Giáo Dục

Vật lý 10 bài 9: Điều kiện cân bằng của chất điểm, phân tích tổng hợp lực và bài tập

Vật lý 10 bài 9: Điều kiện cân bằng của chất điểm, phân tích tổng hợp lực và bài tập .Lực và cân bằng lực là khái niệm mà các em đã được làm quen ở các lớp học trước. Khi một vật đứng yên nó sẽ chịu các lực cân bằng nhau (cùng phương cùng độ lớn nhưng ngược chiều).

Chúng ta cùng tìm hiểu chi tiết về cách tổng hợp lực, phân tích lực và điều kiện cân bằng của chất điểm sau đó vận dụng giải một số bài tập dạng này qua bài viết dưới đây.

I. LỰC, CÂN BẰNG LỰC

1. 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.

2. Các lực cân bằng là các lực khi tác dụng đồng thời vào một vật thì không gây ra gia tốc cho vật.

3. Đường thẳng mang vectơ lực là giá của lực. Hai lực cân bằng là hai lực cùng tác dụng lên một vật, cùng giá, cùng độ lớn và ngược chiều.   

* Ví dụ (câu C2 trang 54 sgk Vật Lý 10): Vẽ các lực cân bằng tác dụng lên quả cầu như hình sau (hình 9.3 sgk). Các lực này do những vật nào gây ra?

các lực cân bằng tác dụng lên quả cầu

– Trọng lực và lực căng dây là 2 lực tác dụng vào quả cầu, hai lực này cân bằng nên quả cầu nằm yên.

– Trái Đất hút quả cầu gây ra trọng lực P, phản lực của giá đỡ cùng với trọng lực P gây ra lực căng dây T.

4. Đơn vị của lực là Newton (ký hiệu: N).

II. TỔNG HỢP LỰC

1. Thí nghiệm về tổng hợp lực

thí nghiệm tổng hợp lực

– Như vậy các lực tác dụng lên vật được minh họa như sau:

tổng hợp lực

2. Tổng hợp lực là gì? 

– 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 thay thế này được gọi là hợp lực.

3. Cách tổng hợp lực theo quy tắc hình bình hành

– Nếu hai lực đồng quy làm thành hai cạnh của một hình bình hành, thì đường chéo kẻ từ điếm đồng quy biểu diễn hợp lực của chúng.

 tổng hợp lực theo quy tắc hình bình hành

III. ĐIỀU KIỆN CÂN BẰNG CỦA CHẤT ĐIỂM

– Muốn cho một chất điểm cân bằng (đứng yên) thì hợp lực của các lực tác dụng lên nó phải bằng 0.

 157007234280w7inqp2q

 

IV. PHÂN TÍCH LỰC

– Phân tích lực là thay thế một lực bằng hai hay nhiều lực có tác dụng giống hệt như lực đó.

phân tích lực

– Phân tích một lực thành hai lực thành phần đồng quy phải tuần theo quy tắc hình bình hành.

– Chỉ khi biết một lực có tác dụng cụ thể theo hai phương nào thì mới phân tích lực theo hai phương ấy.

IV. Bài tập vận dụng tổng hợp lực, phân tích lực và điều kiện cân bằng của chất điểm.

Bài 1 trang 58 SGK Vật Lý 10: Phát biểu định nghĩa của lực và điều kiện cân bằng của một chất điểm.

° Lời giải bài 1 trang 58 SGK Vật Lý 10:

– Định nghĩa lực: Lực là đại lượng vector có độ lớn và hướng. Trong hệ đo lường SI lực có đơn vị là Newton (N) và ký hiệu là F.

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

157007234280w7inqp2q

Bài 2 trang 58 SGK Vật Lý 10: Tổng hợp lực là gì? Phát biểu quy tắc hình bình hành.

° Lời giải bài 2 trang 58 SGK Vật Lý 10:

– 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).

– 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.

Bài 3 trang 58 SGK Vật Lý 10: Hợp lực F của hai lực đồng qui F1 và F2 có độ lớn phụ thuộc vào những yếu tố nào?

° Lời giải bài 3 trang 58 SGK Vật Lý 10:

 Tổng quát ta có:

1570072347bu8ky6jlhi

♦ Nên độ lớn của hợp lực phụ thuộc vào:

– Độ lớn, phương và chiều của hai lực F1 và F2

– Góc giữa hai lực F1 và F2.

Bài 4 trang 58 SGK Vật Lý 10: Phân tích lực là gì? Nêu cách phân tích một lực thành hai lực thành phần đồng qui theo hai phương cho trước.

° Lời giải bài 4 trang 58 SGK Vật Lý 10:

 Phân tích lực là thay thế một lực bằng hai hay nhiều lực có tác dụng giống hệt như lực đó.

cách phân tích lực theo quy tắc hình bình hànhCách phân tích lực theo quy tắc hình bình hành:

+ Chọn hai phương Ox và Oy đi qua O là điểm đặt của lực 1570072348qz24rbsqag cần phân tích như hình minh họa trên.

+ Từ điểm đầu của 1570072348qz24rbsqag, kẻ các đoạn thẳng (bằng nét đứt) song song với Ox, Oy và cắt hai phương này tại M và N, khi đó hai vectơ 15700723510akce90v5s và 1570072353kgvoycr1pz biểu diển hai lực thành phần 1570072354s3dgh4w0pt và  của 1570072357el5lbyrhap, tức là: 

Bài 5 trang 58 SGK Vật Lý 10: 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 là độ lớn của hợp lực?

A.1 N   B.2 N     C.15 N    D.25 N

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

° Lời giải bài 5 trang 58 SGK Vật Lý 10:

a) Chọn đáp án: C. 15 N

– Vận dụng quy tắc hình bình hành, ta có: 

1570072362vteoj7wqk9

– Vì 0o ≤ α ≤ 180o nên -1 ≤ α ≤ 1 → |F1 – F2| ≤ F ≤ |F1 + F2|

– Thay số ta được: |9 – 15| ≤ F ≤ |9 + 15| ⇔ 3 ≤ F ≤ 21 → F = 15 N là thỏa mãn.

b) Ta có: 152 = 92 + 122 nên cosα = 0 → α = 90o → góc giữa hai lực đồng quy bằng 90o.

Bài 6 trang 58 SGK Vật Lý 10: Cho hai lực đồng quy có cùng độ lớn 10 N.

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

° Lời giải bài 6 trang 58 SGK Vật Lý 10:

a) Chọn đáp án: B. 1200

 – Ta có: 1570077080o9t2rquequ 1570077081pd84r6srwq1570077083y2p1pq216t

b) Hình minh họa:minh họa bài 6 trang 58 sgk vật lý 10

Bài 7 trang 58 SGK Vật Lý 10: Phân tích vecto lực F thành lực vecto lực F1 và vecto lực F2 theo hai phương OA và OB (sgk 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

° Lời giải bài 7 trang 58 SGK Vật Lý 10:

a) Chọn đáp án: D. F1 = F2 = 0,58F

– Áp dụng quy tắc hình bình hành: Từ điểm đầu của vectơ F lần lượt vẽ các đoạn song song với hai phương OA và OB ta được các vectơ F1 trên OA và F2 trên OB sao cho: 

– Hình bình hành có đường chéo cũng là đường phân giác của 1 góc nên nó là hình thoi ⇒ F1 = F2

– Mà 1570077084nbnpoz5o9z 1570077086qs0mp76419

15700770877z2etj5z7o

Bài 8 trang 58 SGK Vật Lý 10: Một vật có trọng lượng P = 20 N được treo vào một vòng nhẫn O (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 vơi dây OB một góc 1200 . Tìm lực căng của hai dây OA và OB.

minh họa bài 8 trang 58 sgk vật lý 10

° Lời giải bài 8 trang 58 SGK Vật Lý 10:

– Hình biểu diễn lực như sau:
phân tích lực bài 8 trang 58 sgk vật lý 10

– Khi vật ở vị trí cân bằng thì các lực tác dụng lên vật là:

  1570077089y0wskeijzf

– Mặt khác: 

 1570077090z8rjozjfrd 1570077092yu4e86og3i

– Ta có:  và theo bài ra P = 20N.

– Xét ΔOTAQ vuông tại TA , ta có:

  15700770961aqbj6p49f

 1570077098yvzwop43vj 15700770996hc4k3u16n

Bài 9 trang 58 SGK Vật Lý 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 tay ra xa nhau một chút. Hãy báo cáo kinh nghiệm mà em thu được.

° Lời giải bài 9 trang 58 SGK Vật Lý 10:

– 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 α tăng dần lên (2 bàn tay rời xa nhau) làm cosα giảm, mà lực F có độ lớn:

 1570077084nbnpoz5o9z

⇒ cosα giảm sẽ làm cho lực nhỏ dần.

Hy vọng với bài viết hệ thống về Tổng hợp lực, phân tích lực và điều kiện cân bằng của chất điểm cùng bài tập vận dụng ở trên giúp ích cho các em. Mọi góp ý và thắc mắc các em vui lòng để lại bình luận dưới bài viết để Trường TCSP Mẫu giáo – Nhà trẻ Hà Nội ghi nhận và hỗ trợ, chúc các em học tập tốt. 

Bản quyền bài viết thuộc trường trung học phổ thông Sóc Trăng. Mọi hành vi sao chép đều là gian lận.
Nguồn chia sẻ: Trường THPT Thành Phố Sóc Trăng (thptsoctrang.edu.vn)

Nguyễn Thị Hương Thủy

Cô giáo Nguyễn Thị Hương Thủy tốt nghiệp trường Đại học Sư phạm Hà Nội và hiện đang tham gia giảng dạy môn Ngữ Văn. Cô có 20 năm kinh nghiệm giảng dạy, dẫn dắt nhiều thế hệ học sinh đạt những thành tích cao và đặt chân vào các trường đại học danh tiếng. Cô gặt hái được rất nhiều thành công trong sự nghiệp: giải Nhì trong cuộc thi giáo viên giỏi do thành phố Hà Nội tổ chức, tham gia giảng dạy đội tuyển Học sinh giỏi Quốc gia.

6 Comments

  1. Es gibt sehr viele verschiedene einzahlungsmöglichkeiten. Zumindest
    ist die aufmachung und auch die spieleauswahl sehr ähnlich finde ich.
    Du kannst bei Lord Lucky also beruhigt spielen, ohne Dir Sorgen um die Seriosität und
    Legalität zu machen.
    Boni spielen eine entscheidende Rolle im Online-Glücksspiel.
    Spieler können ihre Lieblingsspiele schnell und einfach finden, indem sie nach
    Kategorien, Beliebtheit oder Neuheiten filtern. Die Auswahl
    reicht von klassischen Slots bis hin zu modernen Video-Slots und aufregenden Tischspielen.
    Einziger Nachteil ist, dass der Support nicht rund um die Uhr verfügbar
    ist. Anfragen per Live-Chat werden in der Regel innerhalb weniger Minuten beantwortet, E-Mails innerhalb weniger Stunden. Der Kundenservice ist ein wichtiger Aspekt jeder positiven Lord Lucky Erfahrung.
    Spieler müssen in der Regel eine Kopie ihres Ausweises und einen Adressnachweis hochladen.

    References:
    https://online-spielhallen.de/wazamba-casino-promo-code-ihr-weg-zu-spannenden-belohnungen/

  2. To help you with this, we’ve written extensive reviews of the casinos we feature.
    If you’re over 18 and living in Australia, you’ll be able to play at any casino licensed by
    the ACMA. Specific licenses are awarded to casinos in Australia that satisfy the ACMA’s demands.

    It’s very convenient to new players, and it’s common for casinos
    to offer them as a percentage of your deposit amount.
    For Aussie players, accessing real money casinos is completely legal, as long as you’re using a licensed operator.
    Regardless of playing at a real money casino, you can also
    find free versions of popular games, just look for ‘demo’ or ‘practice’ mode
    options. In our experience, it’s best for new users to spin the wheel for free
    the first time they play at online casinos in Australia.

    We can guarantee that these sites are a sure bet if you are looking for a new real money online casino.

    It’s the most reputable online gambling site in Australia, offering top-tier games and bonuses with fair terms.

    References:
    https://blackcoin.co/lapilanders-casino/

  3. These are staples in the Australian online casino
    world. Two standout platforms for Australian online mobile casinos
    are Samba Slots and VegasNow. Mobile gaming leads the online mobile casino Australia market in 2025.
    This lets you play your favorite games anytime and anywhere.

    Also, Australian laws don’t recognise playing online casino games as an offence.
    On Aussie Casinos, you can learn all about online gambling and find
    the list of the top online casinos in Australia.

    This includes online casinos, sports betting, and new changes in gaming rules
    and technology. While playing online casino games, you suddenly win and want to cash
    out your winnings. When playing at a real money online casino in Australia, you’ll have access to
    a wide range of payment options. Most Australian mobile online
    casinos now support mobile play.
    The Adelaide casino offers a reward program for loyal members that
    you simply cannot pass up. Did you know you can get a Vegas-like gambling experience right in the center of
    Adelaide? Below is a list of TOP 5 land-based casinos in Australia we recommend that you visit.

    Australia hosts some incredible casinos that you will want to
    add to your bucket list.

    References:
    https://blackcoin.co/win2aud-australia-online-casino-pokies-sports-betting/

Để lại một bình luận

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *

Back to top button