Chương 3 ôn tập kiểm tra vật lý 10 chủ đề 12 cân bằng của vật rắn dưới tác dụng của 2 và 3 lực không song song trọng

Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 CHƯƠNG III CHỦ ĐỀ 12 TĨNH HỌC VẬT RẮN CÂN BẰNG CỦA VẬT RẮN DƯỚI TÁC DỤNG CỦA HAI LỰC VÀ CỦA BA LỰC KHÔNG SONG SONG TRỌNG TÂM A PHẦN LÍ THUYẾT Nêu điều kiện cân vật rắn tác dụng hai lực Xét trường hợp cân vật treo đầu dây vật rắn giá đỡ nằm ngang Hướng dẫn  Muốn cho vật rắn chịu tác dụng hai lực trạng thái hai lực phải cân nhau, tức hai lực phải giá, độ lớn ngược chiều: F1   F2  Cân vật treo đầu dây: Khi vật rắn treo đầu dây mềm trạng thái cân lực căng sợi dây trọng lực vật hai lực cân  Cân vật rắn giá đỡ nằm ngang: Khi vật nằm giá đỡ nằm ngang trọng lực vật phản lực giá đỡ tác dụng lên vật hai lực cân Trọng tâm vật rắn gì? Nêu cách xác định trọng tâm vật phẳng, mỏng Hướng dẫn  Trọng tâm vật rắn trùng với điểm đặt trọng lực tác dụng lên vật  Cách xác định trọng tâm vật rắn: -Trường hợp vật phẳng, mỏng có dạng hình học xác định trọng tâm trùng với tâm hình học vật -Trường hợp vật phẳng, mỏng có dạng bất kì, xác định thực nghiệm: Treo vật lần dây mảnh với điểm buộc dây khác nhau, trọng tâm vật giao điểm đường thẳng vẽ vật, chứa dây treo hai lần treo Trọng tâm vật rắn nằm ngồi phần vật chất vật khơng? giải thích trường hợp trọng tâm vòng nhẫn hình vành tròn, phân bố khối lượng? Hướng dẫn Được Sở dĩ trọng tâm nhẫn lại nằm phần vật chất vật nguyên tắc, trọng tâm vật rắn điểm đặt trọng lực tác dụng lên vật Mặt khác, điểm đặt trọng lực điểm đặt hợp lực tất thành phần trọng lực tác dụng lên tất phần vật chất nhỏ vật Như hiểu trường hợp nhẫn tròn có trọng tâm G nằm ngồi phần vật chất nhẫn tác dụng trọng lực đặt G thực chất tương đương với tác dụng thành phần trọng lực tác dụng lên tất phần vật chất nhỏ vật Mặt chân đế gì? Nêu điều kiện cân vật rắn có mặt chân đế Hướng dẫn  Mặt chân đế: Nếu vật rắn tiếp xúc với giá đỡ nhiều diện tích tách rời mặt chân đế hình đa giác lồi nhỏ chứa tất diện tích tiếp xúc  Điều kiện cân vật rắn có mặt chân đế đường thẳng đứng qua trọng tâm vật gặp mặt chân đế Nêu dạng cân vật rắn Mức vững vàng cân phụ thuộc vào yếu tố ? Hướng dẫn  Khi vật rắn cân bằng, ba trạng thái cân sau: - Khi vật bị lệch khỏi vị trí cân mà vật khơng thể tự trở vị trí cân ban đầu cân gọi cân không bền - Khi vật bị lệch khỏi vị trí cân mà vật tự trở vị trí cân ban đầu cân gọi cân bền http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 - Khi vật bị lệch khỏi vị trí cân bằng, sau thiết lập vị trí cân cân gọi cân phiếm định  Mức vững vàng cân phụ thuộc vào diện tích mặt chân đế độ cao trọng tâm: mặt chân đế có diện tích lớn trọng tâm vật rắn thấp cân có mức vững vàng cao Phát biểu quy tắc tổng hợp hai lực đồng quy Nêu điều kiện cân vật rắn tác dụng ba lực khơng song song Có khác điều kiện cân chất điểm vật rắn tác dụng ba lực không song song? Hướng dẫn  Quy tắc tổng hợp hai lực đồng quy: Muốn tổng hợp hai lực có giá đồng quy, trước hết ta phải trượt hai vectơ lực giá chúng đến điểm đồng quy áp dụng quy tắc hình bình hành để tìm hợp lực  Điều kiên cân vật rắn tác dụng ba lực không song song: Muốn cho vật chịu tác dụng ba lực F1 , F2 , F3 khơng song song trạng thái cân : - Ba lực phải có giá đồng phẳng đồng quy - Hợp lực hai lực phải cân với lực thứ ba: F1  F2   F3  Điểm khác nhau: Đối với chất điểm, ba lực khơng song song tác dụng lên chất điểm chắn ba lực đồng quy (điểm đồng quy trùng với chất điểm) nên điều kiện cân hợp lực hai lực cân với lực thứ ba đủ Trong đó, chất rắn, chịu tác dụng ba lực ba lực chưa đồng phẳng đồng quy nên phải có thêm điều kiện cần ba lực tác dụng lên vật rắn phải đồng phẳng đồng quy B PHẦN BÀI TẬP Một đen có khối lượng 14kg treo vào tường nhờ dây xích AB Muốn cho đèn xa tường người ta dùng chống, đầu tì vào tường đầu tì vào điểm B dây cho dây hợp với tường góc 60° Tính lực căng dây phản lực Lấy g = 10m/s2 Một vật có khối lượng m = 3,6kg giữ yên mặt phẳng nghiêng sợi dây song song với đường dốc hình 62 Biết lực căng dây 18N Tính góc nghiêng α phản lực mặt nghiêng tác dụng lên vật Lấy g = 10m/s2, ma sát không đáng kể Một giá treo bố trí hình 63: Thanh nhẹ AB tựa vài tường A, dây BC không dãn nằm ngang, B treo vật có khối lượng m Biết góc α = 45°, độ lớn phản lực tường tác dụng lên 24N Tìm khối lượng m sức căng T dây Lấy g = 10m/s2 Một cầu có trọng lượng 48N treo vào tường nhờ sợi dây Dây làm với tường góc α = 30° Bỏ qua ma sát chỗ tiếp xúc cầu tường Hãy xác định lực căng dây phản lực tường tác dụng lên cầu Hai mặt phẳng đỡ tạo với mặt phẳng nằm ngang góc α = 45° Trên hai mặt phẳng người ta đặt cầu đồng chất có khối lượng 1,2kg hình 64 a) Phân tích lực tác dụng lên cầu biểu diễn lực hình vẽ b) Hãy xác định áp lực cầu lên mặt phẳng đỡ Bỏ qua ma sát, lấy g = 10m/s2 Một đèn có khối lượng 1,4kg treo nhà sợi dây Dây chịu lực căng lớn 15N a) Có thể treo đèn vào đầu dây không? Nếu được, lực căng dây lúc bao nhiêu? b) Người ta treo đèn cách khác: Luồng sợi dây qua móc hai đầu dây gắn chặt trần nhà hình 65 Hai nửa sợi http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 dây có chiều dài làm với góc 60° Hỏi cách làm có lợi cho sức bền sợi dây hay khơng? Hãy giải thích Một vật khối lượng m = 8kg nằm cân mặt phẳng nghiêng có góc nghiêng α= 30° Lấy g = 10m/s2 a) Hãy phân tích vẽ lực tác dụng lên vật để thấy rõ điều kiện: " Hợp lực hai lực phải cân với lực thứ ba " b) Tìm độ lớn phản lực pháp tuyến lực ma sát nghỉ mặt nghiêng tác dụng lên vật C HƯỚNG DẪN VÀ ĐÁP SỐ Điểm B đứng cân tác dụng lực: Trọng lực P đèn; sức căng T dây AB; phản lực đàn hồi F BC hình 66 Điều kiện cân bằng: P  T  F  P 140 Lực căng dây: T = = = 280N cos60° 0,5 Phản lực tường: F = P.tan60° = 140 N Các lực tác dụng lên vật biểu diễn hình 67 Vật cân nên: P  N  T  a) Lực căng dây: T = mgsinα T 18  sin     0,5    30 mg 3, 6.10 b) Phản lực mặt nghiêng: N = mgcosα = 3,6.10 = 31,14N Các lực tác dụng lên AB (tại B) hình 68 Điều kiện cân bằng: P  N  T  Từ hệ thức lượng tam giác vuông thu được: N cosα Trọng lực P = mg = Ncosα  m = g 2  1, 69kg Thay số ta được: m = 10 Vì α = 45° nên lực căng dây T = P =mg = 16,9N Quả cầu cân tác dụng lực: Trọng lực P , sức căng T dây treo phản lực N tường hình 69 Vì cầu cân nên ta có: P  T  N  P 48 Từ hình vẽ ta có: T = = = 55,49N cos Phản lực: N = Tsinα = 48.sin30° = 24N a) Các lực tác dụng lên cầu cầu biểu diễn hình 70 b) Quả cầu cân nên: P  N1  N  Chú ý α = 45° nên: P mg 1, 2.10 N1  N     8,51N 2 a) Treo 24 http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 Khi treo đèn đầu dây muốn cho đèn cân lực căng dây phải có độ lớn trọng lượng đèn: T = P = 1,4.10 = 14N Vì lực căng T = 14N < Tmax = 15N nên dây không bị đứt b) Các lực tác dụng lên đèn (vẽ điểm đồng quy) hình 71 Đèn cân nên: P  T1  T2  Vì góc hợp hai dây 60° nên: P 14 T1  T2    8,1N cos 30 2 Rõ ràng treo cách này, lực căng dây treo nhỏ so với trường hợp câu a, điều làm cho dây bền a) Các lực tác dụng lên vật gồm trọng lực P , phản lực pháp tuyến N ma sát nghỉ Fmsn Khi vật cân P  N  Fmsn  (hình 72) = 69,2N Lực ma sát nghỉ: Fmsn = Psinα = 8.10.0,5 = 40N b) Phản lực pháp tuyến: N = Pcosα = 8.10 http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word ... hợp lực  Điều kiên cân vật rắn tác dụng ba lực không song song: Muốn cho vật chịu tác dụng ba lực F1 , F2 , F3 không song song trạng thái cân : - Ba lực phải có giá đồng phẳng đồng quy - Hợp lực. .. trọng tâm vật rắn thấp cân có mức vững vàng cao Phát biểu quy tắc tổng hợp hai lực đồng quy Nêu điều kiện cân vật rắn tác dụng ba lực khơng song song Có khác điều kiện cân chất điểm vật rắn tác. .. điều kiện cân hợp lực hai lực cân với lực thứ ba đủ Trong đó, chất rắn, chịu tác dụng ba lực ba lực chưa đồng phẳng đồng quy nên phải có thêm điều kiện cần ba lực tác dụng lên vật rắn phải đồng