tích lực \[\vec{F}\] thành hai lực \[\overrightarrow{{{F}_{1}}},\overrightarrow{{{F}_{2}}}\] theo hai phương OA và OB (hình 9.10). Giá trị nào sau đây là độ lớn của hai lực thành phần?
A. F1 = F2 = F;
B. F1 = F2 = F/2;
C. F1 = F2 = 1,15F;
D. F1 = F2 = 0,58F.
Hướng dẫn giải
Chọn đáp án D.
Giải thích:
Do giá của F là tia phân giác của hai phương phân tích lực nên F1 = F2
Áp dụng công thức tính độ lớn của hợp lực, ta tính được kết quả trên.
Câu 8: SGK trang 58:
Vòng nhẫn được giữ yên bằng cái dây OA và OB (Hình 9.11). Biết dây OA nằm ngang và hợp với dây OB một Một vật có trọng lượng P = 20N được treo vào một vòng nhẫn O (coi là chất điểm). góc 1200. Tìm lực căng của hai dây OA và OB.
Hướng dẫn giải
Để hệ cân bằng: \[\vec{P}+\overrightarrow{{{T}_{A}}}+\overrightarrow{{{T}_{B}}}=\vec{0}\]
Mặt khác: \[\vec{P}+\overrightarrow{{{T}_{A}}}=\vec{0}\]
Xét tam giác OTAQ: Ta có: tgα =\[\frac{P}{{{T}_{A}}}\]\[\Rightarrow \overrightarrow{{{T}_{A}}}=\frac{P}{tg\alpha }=\frac{20}{tg{{60}^{0}}}\]
\[\overrightarrow{{{T}_{A}}}\]=\[\frac{20}{\sqrt{3}}\]= 11,54N => \[\overrightarrow{{{T}_{A}}}\]≈ 11,6N
sinα =\[\frac{P}{Q}=\frac{P}{{{T}_{B}}}\]\[\Rightarrow \overrightarrow{{{T}_{B}}}=\frac{P}{sin\alpha }=\frac{20}{sin{{60}^{0}}}\]
\[\overrightarrow{{{T}_{B}}}\]=\[\frac{20}{\frac{\sqrt{3}}{2}}\]=\[\frac{40}{\sqrt{3}}\]= 23,09N
=>\[\overrightarrow{{{T}_{B}}}\]≈ 23,1N
Câu 9: Trang 58 sgk vật lí 10
Em hãy đứng vào giữa hai chiếc bàn đặt gần nhau, mỗi tay đặt lên một bàn rồi dùng sức chống tay để nâng người lên khỏi mặt đất. Em hãy làm lại như thế vài lần, mỗi lần đẩy hai bàn ra xa nhau một chút. Hãy báo cáo kinh nghiệm mà em thu được.
Hướng dẫn giải
Mỗi lần đẩy bàn tay ra xa, ta phải dùng sức nhiều hơn để lực chống của hai tay lớn hơn mới nâng người lên được. Nguyên nhân là vì sau mỗi lần chống tay, góc của hai lực chống tăng dần (2 bàn tay rời xa nhau) cho nên làm cho lực nhỏ dẫn.