Bài 13. Tổng hợp và phân tích lực. Cân bằng lực trang 56, 57, 58, 59 Vật Lí 10 Kết nối tri thức

Câu hỏi tr 56

Tại sao lực đẩy của người bố trong hình 13.1b có tác dụng như lực đẩy của hai anh em?

Phương pháp giải:

Quan sát hình 13.1 để trả lời.

Lời giải chi tiết:

Lực đẩy của người bố trong hình có tác dụng như lực đẩy của hai anh em vì người bố khỏe, lực đẩy của bố bằng tổng lực đẩy của hai anh em cộng lại.

Câu hỏi tr 57 CH 1

1. Dựa vào Hình 13.2, hãy nêu cách xác định độ lớn và chiều của hợp lực trong hai trường hợp:

a) Vật chịu tác dụng của hai lực cùng phương, cùng chiều (Hình 13.2a)

b) Vật chịu tác dụng của hai lực cùng phương, ngược chiều (Hình 13.2b)

2. Nêu quy tắc tổng hợp hai lực cùng phương.

Phương pháp giải:

Quan sát hình 13.2 để trả lời.

Lời giải chi tiết:

1.

- Hình 13.2a: Vật chịu tác dụng của hai lực cùng phương, cùng chiều nên lực tổng hợp cũng cùng phương, cùng chiều với hai lực thành phần và có độ lớn bằng tổng của hai lực thành phần cộng lại: $F = F_{1} + F_{2}$

- Hình 13.2b: Vật chịu tác dụng của hai lực cùng phương, ngược chiều nên lực tổng hợp sẽ có chiều giống với lực thành phần có độ lớn lớn hơn. Độ lớn: $F = | F_{1} - F_{2} |$

2.

Quy tắc tổng hợp hai lực cùng phương:

Lực tổng hợp của hai lực $\vec{F_{1}}, \vec{F_{2}}$ cùng phương là một lực $\vec{F}$

- Phương: cùng phương với hai lực thành phần

- Chiều:

+ $\vec{F_{1}} ↑↑ \vec{F_{2}} \Rightarrow \vec{F} ↑↑ \vec{F_{1}}, \vec{F_{2}}$

+ $\vec{F_{1}} ↑↓ \vec{F_{2}}$ : thì $\vec{F}$ sẽ cùng chiều với lực có độ lớn lớn hơn

- Độ lớn:

+ $\vec{F_{1}} ↑↑ \vec{F_{2}} \Rightarrow F = F_{1} + F_{2}$

+ $\vec{F_{1}} ↑↑ \vec{F_{2}} \Rightarrow F = | F_{1} - F_{2} |$

Câu hỏi tr 57 CH 2

1. Cho hai lực đồng quy có độ lớn $F_{1} = 6 N$ và $F_{2} = 8 N$ .

Nếu hợp lực có độ lớn F = 10N thì góc giữa hai lực $\vec{F_{1}}$ và $\vec{F_{2}}$ bằng bao nhiêu? Vẽ hình minh họa.

2. Giả sử lực kéo của mỗi tàu kéo ở đầu bài đều có độ lớn bằng 8000 N và góc giữa hai dây cáp bằng $30^{0}$ .

a) Biểu diễn các lực kéo của mỗi tàu và hợp lực tác dụng vào tàu chở hàng.

b) Tính độ lớn của hợp lực của hai lực kéo.

c) Xác định phương và chiều của hợp lực.

d) Nếu góc giữa hai dây cáp bằng $90^{0}$ thì hợp lực của hai lực kéo có phương, chiều và độ lớn như thế nào?

Phương pháp giải:

Vận dụng cách tổng hợp hai lực đồng quy.

Lời giải chi tiết:

1.

Ta thấy: $10^{2} = \sqrt{6^{2} + 8^{2}} \Rightarrow F^{2} = \sqrt{F_{1}^{2} + F_{2}^{2}}$

Suy ra $F_{1} ⊥ F_{2}$

2.

a)

Biểu diễn các lực kéo của mỗi tàu và hợp lực tác dụng vào tàu trở hàng :

b)

Độ lớn của hợp lực là:

$F = \sqrt{F_{1}^{2} + F_{2}^{2} + 2 F_{1} F_{2} \cos (F_{1}, F_{2})}$

$\Leftrightarrow F = \sqrt{8000^{2} + 8000^{2} + 2.8000.8000. \cos 30^{0}}$

$\Leftrightarrow F = 15455 (N)$

c)

Hợp lực có:

- Chiều: hướng về phía trước

- Phương: hợp với $\vec{F_{1}}$ góc $15^{0}$

d) Nếu góc giữa hai dây cáp bằng $90^{0}$ thì hợp lực có:

- Phương: xiên

- Chiều hướng sang trái hoặc phải.

- Độ lớn: $F = \sqrt{F_{1}^{2} + F_{2}^{2}}$

Câu hỏi tr 58 CH 1

Quan sát quyển sách đang nằm yên trên mặt bàn (Hình 13.5)

a) Có những lực nào tác dụng lên quyển sách?

b) Các lực này có cân bằng không? Vì sao?

Phương pháp giải:

Quan sát hình 13.5

Lời giải chi tiết:

a) Các lực tác dụng lên quyển sách gồm: Trọng lực $\vec{P}$ , phản lực $\vec{N}$ của bàn.

b) Các lực này có cân bằng vì quyển sách nằm yên.

Câu hỏi tr 58 CH 2

Câu 1. Một ô tô chịu một lực $F_{1} = 400 N$ hướng về phía trước và một lực $F_{2} = 300 N$ hướng về phía sau (Hình 13.6). Hỏi hợp lực tác dụng lên ô tô có độ lớn bằng bao nhiêu và hướng về phía nào?

Câu 2. Quan sát cặp tình huống ở Hình 13.7.

a) Tình huống nào có hợp lực khác 0?

b) Mô tả sự thay đổi vận tốc (độ lớn, hướng) của mỗi vật trong hình, nếu có.

Phương pháp giải:

1. Sử dụng quy tắc tổng hợp hai lực cùng phương, ngược chiều.

2.

- Quan sát hình 13.7.

- Vận dụng lý thuyết các lực cân bằng và không cân bằng.

Lời giải chi tiết:

1.

Ta thấy: $\vec{F_{1}} ↑↓ \vec{F_{2}} \Rightarrow F = | F_{1} - F_{2} | = | 400 - 300 | = 100 N$

Và có chiều hướng về phía trước.

2.

a)

Tình huống có hợp lực khác 0 là:

- Dùng tay đẩy để bút chì chuyển động nhanh dần

- Qủa bóng vừa rơi khỏi mép bàn.

b)

- Dùng tay đẩy để bút chì chuyển động nhanh dần: độ lớn vận tốc sẽ tăng dần, hướng chuyển động về phía trước.

- Quả bóng vừa rơi khỏi mép bàn: độ lớn vận tốc tăng dần, hướng chuyển động theo phương thẳng đứng hướng xuống.

Câu hỏi tr 59

Một vật được giữ yên trên một mặt phẳng nhẵn bởi một lò xo (Hình 13.9).

1. Có những lực nào tác dụng lên vật?

2. Phân tích trọng lực tác dụng lên vật thành hai lực thành phần và nêu rõ tác dụng của hai lực này.

Phương pháp giải:

Vận dụng quy tắc phân tích lực.

Lời giải chi tiết:

2.

Các lực tác dụng lên vật gồm: trọng lực $\vec{P}$ , phản lực $\vec{N}$ , lực kéo $\vec{F}$ , lực đàn hồi của lò xo.

1.

Thành phần $\vec{P_{1}}$ có tác dụng kéo vật chuyển động xuống phía dưới.

Thành phần $\vec{P_{2}}$ có tác dụng giữ vật trên mặt phẳng nghiêng.

Lý thuyết

>> Xem chi tiết: Lý thuyết Tổng hợp và phân tích lực. Cân bằng lực - Vật lí 10