Soạn 26/11/2022 BUỔI 12 : TỔNG HỢP VÀ PHÂN TÍCH LỰC I Mục tiêu Về kiến thức: - Nêu quy tắt tổng hợp phân tích lực - Phát biểu quy tắt hình bình hành Vẽ hình vẽ thể quy tắc - Nêu khái niệm lực cân bằng, không cân Về lực - Dùng hình vẽ, tổng hợp lực mặt phẳng.t phẳng - Dùng hình vẽ, phân tích lực thành lực thành phần vng góc - Mơ tả ví dụ thực tế lực nhau, không Về phẩm chất - Có thái độ hứng thú học tập - Có ý thức tìm hiểu liên hệ tượng thực tế liên quan - Có tác phong làm việc nhà khoa học II Tóm tắt kiến thức A TỔNG HỢP LỰC Tổng hợp lực phép 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 F F1 F2 Tổng hợp hai lực phương a) Hai lực phương, chiều Hai lực phương, chiều làm tăng tác dụng lên vật Hợp lực hai lực phương, chiều lực phương, chiều với hai lực thành phần, có độ lớn F F1 F2 b) Hai lực phương, ngược chiều Hai lực phương, ngược chiều làm hạn chế triệt tiêu tác dụng lên vật Hợp lực hai lực phương, chiều lực phương chiều với lực thành phần có độ lớn lớn lực thành phần cịn lại, có độ lớn F F1 F2 Tổng hợp hai lực đồng quy – Quy tắc hình bình hành F ,F Xét hai lực đồng đồng quy hợp thành góc Biểu diễn vecto lực F tổng hợp quy tắc hình bình hành Độ lớn hợp lực F F12 F22 F1F2 cos F Hướng hợp lực so với lực F22 F F12 F F1 cos cos F F12 F22 F F1 F F2 90 - Trường hợp hai lực Độ lớn hợp lực F F12 F22 F Hướng hợp lực so với lực cos - Trường hợp Độ lớn hợp lực F1 F F1 F2 F 2 F1 cos Muốn vật chịu tác dụng nhiều lực đứng cân hợp lực lực tác dụng phải khơng KIỆN CÂN BẰNG B lên nóĐIỀU CHÚ Ý F F1 F2 F3 0 Nếu vật chịu tác dụng hai lực cân thì: - Hai lực tác dụng vào vật - Cùng phương, ngược chiều - Có độ lớn C PHÂN TÍCH LỰC Phân tích lực phép thay lực hai lực thành phần vng góc với nhau, có tác dụng giống hệt lực Các bước phân tích lực: + Bước 1: Vẽ giản đồ biểu diễn lực tác dụng lên vật + Bước 2: Chọn hệ trục tọa độ Oxy, trục Ox thường trùng với hướng chuyển động + Bước 3: Phân tích lực tác dụng vào vật thành thành phần vng góc Bài tập ví dụ Ví dụ : Cho hai lực đồng quy có độ lớn F1 = 40 N, F2 = 30 N Hãy tìm độ lớn hợp lực a) F1 F2 hợp với góc 00 ? b) F1 F2 hợp với góc 1800 ? c) F1 F2 hợp với góc 900 ? d) F1 F2 hợp với góc 60 ? Hướng dẫn giải a) F F1 F2 40 30 70 N b) F F1 F2 40 30 10 N c) F F12 F22 402 302 50 N d) F F12 F22 F1 F2 cos 600 402 302 2.40.30.cos 600 10 37 N F 3 N F 4 N Ví dụ : Cho hai lực đồng quy có độ lớn Nếu hợp lực có độ lớn F 5 N góc hai lực F1 F2 ? Vẽ hình minh họa Hướng dẫn giải - Ta có: F F12 F22 F1 F2 cos cos F F12 F22 52 32 42 0 F1F2 2.3.4 900 Ví dụ : Giải sử lực kéo tàu 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) Nếu góc hai dây cáp 900 hợp lực hai lực kéo có phương, chiều độ lớn ? Hướng dẫn giải b) Vì F1 F2 8000 N F 2 F1 cos nên độ lớn hợp lực 300 2.8000cos 15454 N 2 c) Khi góc 90 độ lớn hợp lực F 2 F1 cos 900 2.8000.cos 8000 N 2 F - Khi đó, vecto lực tổng hợp F tạo với góc cos F1 450 F Ví dụ : Một bóng bàn rơi Có hai lực tác dụng vào bóng: trọng lực P 0, 04 N theo phương thẳng đứng hướng xuống lực đẩy gió theo phương ngang hướng hợp lực F Fđ 0,03N (hình vẽ) Xác định độ lớn Hướng dẫn giải F - Hai lực đ P vng góc với nên độ lớn hợp lự F P Fñ2 0, 042 0, 032 0, 0, N - Góc hợp lực F trọng lực P cos P 0, 04 360 F 0, 05 Ví dụ : Một chất điểm chịu tác dụng đồng thời F ,F ,F ba lực hình vẽ Biết độ lớn lực F1 5 N , F2 2 N , F3 3 N Tìm độ lớn hợp lức tác dụng lên chất điểm Hướng dẫn giải F F - Vì hai lực phương ngược chiều nên: F13 F1 F3 2 N F F - Hai lực 13 có phương vng góc nên: F F132 F22 22 22 2 N Ví dụ : Một chất điểm chịu tác dụng ba lực đồng phẳng Biết ba lực đơi tạo với góc 120 độ lớn lực F1 F2 5 N F3 10 N ; Tìm độ lớn hợp lực tác dụng lên chất điểm Hướng dẫn giải F F - Độ lớn hợp lực hai lực là: F12 2 F1 cos 1200 2.5cos 600 5 N F F2 F12 5 N F12 , F1 60 - Suy ra: F - Do đó, góc 12 , F3 1800 F F 12 nên hai vecto phương ngược chiều - Lực tổng hợp tác dụng lên chất điểm là: F F3 F12 10 5 N - Ví dụ 7: Kéo thùng hàng lực F hợp với phương ngang góc Phân tích lực F thành hai lực thành phần + Hướng dẫn: - Chọn hệ trục Oxy hình vẽ F F F F F x y - Phân tích lực F thành hai thành phần x y , đó: Về độ lớn, ta có Fx F cos Fy F sin - Ví dụ 8: Xét khối gỗ trượt từ đỉnh mặt phẳng nghiêng xuống mặt đất Biết góc mặt phẳng nghiêng phương ngang Phân tích trọng lực tác dụng lên vật thành hai thành phần + Hướng dẫn: - Chọn hệ trục Oxy hình vẽ - Phân tích trọng lực Py P Py P x thành hai thành phần Thành phần có tác dụng nén vật theo phương vng góc với mặt phẳng P nghiêng, thành phần x có tác dụng kéo vật trượt theo mặt phẳng nghiêng xuống - Về độ lớn, ta có: Px P sin Py P cos Ví dụ : Một bóng đèn treo dây nằm ngang làm dây bị võng xuống Biết trọng lượng đèn 100N góc hai nhánh dây 1500 a) Xác định biểu diễn lực tác dụng lên đèn b) Tìm lực căng nhánh dây Hướng dẫn giải b) Vì bóng đèn nằm cân nên: T1 T2 P 0 - Điểm treo bóng đèn nằm dây, đó: T T - Độ hợp lực là: T12 2T cos T1 T2 T 1500 2T cos 750 - Từ điều kiện cân bằng, ta có: T12 P 2T cos 750 T P 100 193, N cos 75 cos 750 Ví dụ 10 : Một vật treo vào sơi dây nằm cân mặt phẳng nghiêng hình vẽ Biết vật có trọng lực P = 80N, 30 Lực căng dây ? Hướng dẫn giải - Chọn hệ trục Oxy hình vẽ - Vật nằm cân mặt phẳng nghiêng nên: T P N 0 (1) - Chiếu (1)/Ox ta có: T Px 0 T P sin 80.sin 300 40 N Ví dụ 11 : Một vật có trọng lượng 20N treo vào vòng nhẫn O (coi chất điểm) Vòng nhẫn giữ yên hai dây OA OB Biết dây OA nằm ngang dây OB hợp với phương thẳng đứng góc 45 Tìm lực căng dây OA OB Hướng dẫn giải - Chọn hệ trục Oxy hình vẽ - Vịng nhẫn giữ cân O nên: TOA TOB P 0 1 - Chiếu (1)/Oy, ta có: TOB ( y ) P 0 T cos 450 P TOB P 20 N cos 450 - Chiếu (1)/Ox, ta có: TOB ( x ) TOA 0 TOA TOB sin 450 20 N Ví dụ 12 : Người ta treo đèn trọng lượng P = 3N vào giá đỡ gồm hai cứng nhẹ AB AC hình vẽ Biết 600 g 10m / s Hãy xác định độ lớn lực mà bóng đèn tác dụng lên AB Hướng dẫn giải - Chọn hệ trục Oxy hình vẽ - Bóng đen nằm cân nên: P T1 T2 0 (1) - Chiếu (1)/Oy, ta có: T1 y P 0 T1 cos P T1 - Chiếu (1)/Ox, ta có: P 6 N cos 600 T1x T2 0 T2 T1 sin 6.sin 600 3 N Bài tập trắc nghiệm Câu 1: Độ lớn hợp lực hai lực đồng qui hợp với góc α là: A F =F + F +2 F F F=F +F +2 F F Câu 2: Câu 3: cosα B F =F + F −2 F F2 F cosα =F + F 22 −2 F F2 1 2 cosα C D Có hai lực đồng qui có độ lớn 9N 12N Trong số giá trị sau đây, giá trị độ lớn hợp lực? A 25N B 15N C 2N D 1N F F F F F F1 F2 Có hai lực đồng quy Gọi góc hợp và F F1 F2 thì: Nếu A = 00 Câu 4: B = 900 C = 1800 D 0< < 900 F F F F F F1 F2 2 Có hai lực đồng quy Gọi góc hợp và Nếu F F1 F2 thì: Câu 5: Câu 6: Câu 7: A = 00 B = 900 C = 1800 D 0< < 900 Cho hai lực đồng qui có độ lớn 600N.Hỏi góc lực hợp lực có độ lớn 600N A = 00 B = 900 C = 1800 D 120o F F F F F F1 F2 Có hai lực đồng quy Gọi góc hợp và F F12 F22 Nếu thì: A = B = 900 C = 1800 D 0< < 900 Cho hai lực đồng qui có độ lớn F = F2 = 30N Góc tạo hai lực 120 o Độ lớn hợp lực: A 60N Câu 8: B 30 N Hai lực F1 = F2 hợp với góc C 30N D 15 N Hợp lực chúng có độ lớn: .C F= 2F1Cos F 2 F1 cos A F = F1+F2 B F= F1-F2 D Câu 9: 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 Câu 10: Hợp lực hai lực có độ lớn 3N 4N có độ lớn 5N Góc hai lực bao nhiêu? A 900 B 600 C 300 D 450 Câu 11: Cho hai lực F1 F2 đồng quy Điều kiện sau để độ lớn hợp lực hai lực tổng F1 F2 ? A Hai lực song song ngược chiều B Hai lực vng góc C Hai lực hợp với góc 60 D Hai lực song song chiều Câu 12: Hai lực trực đối cân là: A tác dụng vào vật B không độ lớn C độ lớn khơng thiết phải giá D có độ lớn, phương, ngược chiều tác dụng vào hai vật khác Câu 13: Hai lực cân có : A hướng B phương C giá D độ lớn Câu 14: Phát biểu sau nói mối quan hệ hợp lực F , hai lực F1 F A F không F1 F2 B F không nhỏ F1 F2 C F luôn lớn F1 F2 D Ta ln có hệ thức F1 F2 F F1 F2 Câu 15: Điều sau sai nói đặc điểm hai lực cân bằng? A Cùng chiều B Cùng giá C Ngược chiều D Cùng độ lớn Câu 16: 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 Câu 17: Cho hai lực đồng quy có độ lớn N 12 N Giá trị hợp lực giá trị giá trị sau đây? A 19 N B N C 21 N D N F F 10 N Góc hai vecto Câu 18: Chất điểm chịu tác dụng đồng thời hai lực lực 300 Hợp lực hai lực có độ lớn A 19,3 N B 9,7 N C 17,3 N D 8,7 N Câu 19: Một chất điểm có lượng P đặt mặt phẳng nghiên góc so với phương ngang Áp lực chất điểm lên mặt phẳng nghiêng A P B P sin C P cos D Câu 20: Gọi F1, F2 độ lớn hai lực thành phần, F độ lớn hợp lực chúng Câu sau đúng? A F không nhỏ F1 F2 B F không F1 F2 C F luôn lớn F1 F2 D Trong trường hợp: F1 F2 F F1 F2 BẢNG ĐÁP ÁN Câu 1: A Câu 6: B Câu 11: D Câu 16: B Câu 2: B Câu 7: C Câu 12: A Câu 17: C Câu 3: A Câu 8: D Câu 13: A Câu 18: A Câu 4: C Câu 9: A Câu 14: D Câu 19: C Câu 5:D Câu 10: C Câu 15: A Câu 20: D