Đáp án Vật lí 10 chân trời sáng tạo Bài 13: Tổng hợp lực Phân tích lực (P2)

BÀI 13 TỔNG HỢP LỰC – PHÂN TÍCH LỰC

Câu 3: Ngoài các ví dụ được đề cập, hãy tìm hiểu và trình bày ứng dụng của sự tăng hay giảm sức cản không khí theo hình dạng vật trong đời sống. (Gợi ý: Có thể tham khảo các hiện tượng trong Hình 12.7).

Trả lời: 

Ứng dụng của sự tăng giảm sức cản không khí theo hình dạng vật:

+ Làm tăng tốc của vật

+ Làm giảm tốc độ của máy bay khi hạ cánh

Câu 4: Đề xuất phương án xác định lực tổng hợp của hai lực song song với dụng cụ và bố trí được gợi ý trong bài.

Trả lời: 

Dụng cụ:

- Thước nhôm nhẹ (1) có độ chia đến mm, có móc treo di chuyển được.

- Các quả cân (2) có khối lượng 50 g.

- Hai lò xo (3).

- Bảng từ, nam châm (4).

- Thước định vị (5).

Tiến hành thí nghiệm:

Bước 1: Bố trí thí nghiệm theo gợi ý: gắn hai đầu thước nhôm nhẹ với hai lò xo và treo lên bảng từ bằng hai nam châm.

Bước 2: Treo vào hai điểm A, B ở hai đầu của thước nhôm một số quả cân (khối lượng mỗi bên khác nhau). Đánh dấu vị trí cân bằng mới này của thước nhờ vào êke ba chiều. Ghi giá trị trọng lượng PA, PB của các quả cân mỗi bên vào bảng số liệu.

Bước 3: Treo các quả cân vào cùng một vị trí trên thước AB (số lượng các quả cân và vị trí treo có thể thay đổi) sao cho thước trở lại đúng vị trí đánh dấu lúc đầu. Đo các giá trị AO và BO trên thước ghi theo bảng dưới.

Câu 5: Rút ra kết luận từ kết quả của thí nghiệm tổng hợp hai lực song song.

Trả lời: 

Lực tổng hợp của hai lực song song cùng chiều là một lực:

- Song song, cùng chiều với các lực thành phần.

- Có độ lớn bằng tổng độ lớn của các lực: 

- Có giá nằm trong mặt phẳng của hai lực thành phần, chia khoảng cách giữa hai giá của hai lực song song thành những đoạn tỉ lệ nghịch với độ lớn của hai lực ấy.

Câu 6: Một người đang gánh lúa như Hình 13.15. Hỏi vai người đặt ở vị trí nào trên đòn gánh để đòn gánh có thể nằm ngang cân bằng trong quá trình di chuyển? Biết khối lượng hai bó lúa lần lượt là m₁ = 7 kg, m₂ = 5 kg và chiều dài đòn gánh là 1,5 m. Xem như điểm treo hai bó lúa sát hai đầu đòn gánh và bỏ qua khối lượng đòn gánh.

Trả lời: 

Gọi điểm đặt đòn gánh trên vai người là O.

Điểm treo bó lúa có khối lượng m₁ là A.

Điểm treo bó lúa có khối lượng m₂ là B.

Áp dụng quy tắc tổng hợp lực song song cùng chiều:

Mà OA + OB = AB = 1,5 m

Suy ra: OA = 0,625 m; OB = 0,875 m

Hay điểm đặt đòn gánh trên vai người cách bó lúa m₁ là 0,625 (m) và cách bó lúa m₂ là 0,875 (m).

Câu 7: Dựa vào quy tắc tổng hợp hai lực song song cùng chiều, đề xuất phương án xác định trọng tâm của chiếc đũa ăn cơm.

Trả lời:

Dụng cụ:

- Các quả nặng nhỏ (có móc treo), mỗi quả 10 g.

- Một chiếc móc nhỏ.

Tiến hành:

- Móc quả nặng vào hai đầu của chiếc đũa (số quả nặng ở 2 đầu bằng nhau).

- Treo hệ đũa – quả nặng lên bằng chiếc móc nhỏ.

- Di chuyển chiếc đũa ở các vị trí khác nhau sao cho chiếc đũa nằm thăng bằng (nằm ngang). Vị trí điểm treo xác định khi đó chính là trọng tâm của chiếc đũa.

Câu 8: Một gấu bông được phơi trên dây treo nhẹ như Hình 13P.1.

1. a) Xác định các lực tác dụng lên gấu bông.
2. b) Vẽ hình để xác định lực tổng hợp của các lực do dây treo tác dụng lên gấu bông.
3. c) Em có thể dựa vào lập luận mà không cần vẽ hình để xác định lực tổng hợp của các dây treo được không? Giải thích.

Trả lời:

1. a) Lực tác dụng lên gấu bông:

- Trọng lực 

- Lực căng dây .

1. b) Vẽ hình

c)

Em có thể dựa vào lập luận mà không cần vẽ hình cũng có thể xác định lực tổng hợp của các dây treo.

Do gấu bông đang ở trạng thái cân bằng lên tổng hợp lực tác dụng lên gấu bằng không.

Khi đó lực tổng hợp  của hai lực căng dây phải cân bằng với trọng lực .

Trọng lực  có phương thẳng đứng, chiều từ trên xuống, nên lực tổng hợp  của hai lực căng dây có phương thẳng đứng, chiều từ dưới lên và độ lớn bằng độ lớn của trọng lực.

Câu 9: Một chiếc thùng gỗ khối lượng m đang trượt xuống từ một con dốc nghiêng 20o so với phương ngang như Hình 13P.2. Em hãy phân tích thành phần vectơ trọng lực tác dụng lên thùng gỗ theo các phương Ox và Oy.

Trả lời:

Câu 10: Hai bạn học sinh đang khiêng một thùng hàng khối lượng 30 kg bằng một đòn tre dài 2 m như Hình 13P.3. Hỏi phải treo thùng hàng ở điểm nào để lực đè lên vai người đi sau lớn hơn lực đè lên vai người đi trước 100 N. Bỏ qua khối lượng của đòn tre.

Trả lời:

Gọi lực đè lên vai người đi trước là F₁; lực đè lên vai người đi sau là F₂

Ta có: F2−F1=100N

Mà F1+F2=P=mg=300N

Suy ra: F1=100N;F2=200N

Gọi A là điểm đặt của lực F₁, B là điểm đặt của lực F₂.

Theo quy tắc tổng hợp hai lực song song, cùng chiều

Vậy điểm treo O phải cách vai người thứ nhất là