Ngày soạn 06012023 TIẾT 61 64 MÔMEN LỰC I MỤC TIÊU 1 Kiến thức Củng cố kiến thức về moment lực, điều kiện cân bằng của vật rắn 2 Mức độ cần đạt Thông hiểu, nhận biết, vận dụng thấp, vận dụng cao II.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
Ngày soạn 06/01/2023 TIẾT 61-64 MÔMEN LỰC I MỤC TIÊU Kiến thức: - Củng cố kiến thức moment lực, điều kiện cân vật rắn Mức độ cần đạt: - Thông hiểu, nhận biết, vận dụng thấp, vận dụng cao II NỘI DUNG KIẾN THỨC: Kiến thức trọng tâm: Momen lực - Momen lực trục quay đại lượng đặc trưng cho tác dụng làm quay lực đo tích lực với cánh tay địn - Biểu thức tính: M=F.d Trong đó: M momen lực Đơn vị (N m) F lực tác dụng Đơn vị (N) d cánh tay đòn lực (m) - Cánh tay đòn lực khoảng cách từ trục quay đến giá lực Điều kiện cân vật có trục quay cố định (hay quy tắc momen lực) Muốn cho vật có trục quay cố định trạng thái cân bằng, tổng momen lực có xu hướng làm vật quay theo chiều kim đồng hồ phải tổng momen lực có xu hướng làm vật quay ngược chiều kim đồng hồ M1=M2 M1: tổng momen lực có xu hướng làm vật quay theo chiều kim đồng hồ M2: tổng momen lực có xu hướng làm vật quay ngược chiều kim đồng hồ Chú ý: Khi vật ur uu r uu r cânr hợp lực tác dụng lên vật không F1 F2 Fn 0 Điều kiện cân vật khơng có trục quay cố định Vật có trục quay cố định muốn cân cần thỏa mãn đồng thời hai điều kiện: M1 M r uu r r ur uu F F F 0 n M1: tổng momen lực có xu hướng làm vật quay theo chiều kim đồng hồ M2: tổng momen lực có xu hướng làm vật quay ngược chiều kim đồng hồ Vận dụng kiến thức: A PHƯƠNG PHÁP + Vẽ hình, biểu diễn lực tác dụng lên vật + Xác định trục quay + Xác định lực có xu hướng làm vật quay chiều kim đồng hồ, ngược chiều kim đồng hồ + Xác định tay đòn lực + Áp dụng điều kiện cân + Giải phương trình hệ phương trình để tìm u cầu tốn Chú ý: Trong dạng tập học sinh hay nhầm lẫn tay đòn lực với khoảng cách từ điểm đặt lực với trục quay B BÀI TẬP VẬN DỤNG Câu Đơn vị mômen lực A.m/s B.N m C.kg m D.N kg Lời giải Mômen lực xác định công thức M=F.d nên đơn vị N.m Chọn B Câu Mômen lực tác dụng lên vật đại lượng A đặc trưng cho tác dụng làm quay vật lực B.véctơ C.để xác định độ lớn lực tác dụng D.ln có giá trị dương Lời giải Momen lực trục quay đại lượng đặc trưng cho tác dụng làm quay lực đo tích lực với cánh tay địn Chọn A Câu Cánh tay địn lực A.khoảng cách từ trục quay đến điểm đặt lực B.khoảng cách từ trục quay đến trọng tâm vật C.khoảng cách từ trục quay đến giá lực D.khoảng cách từ tâm vật đến giá trục quay Lời giải Cánh tay đòn lực khoảng cách từ trục quay đến giá lực Chọn C Câu Lực có tác dụng làm cho vật rắn quay quanh trục A.lực có giá nằm mặt phẳng vng góc với trục quay cắt trục quay B.lực có giá song song với trục quay C.lực có giá cắt trục quay D lực có giá nằm mặt phẳng vng góc với trục quay không cắt trục quay Lời giải Momen lực trục quay đại lượng đặc trưng cho tác dụng làm quay lực đo tích lực với cánh tay địn Nên lực có giá nằm mặt phẳng vng góc với trục quay không cắt trục quay làm cho vật quay quanh trục Chọn D Câu Điều kiện cân chất điểm có trục quay cố định gọi A.quy tắc hợp lực đồng quy B.quy tắc hợp lực song song C.quy tắc hình bình hành D.quy tắc mơmen lực Lời giải Điều kiện cân vật có trục quay cố định hay gọi quy tắc momen lực Chọn D Câu Hệ hai lực cân ba lực cân có chung tính chất A.tổng momen lực B.cùng giá độ lớn C.ngược chiều độ lớn D.đồng phẳng đồng quy Lời giải Vật chịu tác dụng lực cân tổng momen lực có xu hướng làm vật quay theo chiều kim đồng hồ phải tổng momen lực có xu hướng làm vật quay ngược chiều kim đồng hồ Chọn D Câu Biểu thức mômen lực trục quay F1 F2 F M d d D Fd M Fd 1 F2 d d A B C Lời giải Mômen lực xác định công thức M=F.d Chọn A Câu Điền từ cho sẵn vào chỗ trống Muốn cho vật có trục quay cố định trạng thái cân bằng, tổng có xu hướng làm vật quay theo chiều kim đồng hồ phải tổng có xu hướng làm vật quay ngược chiều kim đồng hồ A mômen lực.B hợp lực C trọng lực D phản lực Lời giải Theo quy tắc mơmen: Muốn cho vật có trục quay cố định trạng thái cân bằng, tổng momen lực có xu hướng làm vật quay theo chiều kim đồng hồ phải tổng momen lực có xu hướng làm vật quay ngược chiều kim đồng hồ Chọn A Câu Nhận xét sau Quy tắc mômen lực: A Chỉ dùng cho vật rắn có trục cố định B Chỉ dùng cho vật rắn khơng có trục cố định C Khơng dùng cho vật D Dùng cho vật rắn có trục cố định khơng cố định Lời giải Quy tắc mômen lực áp dụng cho vật cân khơng có chuyển động quay nên áp dụng cho vật có trục quay cố định không cố định Chọn D Câu 10 Khi lực tác dụng vào vật rắn, yếu tố sau lực thay đổi mà khơng ảnh hưởng đến tác dụng lực: A độ lớn B chiều C điểm đặt D phương Lời giải Tác dụng lực lên vật rắn phụ thuộc vào giá, chiều độ lớn lực không phụ thuộc vào điểm đặt lực Chọn C Câu 11 Một lực có độ lớn 5,5 N cánh tay đòn 2m Mơmen lực là: A 10 N B 10 Nm C 11N D.11Nm Lời giải Mômen lực xác định công thức M=F.d =5,5.2=11N.m Chọn D Câu 12 Một lực có mơmen với trục quay cố định 10 Nm, khoảng cách từ giá lực đến tâm quay 20cm Độ lớn lực là: A 0.5 (N) B 50 (N) C 200 (N) D 20(N) Lời giải M 10 M F.d F 50N d 0, Mômen lực xác định cơng thức Chọn B Câu 13 Một lực có độ lớn 10N tác dụng lên vật rắn quay quanh trục cố định, biết khoảng cách từ giá lực đến trục quay 20cm Mômen lực tác dụng lên vật có giá trị A.200N.m B.200N/m C.2N.m D.2N/m Lời giải Mômen lực xác định công thức M=F.d =10.0,2=2N.m Chọn C Câu 14 Một cứng AB, dài m, có khối lượng khơng đáng kể, có trục quay O, hai đầu chịu lực F F2 Cho F1 = 50 N ; F2 = 200 N OA = m O B nằm Đặt vào lực F3 hướng lên có độ lớn 300 N A ngang Hỏi khoảng cách OC ? C A m B m.C m D m Lời giải Theo quy tắc mơmen để cân ta có F1 OA F3 OC F2 OB F3 OC 50.2 300.OC 200.5 300.OC OC 3m Chọn C Câu 15 Thanh AB đồng chất, tiết diện đều, trọng lượng 6N, có đầu A tì vào sàn nhà nằm ngang, đầu B giữ lò xo BC, độ cứng k = 250N/m, theo phương thẳng đứng hình vẽ Độ dãn lị xo cân A.4,8cm B 1,2cm C 3,6cm C B A D 2,4cm Lời giải Khi cân ta có lực gây chuyển động quay quanh A hình vẽ Để cân ta có: AB M Pur M Fr P.AH F.AI P .cos F.AB.cos P P A H F k.l 250.l l 1, 2cm 2 Chọn B Câu 16 Một bàn đạp có trọng lượng không đáng kể, quay dễ dàng quanh trục nằm ngang Một lị xo gắn vào điểm C Người ta tác dụng lên bàn r C đạp điểm A lực F vng góc với bàn đạp có độ lớn 20N Bàn đạp O trạng thái cân lị xo có phương vng góc với OA.Lực lị xo tác dụng lên bàn đạp A.30N.B.40N C.20N.D.50N Lời giải Các lực gây chuyển động quay quanh O hình vẽ.Để cân ta có: OA M uFuur M Fr F.O A Fdh OC F.OA Fdh dh C Fdh F Fdh 20.2 40N O Chọn B Câu 17 Một bàn đạp có trọng lượng không đáng kể, quay dễ dành quanh trục O nằm ngang Một lị xo gắn vào điểm C Người ta tác dụng lên bàn r C đạp điểm A lực F vng góc với bàn đạp có độ lớn 20N Bàn đạp O trạng thái cân lị xo có phương vng góc với OA.Biết lị xo bị ngắn đoạn 8cm so với không bị nén Độ cứng lò xo A.200N/m B.300N/m C 500N/m D.400N/m Lời giải Các lực gây chuyển động quay quanh O hình vẽ.Để cân C ta có: O F OA M Fuuur M Fr F.O A Fdh OC F.OA Fdh F dh dh 2 Fdh 2.F k.l 40 k.0, 08 40 k 500N / m Chọn C Câu 18 Một dài l = m, khối lượng m = 1,5 kg Một đầu gắn vào trần nhà nhờ lề, đầu giữ dây treo thẳng đứng.Trọng tâm cách lề đoạn d = 0,4 m Lấy g = 10 m/s2 Lực căng dây A N.B N C.4N D N Lời giải Các lực tác dụng lên gây chuyển động quay quanh lề hình A O vẽ.Khi cân ta có C B I O A A A A C M Pur M Tur P.O A T.OC P.d.cos T.l.cos T 1,5.10.0, 6N Chọn A Câu 19 Một người nâng gỗ đồng chất, tiết diện đều, có trọng lượng P = 200 N Người tác r dụng lực F thẳng đứng lên phía vào đầu gỗ để giữ cho hợp với mặt đất góc Độ lớn lực F A.100N B.86,6N C 50N D 50,6N Lời giải Các lực tác dụng lên gây chuyển động quay quanh lề hình vẽ Khi O cân ta có C l P 200 A M Pur M Fr P.O A F.OC P .cos F.l.cos F 100N 2 Chọn A Câu 20 Một người nâng gỗ đồng chất, tiết diện đều, có trọng lượng P = 200 N Người tác r dụng lực F vào đầu gỗ (vng góc với gỗ hướng lên) để giữ cho hợp với mặt đất góc 30 Độ lớn lực F A.86,6N B.100N C.50N.D 50,6N Lời giải Các lực tác dụng lên gây chuyển động quay quanh lề hình vẽ Khi cân ta có l P.c os 200.c os300 M Pur M Fr P .cos F.l F 86, 6N 2 Chọn A l 300 Câu 21 Một đồng chất AB, có trọng lượng P1 = 10 N, đầu A gắn với tường C lề, đầu B giữ yên nhờ sợi dây nằm ngang buộc vào tường tạiC Một vật có trọng lượng P = 15 N, treo vào đầu B Cho biết AC = m ; BC = 0,6 m Lực căng dây BD BC A A 15 N ; 15 N B 15 N ; 12 N C 12N; 12 N D 12 N ; 15 N Lời giải Khi vật cân ta có T=P2=15N=T2 C Các lực tác dụng lên u u r ur ugây u r chuyển động quay quanh lề hình vẽ Tay đòn lực T1 , P1 , T2 AB AB BC BC BC sin d AB.sin AB BC 2 AB ; AB d1=AC; A Khi cân ta có BC uur M uu r T BC P M Tuur M P1 T1.AC T1 12N T 2 Chọn B Câu 22 Một đồng chất AB, có trọng lượng P1 = 10 N, đầu A gắn với tường C lề, đầu B giữ yên nhờ sợi dây nằm ngang buộc vào tường tạiC Một vật có trọng lượng P = 15 N, treo vào đầu B Cho biết AC = m ; BC = 0,6 m Phản lực tường lên lề có độ lớn là: A A 23,32 N B 27.73 N C 12 N D 25 N Lời giải Khi vật cân ta có T=P2=15N=T2 Các lực tác dụng lên gây chuyển động quay quanh lề hình vẽ B D B d2 D B D uu r ur uu r T1 , P1 , T2 Tay đòn lực AB AB BC BC BC d2 sin d AB.sin AB BC 2 AB ; AB d1=AC; Khi cân ta có BC uur M uu r T BC P M Tuur M P1 T1.AC T1 12N T1 2 uu r uu r ur ur r T1 T2 P1 N Mặt khác C y B D x O A Chiếu lên hệ trục xOy hình vẽ ta có Nx=T1=12N Ny=T2+P1=25N N N 2x N 2y 27, 73N C Chọn B Câu 23 Một đèn khối lượng m1=4kg treo vào tường nhờ sợi dây nhẹ BC AB đồng chất khối lượng m2=2kg phân bố Thanh gắn vào tường lề A, hệ cân AB nằm ngang hình vẽ, biết α=30 Lấy g=10m/s2 Lực căng dây BC có độ lớn là: A 57,7(N) B 50(N) C 40 3(N) D 60(N) Lời giải uu r ur uu r P2 , T, T1 - Các lực tác dụng lên AB - Thanh AB quay quanh trục A B A m hình vẽ uu r uu r P2 , T1 - Các lực có xu hướng làm quay quanh A chiều kim đồng hồ: ur - Các lực có xuurhướng làm quay quanh A ngược chiều kim đồng hồ: T - Tay đòn T AH AB.cos uu r C - Tay đòn T1 AB - Tay đòn uu r P2 AB T1 T1' P1 AG - Khi m1 cân - Khi AB cân ta có: M Tur M Tuur M Puur G B A T.AH T1.AB P2 AG T.AB.cos 300 T1.AB P2 AB m T.cos 300 m1.g m g T.cos 300 4.10 2.10 T 57, 7(N) Chọn A Câu 24 Một đèn khối lượng m1=4kg treo vào tường nhờ sợi dây nhẹ BC AB đồng chất khối lượng m 2=2kg phân bố Thanh gắn vào tường lề A, hệ cân AB nằm ngang hình vẽ, biết α=30 Lấy g=10m/s2 Phản lực tường tác dụng lên có độ lớn là: C A m B C 20 3(N) D 28,75(N) A 66,53(N) B 25(N) Lời giải uu r ur uu r P2 , T, T1 - Các lực tác dụng lên AB hình vẽ - Thanh AB quay quanh trục A - Các lực có xuuu rhướng uu r làm quay quanh A chiều kim đồng hồ: P2 , T1 - Các lực có xu hướng ur làm quay quanh A ngược chiều kim đồngur hồ: T AH AB.cos - Tay đòn T uu r - Tay đòn T1 AB AB uu r AG - Tay đòn P2 T T1' P1 - Khi m1 cân - Khi AB cân ta có: M Tur M Tuur M Puur C y O x G B A m AB T.AH T1.AB P2 AG 1 T.cos 300 m1.g m g T.cos 300 4.10 2.10 T 57, 7(N) uu r ur u r ur r Khi cân ta cịn có T1 T P N T.AB.cos 300 T1.AB P2 Chiếu lên hệ trục xOy hình vẽ ta có N x T.sin 28, 75N; N y P2 T1 60N N N 2x N 2y 66,53N Chọn A Vận dụng: Câu 1: Cánh tay đòn lực A khoảng cách từ trục quay đến giá lực B khoảng cách từ trục quay đến điểm đặt lực C khoảng cách từ vật đến giá lực D khoảng cách từ trục quay đến vật Câu 2: Ngẫu lực hai lực song song, A chiều, có độ lớn tác dụng vào vật B ngược chiều, có độ lớn tác dụng vào vật C chiều, có độ lớn tác dụng vào hai vật khác D ngược chiều, có độ lớn tác dụng vào hai vật khác Câu 3: Cơng thức tính moment lực trục quay A M=F.d B M=Fd C M=dF D M=F2.d Câu 4: Hai lực ngẫu lực có độ lớn F = 5,0 N Cánh tay đòn ngẫu lực d = 20 cm Moment ngẫu lực là: A 100 N.m B 2,0 N.m C 0,5 N.m D 1,0 N.m Câu 5: Một lực F nằm mặt phẳng vng góc với trục quay không cắt trục quay Momen lực F trục quay đại lượng đặc trưng cho tác dụng làm quay lực quanh trục đo A tích lực tác dụng với cánh tay địn B tích tốc độ góc lực tác dụng C thương lực tác dụng với cánh tay đòn D thương lực tác dụng với tốc độ góc Câu 6: Trường hợp sau đây, lực có tác dụng làm cho vật rắn quay quanh trục? A Lực có giá song song với trục quay B Lực có giá cắt trục quay C Lực có giá nằm mặt phẳng vng góc với trục quay cắt trục quay D Lực có giá nằm mặt phẳng vng góc với trục quay khơng cắt trục quay Câu 7: Đơn vị moment lực gì? A N/m B N.m2 C N2.m D N.m Câu 8: Quy tắc moment lực: A dùng cho vật rắn có trục quay cố định B dùng cho vật rắn khơng có trục quay cố định C khơng dùng cho vật chuyển động quay D dùng cho vật rắn có trục cố định khơng cố định Câu 9: Điều kiện cân vật rắn có trục quay cố định A hợp lực tác dụng lên vật B momen trọng lực tác dụng lên vật C tổng momen lực làm vật quay theo chiều phải tổng momen lực làm vật quay theo chiều ngược lại D giá trọng lực tác dụng lên vật qua trục quay Câu 10: Moment lực trục quay A đại lượng đặc trưng cho tác dụng làm quay vật lực B đại lượng đặc trưng cho tác dụng làm vật chuyển động tịnh tiến C cặp lực có tác dụng làm quay vật D đại lượng đùng để xác định độ lớn lực tác dụng Câu 11: Chọn câu sai A Với cánh tay địn khơng đổi, lực lớn tác dụng làm quay lớn B Cánh tay đòn lớn tác dụng làm quay bé C Momen lực tác dụng vào vật quay quanh trục cố định làm thay đổi tốc độ góc vật D Mọi vật quay quanh trục có mức quán tính Câu 12: Moment lực lực trục quay độ lớn lực 5,5 N cánh tay đòn mét A 10 N B 10 N.m C 11 N D 11 N.m Câu 13: Dưới tác dụng lực F⃗ hình Thanh AB quay quanh điểm A Cánh tay đòn lực F⃗ trường hợp bao nhiêu? Biết AB = cm A cm B 4,33 cm C 2,5 cm D Một giá trị khác Câu 14: Một đồng chất có chiều dài L, trọng lượng 200 N, treo vật có trọng lượng 450 N vào hình Các lực F1→,F2→ tác dụng lên hai điểm tựa có độ lớn A 212 N; 438 N B 325 N; 325 N C 438 N; 212 N D 487,5 N; 162,5 N Câu 15: Một người nông dân dùng quang gánh, gánh thúng, thúng gạo nặng 30 kg, thúng ngơ nặng 20 kg Địn gánh có chiều dài 1,5 m Hỏi vai người nơng dân phải đặt điểm để đòn gánh cân bằng, vai chịu lực bao nhiêu? Bỏ qua trọng lượng đòn gánh lấy g = 10 m/s2 A Điểm đặt cách điểm treo thúng gạo 60 cm hợp lực có độ lớn 300 N B Điểm đặt cách điểm treo thúng gạo 60 cm hợp lực có độ lớn 500 N C Điểm đặt cách điểm treo thúng ngô 60 cm hợp lực có độ lớn 300 N D Điểm đặt cách điểm treo thúng ngơ 60 cm hợp lực có độ lớn 500 N Câu 16: Một người dùng búa dài 25 cm để nhổ đinh đóng thẳng đứng gỗ Biết lực tác dụng vào búa 180 N song song với mặt đất nhổ đinh Hãy tìm lực cản gỗ tác dụng lên đinh, biết trục quay tạm thời búa cách đinh khoảng cm A 500 N B 400 N C 200 N D 100 N Câu 17: Một vật rắn chịu tác dụng lực F⃗ quanh quanh trục, khoảng cách từ giá lực đến trục quay d Khi tăng lực tác dụng lên lần giảm d lần momen lực F⃗ tác dụng lên vật A Không đổi B Tăng hai lần C Tăng ba lần D Giảm ba lần Câu 18: Cho hai lực F1, F2 song song chiều nhau, cách đoạn 20 cm, với F1 = 15 N có hợp lực F = 25 N Xác định lực F2 cách hợp lực đoạn bao nhiêu? A F2 = 10 N, d2 = 12 cm B F2 = 30 N, d2 = 22 cm C F2 = N, d2 = 10 cm D F2 = 20 N, d2 = cm Câu 19: Biết F1 = 25 N, F2 = 10N, F3 = 10 N Moment lực hình vẽ: M(F1); M(F2); M(F3); trục quay A A -8 N.m; 8,5 N.m; B -0,8 N.m; 8,5 N.m; C N.m; 8,5 N.m; D 8,5 N.m; -8N.m; Câu 20: Một sắt AB dài, đồng chất, tiết diện đều, đặt bàn cho 14 chiều dài nhơ khỏi bàn Tại đầu nhô B, người ta đặt lực có độ lớn F hướng thẳng đứng xuống Khi lực đạt tới giá trị 40 N đầu bắt đầu bênh lên Tính khối lượng Lấy g = 10 m/s2 A kg B kg C kg D kg Câu 21: Một đường ống đồng chất có trọng lượng 100 N, chiều dài L, tựa điểm tựa hình vẽ Khoảng cách x phản lực FR điểm tựa tác dụng lên đường ống A x = 0,69L; FR = 800 N B x = 0,69L; FR = 400 N C x = 0,6L; FR = 552 N D x = 0,6L; FR = 248 N Câu 22: Một dây phơi căng ngang tác dụng lực T1 = 200 N lên cột Lực căng T2 dây chống bao nhiêu? Biết α=30o A 300 N C 500 N B 400 N D 600 N Đã duyệt Ngày 08/01/2023 Tổ phó chun mơn Nguyễn Văn Ngọc