Đáp án Vật lí 10 cánh diều Chủ đề 2 bài 5 Tổng hợp và phân tích lực

CHỦ ĐỀ 2 BÀI 5 TỔNG HỢP VÀ PHÂN TÍCH LỰC

Câu 1: Ngày 23-3-2021, siêu tàu Ever Given (E-vơ Ghi-vòn), mang cờ Panama (Pa-na-ma), bị mắc cạn tại kênh đào Suez, làm tê liệt tuyến vận tải hàng hải quan trọng bậc nhất thế giới. Để giải cứu con tàu dài 400 m, rộng 59 m, chở 224 nghìn tấn hàng hóa, người ta đã phải huy động các tàu lai dắt để kéo mũi tàu Ever Given trở lại đường lưu thông qua kênh đào. Các tàu lai dắt không chuyển động cùng hướng nhưng hợp lực kéo của chúng vẫn giúp kéo mũi tàu Ever Given khỏi điểm mắc cạn. Vì sao như vậy?

Trả lời: 

Các tàu lai dắt không chuyển động cùng hướng nhưng hợp lực kéo của chúng vẫn giúp kéo mũi tàu Ever Given khỏi điểm mắc cạn vì hợp lực của hai lực kéo này lại dắt và hướng thẳng về phía trước.

I. TỔNG HỢP LỰC ĐỒNG QUY

Câu 1: Biểu diễn quy tắc cộng vectơ cho trường hợp lực F₂ ngược chiều với lực F₁ khi F₁> F₂ và khi  F₁< F₂ 

Trả lời: 

Th1:  F1> F2 

Th2: F1< F2

Câu 2: Thảo luận, đề xuất phương án và thực hiện thí nghiệm tổng hợp hai lực đồng quy cùng phương.

Trả lời: 

Phương án thí nghiệm:

1. Dụng cụ: 2 lực kế, dây cao su
2. Tiến hành:

 Cho 2 lực kế cùng tác dụng vào 1 điểm đầu của sợi dây. Đầu kia cố định để làm dây biến dạng.

 Biểu diễn hai vectơ F₁, F₂. Gốc tại điểm đặt tác dụng vào dây. Phương trùng với phương kéo 2 lực kế, hướng theo hướng kéo lực kế, độ lớn đọc số chỉ của lực kế.

 Ghi lại kết quả bằng cách đánh dấu vị trí cuối dây dãn tới. Vị trí đầu là O, vị trí cuối là A.

Thay 2 lực kế trên bằng 1 lực kế tác dụng vào đầu tự do của dây cao su sao cho dãn đúng bằng đoạn OA. Sau đó biểu diễn hợp lực bằng vectơ F. Ghi lại độ lớn, phương và chiều.

Câu 3: Xác định độ lớn và hướng của hợp lực F bằng cách dựng các vectơ lực P và lực F_đ đúng tỉ lệ. Đối chiếu với kết quả tính.

Trả lời: 

F= P-Fđ = 1,2-0,8 = 0,4 (N)

Câu 4: Thảo luận để thiết kế phương án thí nghiệm khác không cần sử dụng hệ thống ròng rọc và các quả cân. Có thể dùng lực kế đo trực tiếp các lực.

Trả lời: 

Phương án thí nghiệm:

Thay ròng rọc và các quả cân lần lượt bằng lực kế và dây cao su.

Tiến hành:

Dùng 3 lực kế. Hai lực kế gắn vào 2 đầu của sợi dây cao su và kéo căng. Lực kế còn lại treo vào giữa sợi dây cao su theo tỉ lệ 4:3.

Đọc số chỉ của mỗi lực kế.

Câu 5: Xác định hợp lực của hai tàu kéo trong trường hợp mô tả ở hình 5.2. Coi độ lớn lực kéo của hai tàu như nhau, bằng 16.10³ N và góc giữa hai lực kéo là 60⁰.

Trả lời: 

Độ lớn hợp lực:

F =

⇒ F =

⇒F=27713(N)

II. PHÂN TÍCH LỰC

Câu 1: Hãy chứng tỏ rằng trong trường hợp con nhện ở trên, lực T cân bằng với hợp lực của P và F_đ.

Trả lời: 

Phân tích lực căng T thành 2 thành phần T_x và T_y

Ta có:

Con nhện nằm yên tại O => T cân bằng với F.