Vật lý 10 chương 3 đề bài

CHUONG CAN BANG VA CHUYEN DONG CUA VAT RAN BAI CAN BANG CUA VAT RAN DUOI TAC DUNG CUA HAI LUC MUC TIEU Viết điều kiện cân băng vật rắn tác dụng hai lực không song song im" œx Ï Trình bày cách xác định trọng tâm vật trường hợp ESS Trình bày điêu kiện cần băng vật có mặt chân đê Trình bày dạng cân Vận dụng kiến thức lí thuyết dé giải tập liên quan I LÍ THUYÉT TRỌNG TÂM Cân băng vật răn tác dụng hai lực , _ Giả sử vật răn chịu tác dụng hai lực F _ Điều kiện cân „ „ vật rắn chịu tác dụng va E; Muôn vật ran E hai lực F, trạng thái cân băng hai lực phải giá, độ lớn ngược chiều: E =—E, “II ca F, =-F, * Cân vật treo đầu đây: Khi vật răn treo đầu dây mềm trạng thái cân bang lực căng sợi dây trọng lực vật hai lực cân T=-P ^ * A “¿ A ~ * ` A > A ự ~ > ` P * Cân băng vật răn giá đỡ năm ngang: Khi vật năm giá đỡ năm ngang trọng lực vật va phan luc cua gia đỡ tác dụng lên vật hai lực cân băng N=- ` Trọng tâm vật răn N | du Trọng tâm vật ran trùng với điểm đặt trọng lực tác dụng lên vật Cách xác định trọng tâm vật ran: Trường hợp vật phăng, mỏng có dạng hình học xác định trọng tâm trùng với tâm hình học vật ) Trọng tâm tâm Trường hợp vật phăng, mỏng Trọng tâm ngồi vật có dạng bất kì, có thê xác định băng thực nghiệm: Treo vật lân băng dây mảnh với điêm buộc dây khác nhau, trọng tâm vật giao điêm đường thăng vẽ vật, Cách xác định trọng tâm vật từ thực nghiệm dựa vào điều kiện cân tác dụng hai lực trọng lực P lực căng Ì chứa dây treo hai lần treo Treo vật Ä, vật năm yên cân băng trọng Trọng tâm bắt kì tâm vật phải năm đường kéo dài dây treo, vạch đường AB thăng đứng ANN 160 Tương tự treo vật C, vật nằm yên cân vạch đường CD thăng đứng Giao điểm AB CD trọng tâm G cua vat Điều kiện cân băng vật răn có mặt chân đề * Mat chan dé: Néu vat ran tiép xúc với giá đỡ nhiều diện tích tách rời mặt chân đê hình đa giác lơi nhỏ nhât chứa tât diện tích tiêp xúc * Khi vật bị lệch khỏi vi tri can mà vật có thê tự tro vé vi tri can bang ban dau cần băng gọi can bang bên * Khi vật bị lệch khỏi vị trí cân băng, sau thiệt lập vi tri can bang moi cần băng gọi cần băng phiêm định Mức vững vàng cân băng phụ thuộc vào diện tích mặt chân đê độ cao trọng tâm: Hình ảnh số dạng mặt chân đề Ộ Ộ , , cua vật răn tháp cân băng có mức vững Vàng cao Các dạng cân Khi vật răn cân băng, ba trạng thái can bang sau: nn ` Khi vật bị lệch khỏi vị trí cần băng mà vật không thê tự ` ^ ^ Qe Z Aw »- ` A ^ Đặt thước ° A trở vê vị trí cần băng ban đâu cân băng gọi cân băng không bên S5 = a * Điêu kiện cân băng vật răn có mặt chân đê đường thăng đứng qua trọng tâm vật gặp mặt chân đê mặt chân dé có diện tích lớn trọng tâm | HỂn: tá | thăng quay di qua O đúng, trục Thước cân khơng bên vật bị lệch khỏi vị trí cân khơng trở cũ (vì ban đầu trọng tâm vị trí cao nhát) Đặt thước thăng đứng, trục quay qua O cv yee xa oe as l1hước cân băng phiêm định thước ln năm cân vị trí (vì trọng tâm khơng doi si Thước cân băng bên vật bị lệch khỏi vị trí cân băng vị trí) quay trở cũ (vì ban đầu trọng tâm vị trí thấp nhát) Đặi thước thăng đứng, trục quay qua trọng tâm G SƠ ĐÒ HE THONG HOA Đường thẳng đứng qua trọng tâm vật gặp mặt chân đề à Hai lực cân E-=-E + Ngược chiều "số Điều kiện cân vật rắn có mặt chân đế Trọng tâm vật rắn Trùng với điểm đặt trọng lực tác dụng lên vật A Cách xác định trọng tâm Cân Vật có dạng bắt kì Vật có dạng hình học vật răn Xác định từ Trọng tâm trùng hai lực Không bền | Các dạng cân Phiếm định Il CAC DANG BAI TAP > Phuong phap giai Van dung kiến thức lí thuyết học đề làm câu hỏi lí thuyết liên quan > Vidu mau Vi du 1: Diéu nao sau day 1a sai ndi vé dac diém hai luc cn bang? A Hai lực có giá B Hai lực có độ lớn C Hai lực ngược chiều D Hai lực có điểm đặt hai vật khác Hướng dẫn giải Hai lực cân hai lực có giá, độ lớn ngược chiều Hai lực có điểm đặt vật Chọn D Ví dụ 2: Chọn câu nói sai nói trọng tâm vật răn A Trọng lực có điểm đặt trọng tâm vật B Trọng tâm vật nằm bên vật C Khi vật răn dời chỗ trọng tâm vật đời chỗ điểm vật D Trọng tâm G vật phẳng, mỏng có dạng hình học đối xứng năm tâm đối xứng vật Hướng dẫn giải Trọng lực có điểm đặt trọng tâm vật >A dung Trọng tâm vật năm bên ngồi vật (ví dụ trường hợp vật rỗng) = B sai Trọng tâm vật không thay đổi so với vật, nên vật dời chỗ trọng tâm vật dời chỗ theo => C Trọng tâm G vật phẳng, mỏng có dạng hình học đối xứng năm tâm đối xứng vật => D Chọn B Ví dụ 3: Người làm xiếc dây thường cầm gậy nặng đề làm gì? A Đề vừa vừa biểu diễn cho đẹp B Để tăng lực ma sát chân người dây nên người không bị ngã C Để điều chỉnh cho giá trọng lực hệ (người gậy) qua dây nên người không bị ngã D Đề tăng momen trọng lực hệ (người gậy) nên dễ điều chỉnh người mat thang bang Hướng dẫn giải Người làm xiếc dây thường căm gậy nặng đề điều chỉnh cho giá trọng lực hệ qua dây nên người không bị mât thăng băng (bị ngã) Chon C II BÀI TẬP TỰ LUYỆN Câu 1: Chon cau tra 101 sai A Một vật cân bang phiém định bị lệch khoi vi tri can băng trọng lực tác dụng lên giữ vị trí cân băng B Vật có trọng tâm thấp bên vững Œ Cân bang phiém định có trọng tâm vị trí xác định hay độ cao khơng đơi D Trái bóng đặt bàn có cân băng phiêm định Câu 2: Một vật cần băng chịu tác dụng lực lực A giá, chiều, độ lớn B giá, ngược chiều, độ lớn €Œ có giá vng góc độ lớn D biểu diễn băng hai véctơ giống hệt Câu 3: Hai lực cân bang la hai luc A tác dụng lên vat B trực đối Œ có tong độ lớn bang D tác dụng lên vật trực đối Câu 4: Mặt chân đề vật Á tồn diện tích tiếp xúc vật với sàn B đa giác lỗi lớn bao bọc tật diện tích tiếp xúc C phần chân vật D đa giác lồi nhỏ bao bọc tất diện tích tiếp xúc vật Câu 5: Một viên bi nằm cân băng lỗ mặt đất, dạng cân viên bi khí là: A cân băng khơng bên B cân bên C cân phiếm định D lúc đầu cân bên, sau trở thành cân phiếm định Câu 6: Mức vững vàng cân băng phụ thuộc vào đễ A khối lượng B độ cao trọng tâm Œ diện tích mặt chân đê D độ cao trọng tâm diện tích mặt chân Câu 7: Đối với cân băng phiếm định A trọng tâm vỊ trí cao so với vị trí lân cận B trọng tâm vị trí thấp so với vị trí lân cận C tam nằm độ cao khơng thay đơi D trọng tâm tự thay đổi đến vị trí cân Cau 8: Chon cau dung nhat Khi vat bi kéo khoi vi trí cân bang chút mà trọng lực vật có xu hướng A kéo trở vị trí cân băng, la vi tri cân bang bên B kéo xa vị trí cân băng, vị trí cân khơng bên C giữ đứng n vị trí mới, vị trí cân băng phiếm định D A, B, C Câu 9: Treo vật rắn không đồng chất đầu sợi dây mềm Khi cân băng, dây treo không trùng với A đường thắng đứng nối điểm treo N với trọng tâm G B trục đối xứng vật C đường thăng đứng qua điểm treo N D đường thắng đứng qua trọng tâm G Câu 10: Chọn câu phát biéu dung: Can bang bên loại cân bang mà vật có vỊ trí trọng tâm A thap nhât so với vị trí lân cận B cao băng với vỊ trí lân cận Œ cao so với vị trí lân cận D bât kì so với vị trí lân cận Câu 11: Chọn câu A Khi vật rắn cân trọng tâm điểm đặt tật lực B Trọng tâm bat ky vat ran nao năm trục đối xứng vật C Mỗi vật rắn có trọng tâm điểm khơng thuộc vật D Trọng tâm bat ky vat ran nao đặt điểm vật Câu 12: Chọn câu sai nói trọng tâm vật: A Một vật răn xác định có trọng tâm B Trọng tâm điểm đặt trọng lực tác dụng vào vật C Vật có dạng hình học đối xứng trọng tâm tâm đối xứng vật D Nếu lực tác dụng có phương qua trọng tâm vật chuyển động tịnh tiễn Câu 13: Khi vật treo bang sợi dây cân băng trọng lực tác dụng lên vật: A hợp với lực căng dây góc 9009 B khơng C cân băng với lực căng dây D hướng với lực căng dây Cau 14: Vi tri tam cua vat ran trùng với: A điểm đặt trọng lực tác dụng lên vật B điểm vật Œ tâm hình học vật D điểm vật BAI CAN BANG CUA VAT RAN DUOI TAC DUNG CUA BA LUC MUC TIEU a t & a Viết điều kiện cân vật rắn trường hợp vật chịu tác dụng ba lực song song không song song ga of we a & W than iia Trình bày quy tặc hợp hai luc đơng quy w Cui _ Trình bày quy tắc tổng hợp hai lực song song chiều ae: ees 2a R ` R «oe Nà CA Vận dụng quy tắc tông hợp lực điêu kiện cân băng đê giải tập Q) có liên quan == _ ` ~ I LÍ THUYÉT TRỌNG TÂM Cân vật răn tác dụng ba lực không song song E không song song với Dé vật rắn trạng thái cân ba lực phải đảm bảo đủ hai điêu kiện: - Ba lực phải có giá đồng phăng đồng quy - Hợp lực hai lực phải cân với lực thứ ba: E + E = E Ví dụ: Tổng hợp hai lực hình bình hành Giả sử vật răn chịu tác dụng ba lực E,E E F, theo quy tắc Hai luc E F, tổng hợp theo quy tắc hợp hai lực đồng quy: Muốn tổng hợp hai lực có giá đồng quy, trước hết ta phải trượt hai vectơ lực giá chúng đên điêm đơng quy rơi áp dung quy tac hình bình hành đê tìm hợp lực Đối với chất điểm, ba lực không song song tác dụng lên chất điểm chắn ba lực đồng quy (điểm đồng quy trùng với chất điểm) nên điều kiện cân băng hợp lực hai lực cân băng Bước †1: Trượt hai lực vê điểm đông quy F, Wes _ F,, < Bước 2: Áp dụng quy tắc hình bình hành với lực thứ ba đủ Trong đó, chất rắn, chịu tác dụng ba lực ba lực chưa chăc đồng phắng đồng quy nên phải có thêm điều kiện cần ba lực tác dụng lên vật rắn phải đồng phăng đồng quy Cân băng vật rắn tác dụng ba lực song song Giả sử vật rắn chịu tác dụng ba lực E,F, va E song song với Đề vật rắn trạng thái cân băng hợp lực hai lực phải cân với lực thứ ba: E +E,+E,= Gia su hai luc F,E song song chiều, hai lực tổng hợp theo quy tắc hợp Hợp hai lực song chiêu có độ lớn băng Giá hợp lực phân chia khoảng cách hai lực song song chiều sau: song chiều lực song song tông độ lớn lực thành phân năm mặt phăng với lực thành hai lực thành phân thành đoạn tỉ lệ nghịch với độ lớn hai lực Biểu thức: Hạ =hH+E, 4F d, E, đ, Trong đó: 10 d, khoảng cách từ giá F đến giá Ea d, khoảng cách từ giá E, đên giá cua F, Hướng dẫn giải Lực đặt vào vai hợp lực trọng lực hai thúng gạo ngô Lực tổng trọng lượng thúng gạo ngô: P=P,.+P, =250+200=450N Gọi O điểm đặt vai (hình dưới) A Vai Chú ý: Lực đặt vào điểm tựa B hợp lực tác dụng lên Mặt khác OA + OB = 1,35m Suy ra: OA = 0,6m va OB = 0,75m Ví dụ 3: Xác định hợp lực F cua hai luc song song E,E đặt A B Chú ý: Xác định hợp lực E tìm độ lớn, hướng điêm đặt ( biết F =3N;E, =9N; AB =§em Xét trường hợp hai lực chiều cua hop luc F O A Huong dan giải tức B Hai lực F,E, chiều (hình bên): Gọi O điểm đặt hợp lực E Điểm đặt O khoảng AB thoả mãn: OA_ E._ AT va OA+OB = AB = 8cm Giải hai phương trình, ta được: OA = 6cm, OB = 2cm Vậy F đặt O cách A cm, cách B cm, chiều với E,E có độ lón: F=F +5 =9+3=12N Ví dụ 4: Xác định vị trí trọng tâm mỏng 40 a đồng chất hình Chú ý: Đề xác định trọng tâm mot vat phức tạp, ta có thê chia vật thành nhiều phân, xác định tam cua tung phản tìm hợp lực chúng fro cm 30 cm [10 cm : 60 cm : Hướng dẫn giải Ta chia ban mong thành hai phần ABCD EFGH, phần có dạng hình chữ nhật Trọng tâm phần năm tai O,,O, (giao điểm „ A B , | jf ee ———o O, het — iA D pr al |H C (i fess P, — G đường chéo hình chữ nhật) Gọi trọng tâm O, O điểm đặt hợp trọng lực P,,P, hai phần hình chữ nhật Theo quy tắc hợp lực song song chiều: Vì đồng chất nên khói lượng tỉ lệ với diện tích: m, _S,_ 50.10_ m S, 30.10 À ` 60 Đông thời: O,O, = OO, +OO, = > 30cm Tu cac phuong trinh trén, ta suy ra: OO; = 18,75cm; OO2 = 11,25cm Vậy trọng tâm O năm trục đối xứng năm ngang, cách đáy: 11,25 + 25 = 36,25cm II BÀI TẬP TỰ LUYỆN Câu 1: Một cầu đồng chất có khối lượng kg treo vào tường thắng đứng nhờ sợi dây hợp với tường góc œ = 30° Bo qua ma sat chỗ tiếp xúc cầu với tường Lây g = 9,8 m/s? Lực cầu tác dụng lên tường có độ lớn gân là: A 23N B 22,6N C 20N D 19,6N Cầu 2: Khi lực tác dụng vào vật rắn, yếu tố sau lực có thé thay đôi mà không ảnh hưởng đến tác dụng lực: A độ lớn B chiều C điểm đặt D phương Câu 3: Ba lực đồng quy tác dụng lên vật rắn cân băng có độ lớn 12 N, 16N 20N Nếu lực 16N không tác dụng vào vật hợp lực tác dụng lên vật là: A I6N B 20N C 15N D 12N Cau 4: Kết luận đưới điều kiện cân vật răn chịu tác dụng ba lực không song song đủ? A Ba lực phải đồng phăng đồng quy B Ba lực phải đồng quy C Ba lực phải đồng phăng D Hợp lực hai lực phải cân băng với lực thứ ba Câu 5: Một người quầy vai bị có trọng lượng 40 N Chiếc bị buộc đầu gậy cách vai 70 cm, tay người giữ đâu cách vai 35 cm Bỏ qua trọng lượng gậy, hỏi lực giữ gậy tay vai người chịu lực băng bao nhiêu? ÁA 80N 1OON B S0N 120N Œ 20N 120N Câu 6: Một tâm ván nặng 240 N bắc qua mương Trọng tâm tắm D 20N 60N ván cách điểm tựa A đoạn 2,4 m cách điêm tựa B đoạn 1,2 m Hỏi lực mà tâm ván tác dụng lên điêm tựa A băng bao nhiêu? 18 A 60N B 80N C 100 N D 120 N Câu 7: Nhận xét sau không xác? Hợp lực hai lực song song có đặc điểm: A Cùng giá với lực thành phân B Có giá nằm ngồi khoảng cách giới hạn giá hai lực tuân theo quy tắc chia chia C Cùng phương với lực thành phân D Có độ lớn tổng độ lớn hai lực thành phản Câu 8: Điều sau nói cách phân tích lực thành hai lực song song A Có vơ số cách phân tích lực thành hai lực song song B Chỉ có cách phân tích lực thành hai lực song song C Viéc phan tích lực thành hai lực song song phải tn theo quy tắc hình bình hành D Chỉ phân tích lực thành hai lực song song lực ây có điểm đặt trọng tâm vật mà tác dụng Cau 9: Hai luc E E, song song, ngược chiều đặt hai đầu AB có hop luc F dat tai O cach A 1a cm, cách B cm có độ lớn F = 10,5N Tìm E E A 3,5N va 14N B 14 N 3,5N C 7N va 3,5N 19 D 3,5N 7N BAI CAN BANG CUA VAT CO TRUC QUAY CO ĐỊNH MUC TIEU Trình bày khái nệm momen lực, cơng thức tính momen lực giải thích đại lượng có mặt cơng thức Việt điêu kiện cân băng vật răn có trục quay định đặc lực, i Vận dụng cơng thức tính momen, Trình bày điểm ngẫu See Kỹ điêu kiện cân băng đặc điêm ngẫu lực để giải thích tốn liên quan I LÍ THUT TRỌNG TÂM Momem lực Momen lực đôi với trục quay đại lượng đặc trưng cho tác dụng làm quay lực đo băng tích cánh tay địn Momen lực Cách xác định cánh tay đòn lực A Cánh tay (Nm) aie — eee din (m) a Cánh tay đòn 20 Giá lực ... lên vật Lây ø = 10 m/⁄s?, ma sát không đáng kê A œ =30 ;Q =31 18N._ B.œ=60;Q =31 ,18N C œ =30 ;Q =3, 14N D œ=60;Q =3, 14N Hướng dẫn giải Chú ý: Khi giải thành thạo Các lực tác dụng lên vật biểu diễn hình Vật. .. trọng tâm vật >A dung Trọng tâm vật năm bên ngồi vật (ví dụ trường hợp vật rỗng) = B sai Trọng tâm vật không thay đổi so với vật, nên vật dời chỗ trọng tâm vật dời chỗ theo => C Trọng tâm G vật phẳng,... trọng tâm vật B Trọng tâm vật nằm bên vật C Khi vật răn dời chỗ trọng tâm vật đời chỗ điểm vật D Trọng tâm G vật phẳng, mỏng có dạng hình học đối xứng năm tâm đối xứng vật Hướng dẫn giải Trọng