GIÁO án dạy THÊM TUẦN 10 KHỐI 10 vật lý

TIẾT 35 36 TỔNG HỢP LỰC – PHÂN TÍCH LỰC Ngày soạn Ngày giảng 08112022 3112022 Lớp 10A7 Số tiết 2 I MỤC TIÊU 1 Kiến thức Củng cố kiến thức về lực, tổng hợp lực và phân tích lực 2 Mức độ cần đạt Vận.Giáo án dạy thêm vật lí 10, soạn theo sách KNTT chuẩn, tài liệu được biên soạn và đã qua giảng dạy, được soạn bám sát theo sách KNTT, bao gồm các bài tập mục đích yêu cầu chuẩn, thày cô có thể sử dụng cho dạy thêm của mình

TIẾT 35-36 TỔNG HỢP LỰC – PHÂN TÍCH LỰC Ngày soạn Ngày giảng 08/11/2022 3/11/2022 Lớp 10A7 Số tiết I MỤC TIÊU Kiến thức: - Củng cố kiến thức lực, tổng hợp lực phân tích lực Mức độ cần đạt: - Vận dụng thấp, vận dụng cao II NỘI DUNG KIẾN THỨC: Kiến thức trọng tâm: 1.1 Lực - Lực đại lượng véc tơ đặc trưng cho tác dụng vật vào vật khác mà kết làm thay đổi chuyển động vật làm cho vật biến dạng r F - Biểu diễn lực vectơ có đặc điểm: + Gốc: biểu diễn điểm đặt lực (Lực tác dụng lên (điểm) vật gốc (điểm) vật r F + Giá : đường thẳng mang vectơ lực (nét đứt) m r F + Chiều : Biểu diễn chiều véc tơ + Chiều dài vectơ biểu diễn độ lớn lực theo tỷ lệ xích quy ước Đơn vị lực Niu tơn (N) 1.2 Tổng hợp phân tích lực a Tổng hợp lực thay lực tác dụng đồng thời vào vật lực có tác dụng giống hệt lực Lực thay gọi hợp lực, lực thay gọi lực thành phần r r r F = F1 + F2 (1.1) Từ biểu thức (1.1) vẽ véc tơ lực theo quy tắc cộng vectơ + Quy tắc hình bình hành: Nếu hai lực đồng quy làm thành hai cạnh hình bình hành, đường chéo kể từ điểm đồng quy biểu diễn hợp lực chúng b Một số trường hợp đặc biệt r r r Fhl = F1 + F2 - Nếu hợp lực có biểu thức: độ lớn hợp lực tính theo cơng thức sau: r F O r F α r r F F Fh2l = F12 + F22 + 2F1 F2 cosα + Trường hợp tổng quát với góc α: (1.2) r r F1 − F2 ≤ Fhl ≤ F1 + F2 F1,F2 Với α = góc ( ) Mọi trường hợp + Trường hợp riêng để vận dụng cơng thức tính nhanh phần trắc nghiệm: r r r F2 F1 Fhl TH1: Khi TH2: Khi TH3: Khi r r F1 ↑↑ F2 r r F1 ↑↓ F2 r r F1 ⊥ F2 Fhl = F1 + F2 thì Fhl = F1 − F2 F =F +F hl 2 α Fhl = 2.F1.cos r F2 r F2 r Fhl r r F1 Frhl F1 TH4: Khi F1 = F2 Vận dụng kiến thức: A PHƯƠNG PHÁP Phương pháp giải tập tổng hợp lực + Xác định có lực tác dụng lên vật + Vẽ tương đối véc tơ lực theo vị trí (góc véc tơ gần đúng), độ dài + Viết biểu thức hợp lực + Tổng hợp cặp lực có vị trí đặc biệt + Từ hình vẽ kết hợp với cơng thức có tìm hợp lực cặp hợp lực hợp lực r r F12,F34 thành phần ( ) r r r Fhl = F1 + F2 - Lưu ý: Nếu phải kiểm tra nhanh hai lực thành phần có thuộc trường hợp đặc biệt vận dụng nhanh cơng thức tính hợp lực trường hợp đặc biệt Cịn trường hợp khác dùng cơng thức (1.2) B BÀI TẬP VẬN DỤNG Câu Chọn câu Gọi F1, F2 độ lớn hai lực thành phần, F độ lớn hợp lực Trong trường hợp A F lớn F1 F2 B F nhỏ F1 F2 F1 - F2 ≤ F ≤ F1 + F2 C F thỏa mãn D F không F1 F2 Lời giải: F1 - F2 ≤ F ≤ F1 + F2 ⇒ Trong trường hợp độ lớn hợp lực thỏa mãn Chọn C r r r Fhl = F1 + F2 * Nhận xét: HS hay nhầm hợp lực phải lớn lực thành phần biểu thức có dấu “+” Câu Cho hai lực đồng quy có độ lớn 8N 6N Độ lớn hợp lực 10N Góc hai lực thành phần A 00 B 450 C 600 D 900 Lời giải: Fhl2 = F12 + F22 Tư trường hợp đặc biệt hợp lực hai lực nhẩm thay số thấy trường hợp phù ⇒ hợp Chọn D Fh2l = F12 + F22 + 2F1 F2 cosα * Nhận xét: HS hay nhầm thay vào cơng thức tổng qt tìm cosα = ⇒ α = TH không thuộc bảng lượng giác nhầm lẫn giá trị cosα sinα Câu Cho hai lực đồng quy có độ lớn 3N 9N Độ lớn hợp lực 6N Hợp lực có hướng A hướng lực 9N B hướng lực 3N C vuông góc với hai lực thành phần D nằm đường phân giác hai lực thành phần Lời giải: Tư trường hợp đặc biệt hợp lực hai lực nhẩm thay số thấy trường hợp hai lực thành phần Fhl = F1 − F2 ngược chiều hợp lực hướng lực lớn phù hợp ⇒ Chọn A * Nhận xét: HS làm trắc nghiệm chon nhanh hay nhầm lực tổng hợp hướng với lực thành phần (lực nhỏ hay lớn) Câu Muốn cho chất điểm cân hợp lực lực tác dụng lên phải: A Không đổi B Thay đổi C Bằng không D Khác không Lời giải: r r r r r Fhl = F1 + F2 + F3 = Có Câu Muốn cho chất điểm cân hợp lực lực tác dụng lên phải làm cho vật: A có gia tốc dương B có gia tốc âm C gia tốc không đổi D chuyển động thẳng Lời giải: r r r r r r Fhl = F1 + F2 + F3 = m.a = ⇒ ⇒ Có theo điều kiện cân m.a = chuyển động thẳng Câu Các lực tác dụng lên vật gọi cân A hợp lực tất lực tác dụng lên vật không B hợp lực tất lực tác dụng lên vật số C vật chuyển động với gia tốc không đổi D vật đứng yên Lời giải: r r r r r Có theo điều kiện cân Fhl = F1 + F2 + F3 = Câu Một sợi dây có khối lượng không đáng kể, đầu giữ cố định, đầu có gắn vật nặng có khối lượng m Vật đứng yên cân Khi A vật chịu tác dụng trọng lực B vật chịu tác dụng trọng lực, lực ma sát lực căng dây C vật chịu tác dụng ba lực hợp lực chúng không D vật chịu tác dụng trọng lực lực căng dây Lời giải: r r r r r r F = F + F + F = m a =0 hl Có theo điều kiện cân Câu 8: Hai lực cân khơng thể có: A hướng B phương C giá D độ lớn Lời giải: Hai lực cân có : Cùng gốc (cùng tác dụng vào vật); Cùng giá (cùng nằm đường thẳng) ; ngược chiều; độ lớn: F1 = F2 Câu 9: Câu đúng? Hợp lực hai lực có độ lớn F 2F A nhỏ F C vng góc với lực B lớn 3F r F r F D vng góc với lực Lời giải: F1 − F2 ≤ F ≤ F1 + F2 ⇒ Trong trường hợp độ lớn hợp lực thỏa mãn Chọn C Câu 10 Cho hai lực đồng quy có độ lớn N 11 N Giá trị hợp lực giá trị giá trị sau đây? A 19 N B 15 N C N D N = F1 - F2 £ F £ F1 + F2 = 18 ⇒ Trong trường hợp độ lớn hợp lực thỏa mãn Chọn B Luyện tập: Câu Tìm hợp lực lực trường hợp sau (Các lực vẽ theo thứ tự chiều quay kim đồng hồ) → a F1 = 10N, F2 = 10N, ( → F1, F2 ) =300 → b F1 = 20N, F2 = 10N, F3 = 10N,( → F1, F2 → ) =900, ( → → F2, F3 → F1, F2 → ) =300, ( → → F1, F3 → F2, F3 ) =2400 → → → F4, F3 → F4, F1 c F1 = 20N, F2 = 10N, F3 = 10N, F4 = 10N, ( ) =900, ( ) =300, ( ) =900, ( ) =900 Câu Một chất điểm chịu tác dụng đồng thời lực có độ lớn 40N 30N, xác định góc hợp phương lực hợp lực có giá trị? a 10N? b 70N? c 50N? d 60,82N? uu r uu r uu r uur F1, F2, F3 F2 Câu Cho ba lực đồng qui (tại điểm O), đồng phẳng hợp với trục o F1 = F3 = 2F2 = 10( N ) 0o, 60o, 120o Ox góc có độ lớn tương ứng uu r hình vẽ Tìm hợp lực ba lực ? Hình F1 uur Câu Tìm hợp lực bốn lực đồng quy hình vẽ F3 F1 = 5( N) , F2 = 3( N ) , Biết rằng: F3 = 7( N ) , F4 = 1( N ) 120 uu r F ur uu r uu r F = F1 + F2 F1 = F2 = ( N) uu r F1 uu r F3 uu r F Câu Biết và góc uu r ur ur Hình F1 F F 30o Độ lớn hợp lực góc uu r uu r F1 F2 với ? Câu Cho ba lực đồng quy nằm mặt phẳng, có độ lớn đơi làm 120o thành góc Tìm hợp lực chúng ? TIẾT 35-36 TỔNG HỢP LỰC – PHÂN TÍCH LỰC Ngày soạn Ngày giảng 09/11/2022 3/11/2022 Lớp 10A1 Số tiết I MỤC TIÊU Kiến thức: - Củng cố kiến thức lực, tổng hợp lực phân tích lực, điều kiện cân Mức độ cần đạt: - Vận dụng thấp, vận dụng cao II NỘI DUNG KIẾN THỨC: Kiến thức trọng tâm: a Phân tích lực thay lực hai hay nhiều lực có tác dụng giống hệt lực uu r uu r F1,F2 + Để phân tích lực thành hai lực cần phải biết phương tác dụng hai lực + Nếu phương tác dụng hai lực thành phần vuông góc với lực thành phần hình chiếu hợp lực phương b Điều kiện cân chất điểm Muốn cho chất điểm đứng cân hợp lực lực tác dụng lên phải khơng r r r r r Fhl = F1 + F2 + + Fn = (1.4) c Mở rộng, nâng cao kiến thức liên quan phù hợp r r r r Fhl = F1 + F2 + + Fn + Nếu vật m chịu tác dùng từ ba lực trở lên hợp lực: (1.5) r r F12,F34 Khi ưu tiên tìm lực tổng hợp ( …) cặp hai lực đặc biệt: chiều, ngược chiều, vuông r r r r r r r r r Fhl = F12 + F34 + F12 = F1 + F2 F34 = F2 + F4 góc, độ lớn lực nhau… ; với ; … + Ở số tốn phức tạp tìm lực lớn nhỏ kết hợp dùng kiến thức tốn học (bất đẳng thức, đẳng thức, khảo sát đồ thị hàm bậc 2, lượng giác…) Vận dụng kiến thức: A PHƯƠNG PHÁP Phương pháp giải tập phân tích lực + Xác định phương cần phân tích lực Trong số tốn đặc biệt dựng hệ trục tọa độ 0xy r F phân tích lực theo hai trục 0x, 0y + Áp dụng quy tắc hình bình hành để vẽ véc tơ lực thành phần theo tỉ xích gần + Nếu lực thuộc vào trường hợp đặc biệt vẽ tính độ lớn lực - Lưu ý: Khi làm tập trắc nghiệm người ta hay cho vào phần kiến thức có góc véc tơ lực đặc biệt để nhẩm nhanh Do đó, phải kiểm tra toán thuộc trường hợp đặc biệt trước suy nghĩ làm đến trường hợp Phương pháp giải tập điều kiện cân chất điểm + Đối với toán Cùngđơn gốcgiản: (cùngvật tác cân dụngbằng vào 1của vật)hai lực r r F1,F2 có r r r F1 + F2 = Cùng giá (cùng nằm đường thẳng) Ngược chiều Cùng độ lớn: F1 = F2 biểu diễn hai lực r F2 r F1 - Lưu ý: + Đối với toán phức tạp hơn: vật chịu tác dụng từ ba lực trở lên có lực có vị trí đặc biệt tổng hợp cặp lực đặc biệt cuối quy lực cân + Ngoài số tốn phức tạp dựng hệ tọa độ 0xy phù hợp chiếu phương trình (1.4) lên trục 0x, 0y B BÀI TẬP VẬN DỤNG Câu Chiếc đèn (gồm bóng đèn tán đèn) trần nhà dây hình vẽ Bỏ qua lực liên quan đến khơng khí Đèn chịu tác dụng A lực B lực C lực D lực Lời giải: Từ hình vẽ đèn treo đoạn dây từ điểm treo trịn có lực căng dây trọng lực ⇒ đèn Chọn B * Nhận xét: HS dễ nhầm lực có dây trọng lực có lực có dây trọng lực Câu Một vật có trọng lượng P đứng cân nhờ dây OA làm với trần góc 600 OB nằm ngang Độ lớn lực A 600 căng T1 dây OA bằng: r r T1 O r T2 B A P/2 C P r T3 T3 ' r P B P D 2P Lời giải: Điểm treo O chịu lực tác dụng hình vẽ: r r r r T1 + T2 + T3 = m r r r P + T3 ' = Þ T3 = T3 ' = P chiếu lên chiều thẳng đứng lên ta có: T1.sin600 = T3 Suy T1 = T3/sin600 = P/sin600 = P Câu Một chất điểm chịu tác dụng đồng thời lực: F = 20N, F2 = 20N F3 Biết góc lực 120 Tìm F3 để hợp lực tác dụng lên chất điểm không? A 40N B 20N C 0N D 30N Lời giải: r r r r r r r F1 + F2 + F3 = ⇒ F12 + F3 = Có Suy F12 = 2F1cos600 = F1 = F3 = 20N r T r r N P Câu Vật m = 3kg giữ nằm yên mặt phẳng nghiêng góc 30 so với phương ngang sợi dây mảnh nhẹ, bỏ qua ma sát Tìm lực căng sợi dây(lực mà vật tác dụng lên sợi dây làm cho sợi dây bị căng ra) 15 15 30 A N B N C 15 N D N r r r r T + P+ N = Lời giải: Có Chiếu lên phương sợi dây hướng xuống Ta được: T = Psinα= 3.10.sin300 = 15N m r T Câu Một chất điểm đứng yên tác dụng lực 12N, 20N, 16N Nếu bỏ lực 20N hợp lực lực cịn lại có độ lớn bao nhiêu? A 4N B 20N C 28N D Chưa thể kết luận Lời giải: r r r r r r r r r F2 + F1 + F3 = ⇒ F2 + F13 = F2 F13 ⇒ Gọi lực F2 = 20N Thì lực cân với F13 = F2 = 20N Câu Một cầu có khối lượng 1,5kg treo vào tường nhờ sợi dây Dây hợp với tường góc α = 450 Cho g = 9,8 m/s2 Bỏ qua ma sát chỗ tiếp xúc cầu tường Lực ép cầu lên tường A 20 N B 10,4 N C 14,7 N D 17 N Lời giải: r r r r α T + P+ N = Có từ hình vẽ ta được: α N = Ptanα = 1,5.9,8.tan450 = 14,7N r r N P α A rO β r TA B T B rC TC r r P = mg r N r T r P m Câu Cho vật có khối lượng m =15kg đựơc treo sợi dây Cho g =9,8 m/s , Tìm sức căng sợi dây TA, TB, TC , A 104 (N), 134 (N), 147N α = 280 , β = 470 B 104 (N), 143 (N), 174N C 140 (N), 134 (N), 174N D 140 (N), 143 (N), 147N Lời giải : Chọn hệ quy chiếu xOy :gồm Ox nằm ngang hướng sang phải ,trục Oy thẳng đứng hướng lên → Các lực tác dụng lên vật m : Lực căng TC → → trọng lực → P → P+ T C = m a Áp dụng định luật II Niuton cho vật : (1) − P + TC = ma y Chiếu (1) lên trục Oy : ay = TC − mg = ⇔ TC = mg Vì hệ vật (vật m dây C đứng yên ) nên ta có ,khi : thay số ta TC = 15.9,8 = 147( N ) Mặt khác ta áp dụng định luật II Niutơn cho nút O : → → → → → → ∑ F = m a ⇔ TA + TB + TC = m a → → → → TA +¦TB + TC = Vì nút khơng đựoc gia tốc nên hợp lực tác dụng lên vật tức : (1) −TAcosα + TB cosβ = Chiếu phương trình (1) lên trục tọa độ : Ox : (2) TA sin α + TB sin β − TC = Oy : (3) TA = từ (2) suy cosβ TB cos α vào (3) ta : cosβ  cosβ  TB sin α + Τ B sin β = ΤC ⇒ TB  sin α + sin β ÷ = TC cos α  cosα  ⇔ TB (cosβ sin α + sin β cos α ) = TC cosα TA = ⇔ TB sin(α + β ) = TC cosα ⇒ Τ B = TA = cosβ TC sin(α + β ) cosα TC sin(α + β ) (5) Thay (5) vào (4) ta : (6) thay số ta : TA = 104 (N), TB = 134 (N) Nhận xét: - Biện luận : Để kiểm tra lại kết quả, ta nhận thấy vật đứng yên nên r r r r TA + TB + TC = P Dễ thấy r r r T = TA + TB T = TA2 + TB2 + 2TATB cos105o = 147( N ) = TC = P Áp dụng định lý hàm số cos : Từ công thức (5) (6) ta thấy lực căng TA TB nhỏ TC Dễ thấy lực căng TA lại không phụ thuộc vào góc β, TB khơng phụ thuộc vào góc α Nghĩa dây hợp với góc nhỏ lực căng tương ứng nhỏ r r r FA , FB FC - Mở rộng : Với đề ta cho u cầu tính biết góc α max chưa biết hướng r FB 5π r r F1 ,F2 r F π/3 Câu Một vật chịu tác dụng hai lực thành phần hợp góc Lực tổng hợp có độ lớn N Để lực F2 có giá trị cực đại F1 có giá trị là: A 15 N B N C N D 18 N Lời giải : r r r F = F1 + F2 Vẽ véc tơ lực F2 F = = 2.9 ⇒ F2 = 18.sin α sin α sin π π / 6α r r F F α α α Để F2 lớn sin = hay = 900 r r F1 ⊥ F F2 = F12 + F2 Do Suy F2 = 18 N ⇒ F1 = N r rr r 2π F ,F F Câu Một vật chịu tác dụng hai lực thành phần1F hợp góc , F = 10N Lực tổng hợp có độ lớn F Lực F có giá trị thay đổi đổirđến giá trị F lực tổng hợp F có giá trị nhỏ bao nhiêu? F2 C 2,5 N A N B N D N 2 Lời giải : r r r F = F1 + F2 Vẽ véc tơ lực F1 F F = ⇒F = sin α sin π 2.sin α α α r r F2 ⊥ F Để F nhỏ (sin )max = hay = 900 Do Suy F = N Luyện tập: Câu Một chất điểm chịu tác dụng đồng thời lực F1 = 20N, F2 = 20N F3 Biết góc lực 1200 Tìm F3 để hợp lực tác dụng lên chất điểm 0? 10 Câu Vật m = 5kg đặt nằm yên mặt phẳng nghiêng góc 300 so với phương ngang hình vẽ Xác định lực tác dụng lên vật? Biết trọng lực xác định công thức P = mg, với g = 10m/s2 Hình α nhờ α Câu Một qủa cầu khối lượng m=1,5kg treo vào tường sợi dây hình vẽ Dây hợp với tường góc α = 45 Cho g = 9,8 m/s2 Bỏ qua ma sát chỗ tiếp xúc cầu tường Lực ép cầu lên tường lực căng dây treo ? Câu Đặt AB có khối lượng không đáng kể nằm ngang, đầu A gắn vào tường nhờ Hình 5( kg) lề, đầu B nối với tường dây BC Treo vào B vật có khối lượng AC = 40( cm) ; AC = 60( cm) cho biết Tính lực căng dây BC lực nén lên thanh? Lấy g = 10 m/s2 Câu Một đèn treo vào tường nhờ dây AB Muốn cho đèn xa tường, người ta dùng chống nằm ngang, đầu tì vào tường, cịn đầu tì vào điểm B A C 4( kg) dây hình vẽ Cho biết đèn nặng dây hợp với tường o o 120o 30 30 Hình A Tính lực căng dây phản lực Cho B góc biết phản lực có phương dọc theo lấy m = kg g = 10 m/s2 B ( ) ( ) ( ) m = 5( kg) Câu Một vật có khối lượng treo vào cấu hình vẽ Hãy xác định lực vật nặng m làm căng dây AC, AB ? A C Hình m = 3( kg) B Câu Một vật có khối lượng treo vào điểm dây thép AB có khối lượng khơng đáng kể hình vẽ Biết Hình m = kg AB = 4( m) ; CD = 10( cm) Tính lực kéo sợi dây ? Câu Một đèn tín hiệu giao thơng ba màu giao thông ba màu treo ngã tư đường nhờ dây cáp có trọng lượng khơng đáng kể Hai dây cáp giữ hai cột đèn 8( m) 60( N) AB, CD cách Đèn nặng treo vào điểm O dây cáp, làm dây cáp võng 0,5( m) xuống đoạn Tính lực căng dây ? D ( ) Đã duyệt Ngày 06/11/2022 11 Tổ phó chun mơn Nguyễn Văn Ngọc 12