Bài 9: Tổng hợp và phân tích lực - Điều kiện cân bằng của chất điểm

Lý thuyết

Câu C1 trang 54 SGK Vật lý 10

Vật nào tác dụng vào cung làm cung biến dạng? Vật nào tác dụng vào Mũi tên làm mũi tên bay đi (Hình 9.1)?

Hướng dẫn giải

Lực kéo của tay làm cung biến dạng, dây cung căng ra.

Lực căng của dây (lực đàn hồi) làm mũi tên bay đi.

Câu C2 trang 54 SGK Vật lý 10

Vẽ các lực cân bằng tác dụng lên quả cầu (Hình 9.3). Các lực này do những vật nào gây ra?

Hướng dẫn giải

Vật làm mốc là một vật bất kì, đứng yên trên bờ sông hoặc dưới sông.

Câu C3 trang 55 SGK Vật lý 10

Cho thí nghiệm như hình vẽ (Hình 9.5)Từ thí nghiệm trên ta rút ra được kết luận gì về tính chất của lực ?

Hướng dẫn giải

Thí nghiệm chứng tỏ lực là một đại lượng vecto, đồng thời phép tổng hợp hai lực đồng qui, đồng phẳng tuân theo qui tắc hình bình hành: 2 lực thành phần là 2 cạnh kề nhau của hình bình hành, lực tổng hợp là đường chéo hình bình hành tại điểm đồng qui.

Câu C4 trang 56 SGK Vật lý 10

Trong trường hợp có nhiều lực đồng qui thì vận dụng quy tắc này như thế nào?

Hướng dẫn giải

Áp dụng quy tắc hình bình hành:

Tổng hợp 2 lức \({\overrightarrow F _1}\) và \({\overrightarrow F _2}\) ta được \({\overrightarrow F _{12}}\)

Tổng hợp 2 lức \({\overrightarrow F _{12}}\) với lực thứ 3 ta được \({\overrightarrow F _{123}}\)

Cứ thế cho đến khi ta được \({\overrightarrow F _{12}}\) cuối cùng, lực này là hợp lực của tất các các lực trên.

Bài 1 (SGK trang 58)

Phát biểu định nghĩa của lực và điều kiện cân bằng của một chất điểm?

Hướng dẫn giải

Điều kiện cân bằng của một chất điểm : hợp lực của tất cả các lực đồng thời tác dụng lên vật phải bằng không

Bài 2 (SGK trang 58)

Tổng hợp lực là gì? Phát biểu quy tắc hình bình hành?

Hướng dẫn giải

Tổng hợp lực: là thay thế nhiều lực tác dụng đồng thời vào một vật bằng một lực có tác dụng giống như các lực ấy. Lực thay thế gọi là lực tổng hợp (hay hợp lực).

Bài 3 (SGK trang 58)

Hợp lực \(\overrightarrow{F}\) của hai  lực đồng quy \(\overrightarrow{F_1}\)  và \(\overrightarrow{F_2}\) có độ lớn phụ thuộc vào những yếu tố nào?

Hướng dẫn giải

Hợp lực phụ thuộc vào hướng và độ lớn của F1 và F2 nhá.
công thức

Bài 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 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.

Bài 5 (SGK trang 58)

Cho hai lực đồng quy có độ lớn bằng 9N và 12N.

a) Trong số các giá trị sau đây, giá trị nào là độ lớn của hợp lực?

A. 1N

B. 2N

C. 15N

D. 25N

b) Góc giữa hai lực đồng quy bằng bao nhiêu?

Hướng dẫn giải

a,C.15N

b,90 độ

Bài 6 (SGK trang 58)

Cho hai lực đồng quy có cùng độ lớn 10N

a) Góc giữa hai lực bằng bao nhiêu thì hợp lực cũng có độ lớn bằng 10N?

A. 900

B.1200

C. 600

D. 00

b) Vẽ hình minh họa

Hướng dẫn giải

B

Bài 7 (SGK trang 58)

Phân tích lực \(\overrightarrow{F}\) thành hai lực \(\overrightarrow{F_1}\) và \(\overrightarrow{F_2}\) 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 = \(\dfrac{1}{2}\)F; C.  F1 = F2 = 1,15F; D.  F1 = F2 = 0,58F.

Hướng dẫn giải

Nếu F1=F₂

do góc giữa vecto F1, F2=60o

áp dụng định lý hàm cos

F²=F₁²+ F2²+2F₁F₂cos (vecto)

=> F₁=0,58F

Phân tích lực F→$\overrightarrow{F}$ thành hai lực F1−→$\overrightarrow{F_1}$ và F2−→$\overrightarrow{F_2}$ 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 = 12${\displaystyle \frac{1}{2}}$F; C. F1 = F2 = 1,15F; D. F1 = F2 = 0,58F.

Bài 8 (SGK trang 58)

Một vật có trọng lượng P = 20N được treo vào một vòng nhẫn (coi là chất điểm). Vòng nhẫn được giữ yên bằng hai dây OA và OB (Hình 9.11). Biết dây OA nằm ngang và hợp với dây OB một góc là 1200. Tìm lực căng của hai dây OA và OB.

Hướng dẫn giải

Một vật có trọng lượng P = 20N được treo vào một vòng nhẫn (coi là chất điểm).Vòng nhẫn được giữ yên bằng hai dây OA và OB (Hình 9.11). Biết dây OA nằm ngang và hợp với dây OB một góc là 1200. Tìm lực căng của hai dây OA và OB.

Đáp án và hướng dẫn giải bài 8:

Khi vật cân bằng ta có:
→F1 + →F2 = →f’ => F’ = P =20N
Theo đề bài ta có; góc OA’C = 60°

Tương tự ta cũng có

F2 = 23,1 N

Bài 9 (SGK trang 58)

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 làm lại như thế vài lần, mỗi lần đẩy hai bàn tay 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.