Đang tải... (xem toàn văn)
Web conhungcute com Youtube Cô Nhung Cute Chương 5 MOMENT LỰC ĐIỀU KIỆN CÂN BẰNG BÀI 13 TỔNG HỢP LỰC – PHÂN TÍCH LỰC I Tóm tắt lý thuyết Tổng hợp lực a Định nghĩa là thay thế các lực tác dụng đồng thờ[.]
Web: conhungcute.com Youtube: Cô Nhung Cute Chương MOMENT LỰC - ĐIỀU KIỆN CÂN BẰNG BÀI 13 TỔNG HỢP LỰC – PHÂN TÍCH LỰC I Tóm tắt lý thuyết Tổng hợp lực a Định nghĩa: thay lực tác dụng đồng thời vào vật lực có tác dụng giống hệt lực Lực thay gọi hợp lực b Qui tắc hình bình hành: Nếu hai lực đồng qui làm thành hai cạnh hình bình hành, đường chéo kể từ điểm đồng qui biểu diễn hợp lực chúng ⃗ F =⃗ F 1+ ⃗ F2 Độ lớn lực: F=√ F21 + F 22+2 F F cos α F 1,⃗ F 2) với = (⃗ c Các trường hợp đặc biệt: ¿ F=F 1+ F ⃗ ⃗ (α = 0°)α = 0°)): - Nếu F ↑ ↑ F ¿⃗ F ↑↑ ⃗ F1 ↑↑ ⃗ F2 { - Nếu ⃗ F1↑ ↓⃗ F (α = 0°)α = 180°)): ¿ F=|F1−F 2| ⃗ ⃗ ⃗ ⃗ ¿ ¿ F ↑ ↑ F k h i F > F2 ⃗2 k h i ⃗ ¿⃗ F↑↑F F >⃗ F1 {[ ⇒|F 1−F 2|≤ F ≤ F1 + F F1⊥ ⃗ F2 - Nếu ⃗ (α = 0°)α = 90°)): F=√ F21 +F 22 - Nếu F1 = F2: F = 2F1cos α F cho gốc trùng với d Quy tắc tam giác lực: Ta tịnh tiến vecto lực ⃗ vecto lực ⃗ F Hình a Khi này, vecto lực tổng hợp ⃗ F t vecto nối gốc ⃗ F với ⃗ F2 - Khi vật chịu tác dụng nhiều hai lực Ta áp dụng cách liên tiếp quy tắc tam giác lực để tìm hợp lực Quy tắc gọi quy tắc đa giác lực Cô Nhung Cute 0972464852 Web: conhungcute.com Youtube: Cô Nhung Cute Minh họa cách tổng hợp lực bằng: a) quy tắc tam giác lực; b) quy tắc đa giác lực Phân tích lực Định nghĩa: thay lực hai hay nhiều lực có tác dụng giống hệt lực Các lực thay gọi lực thành phần Chú ý: Khi lực tác dụng lên vật thường ta phân tích lực theo phương Ox Oy Hợp lực hai lực song song cùng chiều: Hợp lực hai lực song song cùng chiều là một lực: - Song song, chiều với lực thành phần - Độ lớn: F = F1 + F2 - Có giá nằm mặt phẳng hai lực thành phần, chia khoảng thành đoạn cách hai giá hai lực song song tỉ lệ nghịch với độ lớn hai lực ấy: F1 d2 = F2 d1 Thí nghiệm: Tổng hợp hai lực đồng quy Cô Nhung Cute 0972464852 Web: conhungcute.com Youtube: Cô Nhung Cute a Dụng cụ: - Một số lực kế (α = 0°)1) có giới hạn đo 5N, lị xo (α = 0°)2) có độ cứng phù hợp - Bảng từ (α = 0°)3) - Thước ê ke ba chiều, thước đo góc (α = 0°)4) gắn bảng từ - Dây nối ba nhánh (α = 0°)5) nhẹ, không dãn - Nam châm (α = 0°)6) b Các bước tiến hành thí nghiệm: Bước 1: Bố trí thí nghiệm hình vẽ Lưu ý: Hiệu chỉnh lực kế cho chưa đo kim chỉ nằm vạch số 0; móc đầu lị xo vào chốt đế nam châm gắn bảng từ; móc hai lực kế gắn lên bảng vào đầu lò xo nhờ sợi dây ba nhánh Bước 2: Kéo hai lực kế hai phía cho lị xo dãn đoạn (α = 0°)trong giới hạn đàn hồi) Bước 3: Đặt thước đo góc lên bảng từ cho tâm thươc nằm vị trí giao ba nhánh dây Lưu ý, dùng ê ke ba chiều để chỉnh dây nối lị xo có phương trùng với vạch số Bước 4: Đo góc hợp bới hai nhánh dây nối với lực kế, đọc số chỉ đo hai lực kế F 1, F2 Ghi số liệu vào mẫu Lần đo (độ)độ) F1 (độ)N) F2 (độ)N) F (độ)N) Bước 5: Bỏ bớt lực kế, canh chỉnh lực kế cịn lại cho vị trí giao ba nhánh dây trở lại tâm thước dây nối lị xo có phương trùng với vạch số ban đầu Đọc số chỉ F lực kế ghi vào bảng mẫu phía F1, ⃗ F2 , ⃗ F theo tỉ xích xác định Ta chứng minh ⃗ Dựa vào bảng số liệu, biểu diễn ⃗ F nằm đường chéo hình bình hành với hai cạnh hai lực thành phần c Tổng hợp lực theo cách khác: Bước 1: Làm thí nghiệm hình 5.6 Bước 2: Biểu diễn lực F1, F2, F lên điểm đồng quy theo tỉ lệ xích thích hợp Bước 3: Vẽ ⃗ F ' cân với ⃗ F Ta chứng minh ⃗ F nằm đường chéo hình bình hành với hai cạnh hai lực thành phần Thí nghiệm: Tổng hợp hai lực song song cùng chiều a Dụng cụ: - Một thước nhôm nhẹ (α = 0°)1) có có độ chia đến mm, có móc treo di chuyển - Các quả cân (α = 0°)2) có khối lượng 50g - Hai lị xo (α = 0°)3) - Bảng từ, nam châm (α = 0°)4) - Thước định vị (α = 0°)5) Cô Nhung Cute 0972464852 Web: conhungcute.com Youtube: Cô Nhung Cute b Các bước tiến hành thí nghiệm: Bước 1: Bố trí thí nghiệm hình vẽ Gắn hai đầu thước nhơm nhẹ với hai lò xo treo lên bảng từ hai nam châm Bước 2: Treo vào hai điểm A, B hai đầu thước nhôm số quả cân (α = 0°)khối lượng bên khác nhau) Đánh dấu vị trí cân thước nhờ vào ê ke ba chiều Ghi giá trị trọng lượng PA, PB quả cân bên vào bảng Chọn PA = ………N; PB = ………N Lần đo Trung bình OA (độ)cm) OB (độ)cm) Bước 3: Treo quả cân vào vị trí thước AB (α = 0°)số lượng quả cân vị trí treo co thể thay đổi) cho thước trở lại vị trí đánh dấu lúc đầu Đo giá trị OA OB thước ghi theo mẫu Thực thí nghiệm lần ghi số liệu theo mẫu Ta chứng minh được: ´ F A BO d2 = = ´ F B AO d II Bài tập ơn luyện lí thuyết Câu 1: Chọn từ thích hợp điền vào chỗ trống a Tổng hợp lực lực tác dụng đồng thời vào vật có tác dụng lực Lực thay gọi b Phân tích lực ……………… lực ………………………… có tác dụng ……………… lực Các lực thay gọi ……………………… c Với quy tắc hình bình hành: Nếu hai lực đồng qui làm thành , kể từ điểm đồng qui biểu diễn chúng F cho ……… trùng với d Với quy tắc tam giác lực: Ta tịnh tiến vecto lực ⃗ ……… ……………… Khi này, vecto lực tổng hợp ⃗ F vecto nối ……………… với ……………… e Hợp lực hai lực song song chiều , với lực thành phần, độ lớn: f Hợp lực hai lực song song chiều có giá nằm hai lực thành phần, chia khoảng cách hai giá hai lực song song thành với độ lớn hai lực ấy: F1 d2 = F2 d1 Lời giải: a thay thế; lực; giống hệt; hợp lực b thay thế; hai hay nhiều lực; giống hệt; lực thành phần Cô Nhung Cute 0972464852 Web: conhungcute.com Youtube: Cơ Nhung Cute c hai cạnh; hình bình hành; đường chéo; hợp lực F 1; gốc ⃗ F 1; ⃗ F2 d gốc; ngọn; vecto lực ⃗ e lực song song, chiều; F = F1 + F2 f mặt phẳng; những đoạn tỉ lệ nghịch Câu 2: Hãy nối trường hợp đặt biệt hợp lực cột A với cơng thức tính tương ứng cột B CỘT A CỘT B ⃗ F1⊥ ⃗ F2 F = 2F1cos ⃗ F1↑ ↑⃗ F2 α F=√ F21 + F 22 F1 = F2 F = F + F2 ⃗ F1↑ ↓⃗ F2 F = |F1 - F2| Lời giải: – b; – c; – a; 4-d Câu 3: Hãy ghép dụng cụ thí nghiệm tổng hợp hai lực đồng quy tương ứng với tên gọi nó: a Thước đo góc b Dây nối ba nhánh nhẹ, khơng dãn c Một số lực kế d Nam châm e lị xo có độ cứng phù hợp f Bảng từ Lời giải: a - (α = 0°)4) b - (α = 0°)5) c - (α = 0°)1) d - (α = 0°)6) e - (α = 0°)2) f - (α = 0°)3) Câu 4: Sắp xếp thứ tự bước tiến hành thí nghiệm tổng hợp hai lực đồng quy: a Đặt thước đo góc lên bảng từ cho tâm thươc nằm vị trí giao ba nhánh dây Lưu ý, dùng ê ke ba chiều để chỉnh dây nối lị xo có phương trùng với vạch số b Bỏ bớt lực kế, canh chỉnh lực kế cịn lại cho vị trí giao ba nhánh dây trở lại tâm thước dây nối lị xo có phương trùng với vạch số ban đầu Đọc số chỉ F lực kế ghi vào bảng mẫu phía c Bố trí thí nghiệm hình vẽ Lưu ý: Hiệu chỉnh lực kế cho chưa đo kim chỉ nằm vạch số 0; móc đầu lị xo vào chốt đế nam châm gắn bảng từ; móc hai lực kế gắn lên bảng vào đầu lò xo nhờ sợi dây ba nhánh F1, ⃗ F2 , ⃗ F theo tỉ xích xác định Ta chứng minh ⃗ d Dựa vào bảng số liệu, biểu diễn ⃗ F nằm đường chéo hình bình hành với hai cạnh hai lực thành phần Cô Nhung Cute 0972464852 Web: conhungcute.com Youtube: Cô Nhung Cute e Kéo hai lực kế hai phía cho lị xo dãn đoạn (α = 0°)trong giới hạn đàn hồi) f Đo góc hợp bới hai nhánh dây nối với lực kế, đọc số chỉ đo hai lực kế F 1, F2 Ghi số liệu vào mẫu Bảng số liệu Lần đo (độ)độ) F1 (độ)N) F2 (độ)N) F (độ)N) Lời giải: c – e – a – f – b – d Câu 5: Hãy ghép dụng cụ thí nghiệm tổng hợp hai lực song song chiều tương ứng với tên gọi nó: a Nam châm b Một thước nhơm nhẹ có móc treo di chuyển c Thước định vị d Hai lò xo e Các quả cân có khối lượng 50g Lời giải: a - (α = 0°)4) b - (α = 0°)1) c - (α = 0°)5) d - (α = 0°)3) e - (α = 0°)2) Câu 6: Sắp xếp thứ tự bước tiến hành thí nghiệm tổng hợp hai lực song song chiều: c Bố trí thí nghiệm hình vẽ Gắn hai đầu thước nhơm nhẹ với hai lò xo treo lên bảng từ hai nam châm a Treo vào hai điểm A, B hai đầu thước nhôm số quả cân (α = 0°)khối lượng bên khác nhau) Đánh dấu vị trí cân thước nhờ vào ê ke ba chiều Ghi giá trị trọng lượng PA, PB quả cân bên vào bảng d Treo quả cân vào vị trí thước AB (α = 0°)số lượng quả cân vị trí treo co thể thay đổi) cho thước trở lại vị trí đánh dấu lúc đầu Đo giá trị OA OB thước ghi theo mẫu b Thực thí nghiệm lần ghi số liệu theo mẫu Ta chứng minh được: ´ F A BO d = = ´ F B AO d1 Bảng số liệu Chọn PA = ………N; PB = ………N Lần đo OA (độ)cm) OB (độ)cm) Lời giải: Trung bình Cơ Nhung Cute 0972464852 Web: conhungcute.com Youtube: Cô Nhung Cute c – a – d – b III Bài tập phân dạng DẠNG 1: TỔNG HỢP CÁC LỰC ĐỒNG QUY A Bài tập tự luận Bài 1: Tại lực đẩy người bố hình 13.1b có tác dụng lực đẩy hai anh em? Lời giải: Lực đẩy người bố hình có tác dụng lực đẩy hai anh em người bố khỏe, lực đẩy bố tổng lực đẩy hai anh em cộng lại Bài 2: Dựa vào Hình 13.2, nêu cách xác định độ lớn chiều hợp lực hai trường hợp: a Vật chịu tác dụng hai lực phương, chiều (α = 0°)Hình 13.2a) b Vật chịu tác dụng hai lực phương, ngược chiều (α = 0°)Hình 13.2b) Lời giải: - Hình 13.2a: Vật chịu tác dụng hai lực phương, chiều nên lực tổng hợp phương, chiều với hai lực thành phần có độ lớn tổng hai lực thành phần cộng lại: F = F1 + F2 = N Cô Nhung Cute 0972464852 Web: conhungcute.com Youtube: Cơ Nhung Cute - Hình 13.2b: Vật chịu tác dụng hai lực phương, ngược chiều nên lực tổng hợp có chiều giống với lực thành phần có độ lớn lớn Độ lớn: F = |F1 − F2| = 2N Bài 3: Cho hai lực đồng quy có độ lớn F1 = 6N F2 = 8N Nếu hợp lực có độ lớn F = 10N F ⃗ F bao nhiêu? Vẽ hình minh họa góc hai lực ⃗ Lời giải: Ta thấy: 102 = 62 + 82 ⇒ F2 = F21 + F22 F1 ⃗ F Suy ⃗ Bài 4: Giả sử lực kéo tàu kéo đầu có độ lớn 8000 N góc hai dây cáp 300 a Biểu diễn lực kéo tàu hợp lực tác dụng vào tàu chở hàng b Tính độ lớn hợp lực hai lực kéo c Xác định phương chiều hợp lực d Nếu góc hai dây cáp 900 hợp lực hai lực kéo có phương, chiều độ lớn nào? Lời giải: a Biểu diễn lực kéo tàu hợp lực tác dụng vào tàu trở hàng : b Độ lớn hợp lực là: F=√ F21 + F 22+2 F F cos α F=√ 80002 +80002 +2.8000 8000 cos 30 ⇔ F = 15455 (α = 0°)N) c Hợp lực có: - Chiều: hướng phía trước F góc 150 - Phương: hợp với ⃗ d Nếu góc hai dây cáp 900 hợp lực có: - Phương: xiên - Chiều hướng sang trái phải - Độ lớn: F=√ F21 + F 22=8000 √ Bài 5: Một ô tô chịu lực F1 = 400N hướng phía trước lực F2 = 300N hướng phía sau (α = 0°)Hình 13.6) Hỏi hợp lực tác dụng lên tơ có độ lớn hướng phía nào? Cô Nhung Cute 0972464852 Web: conhungcute.com Youtube: Cô Nhung Cute Lời giải: Sử dụng quy tắc tổng hợp hai lực phương, ngược chiều F1↑ ↓⃗ F ⇒ F = |F1 − F2| = |400 − 300| = 100 N Ta thấy: ⃗ Và có chiều hướng phía trước Bài 6: Ngày 23-3-2021, siêu tàu Ever Given (α = 0°)E-vơ Ghi-vòn), mang cờ Panama (α = 0°)Pa-na-ma), bị mắc cạn kênh đào Suez, làm tê liệt tuyến vận tải hàng hải quan trọng bậc giới Để giải cứu tàu dài 400 m, rộng 59 m, chở 224 nghìn hàng hóa, người ta phải huy động tàu lai dắt để kéo mũi tàu Ever Given trở lại đường lưu thông qua kênh đào Các tàu lai dắt không chuyển động hướng hợp lực kéo chúng giúp kéo mũi tàu Ever Given khỏi điểm mắc cạn Vì vậy? Lời giải: Các tàu lai dắt không chuyển động hướng hợp lực kéo chúng giúp kéo mũi tàu Ever Given khỏi điểm mắc cạn độ lớn hợp lực tổng hợp độ lớn lực tàu lai dắt theo quy tắc hình bình hành hướng thẳng phía trước Bài 7: Biểu diễn quy tắc cộng vectơ cho trường hợp lực F2 ngược chiều với lực F1 F1 > F2 F1 < F2 Lời giải: - TH1: F1 > F2 - TH2: F1 < F2 Bài 8: Xác định độ lớn hướng hợp lực F cách dựng vectơ lực P lực F đ tỉ lệ Đối chiếu với kết quả tính Cô Nhung Cute 0972464852 Web: conhungcute.com Youtube: Cô Nhung Cute Lời giải: Trùng với kết quả tính Bài 9: Xác định hợp lực hai tàu kéo trường hợp mơ tả hình 5.2 Coi độ lớn lực kéo hai tàu nhau, 16.103 N góc hai lực kéo 600 Lời giải: Độ lớn hợp lực là: F=√ F21 + F 22+2 F F cos α √ 2 F= ( 16.10 ) + ( 16.103 ) +2 ( 16 103 ) cos 60 ⇔ F = 27713 (α = 0°)N) 10 Cô Nhung Cute 0972464852