Đáp án Vật lí 10 kết nối tri thức Bài 13: Tổng hợp và phân tích lực Cân bằng lực

BÀI 14 ĐỊNH LUẬT 1 NEWTON

I. Tổng hợp lực - Hợp lực tác dụng

Câu 1: Tại sao lực đẩy của người bố trong hình có tác dụng như lực đẩy của hai anh em?

Trả lời:

Vì Lực đẩy của cả hai anh em bằng lực đẩy của người bố, cụ thể:

Hình a: 2 bé đẩy thùng với các lực  và  làm cho thủng chuyển động với vận tốc 

Hình b: bố cũng đẩy chiếc thùng đó với lực  và làm cho thùng cũng chuyển động với cùng vận tốc 

=> Lực đẩy của người bố có tác dụng như lực đẩy của hai anh em vì lực tác dụng của người bố làm cho chiếc thùng chuyển động cùng hướng với cùng vận tốc giống y hệt như trường hợp hai con đẩy thùng.

1. Tổng hợp hai lực cùng phương

Câu 1: Dựa vào hình 13.2, hãy nêu cách xác định độ lớn và chiều của hợp lực trong hai trường hợp sau:

1. Vật chịu tác dụng của hai hợp lực cùng phương, cùng chiều (hình a)
2. Vật chịu tác dụng của hai hợp lực cùng phương, ngược chiều (hình b)

Trả lời:

1. Vật chịu tác dụng của hai hợp lực cùng phương, cùng chiều: hợp lực bằng tổng của hai lực thành phần, và cùng chiều với hai lực thành phần
2. Vật chịu tác dụng của hai hợp lực cùng phương, ngược chiều: hợp lực bằng hiệu giữa lực lớn với lực bé, và cùng chiều với lực thành phần lớn hơn.

Câu 2: Nêu quy tắc tổng hợp hai lực cùng phương.

Trả lời:

Quy tắc tổng hợp hai lực cùng phương là: Hợp lực hai lực cùng phương bằng:

Có độ lớn bằng tổng độ lớn hai lực thành phần, có chiều cùng với chiều hai lực thành phần nếu hai lực thành phần cùng chiều với nhau

Có độ lớn bằng hiệu độ lớn giữa lực thành phần lớn và bé, có chiều cùng với chiều lực thành phần lớn nếu hai lực thành phần ngược chiều với nhau

Câu 3: Cho hai lực đồng quy có độ lớn F₁=6N, F₂=8N. Nếu hợp lực có độ lớn F=10N thì góc giữa hai lực F₁ và F₂ là bao nhiêu? Vẽ hình minh hoạ.

Trả lời:

Ta thấy: 10 =  hay F= =>   vuông góc với F1

Câu 4: Giả sử lực kéo của mỗi tàu kéo ở đầu bài đều có độ lớn là 8000N và góc giữa hai dây cáp bằng 30

1. Biểu diễn các lực kéo của mỗi tàu và hợp lực tác dụng vào tàu chở hàng
2. Tính độ lớn của hợp lực của hai lực kéo
3. Xác định phương và chiều của hợp lực
4. Nếu góc giữa hai dây cáp bằng 90thì hợp lực của hai lực kéo có phương, chiều và độ lớn như thế nào?

Trả lời:

1. Biểu diễn lực ∘
2. Độ lớn hợp lực: F= 

F=  = 4 160 N

1. Xác định phương và chiều của hợp lực:
2. Nếu góc giữa hai dây cáp bằng 90thì hợp lực sẽ có độ lớn là: =  = 11 280 N

Hợp lực tạo với trục nằm ngang 1 góc là 45

II. Các lực cân bằng và không cân bằng

Câu 1: Quan sát quyển sách đang nằm yên trên mặt bàn (Hình 13.5)

1. Có những lực nào tác dụng lên quyển sách?
2. Các lực này có cân bằng không? Vì sao?

Trả lời:

Trọng lực của Trái đất, Lực đỡ của mặt bàn. Các lực này cân bằng nhau vì quyển sách vẫn nằm im, không xê dịch

Câu 2: Một ô tô chịu một lực F₁ = 400N hướng về phía trước và một lực F₂ = 300N hướng về phía sau (Hình 13.6). Hỏi hợp lực tác dụng lên ô tô có độ lớn là bao nhiêu và hướng về phía nào?

Trả lời:

Hợp lực tác dụng lên ô tô có độ lớn là: 400-300= 100N, cùng hướng với lực F₁ 

Câu 3: Quan sát mỗi cặp tình huống ở hình 13.7

1. Tình huống nào có hợp lực khác 0?
2. Mô tả sự thay đổi vận tốc (độ lớn, hướng) mỗi vật trong hình (nếu có)

Trả lời:

1. Cặp a và b: Hợp lực tác dụng lên bút trên bàn ở hình a là bằng không, hình b là khác không.

Cặp c và d: Hợp lực tác dụng lên qủa bóng ở hình c là =0, hình d là khác 0

1. Hình a và c thì bút và quả bóng sẽ nằm im một chỗ. Hình b thì bút sẽ thay đổi vận tốc theo lực mà tay tác động vào, và hướng là cùng hướng với lực của tay. Hình d thì quả bóng có vận tốc rơi càng lúc càng nhanh hơn do tác động của trọng lực, hướng xuống dưới

III. Phân tích lực

1. Quy tác
2. Chú ý 
3. Ví dụ

Câu 1: Một vật được giữa yên trên một mặt phẳng nghiêng, nhẵn bởi một lo xo hình 13.10

1. Có những lực nào tác dụng lên vật.
2. Phân tích trọng lực tác dụng lên vật thành hai lực thành phần và nêu rõ tác dụng của hai lực này.

Trả lời:

1. Ta có:

• Trọng lực tác dụng lực hút lên mọi vật
• Lực ma sát sẽ làm cản trở khi vật chuyển động
• Lực đàn hồi xuất hiện khi vật bị biến dạng
• Phản lực xuất hiện khi vật A tác dụng lên vật B thì vật B sẽ tác dụng lại vật A gọi đó là phản lực

Vậy một vật đặt trên mặt bàn chỉ chịu tác dụng của hai lực là trọng lực và phản lực do mặt bàn tác dụng ngược lại vật và vật nằm yên nên hai lực này sẽ cân bằng nhau

1. Phân tích hợp lực

• Thành phần vecto P màu đỏ , vuông góc với mặt phẳng nghiêng, thành phần này có xu hướng giữ cho vật nằm trên mặt phẳng nghiêng đồng thời cân bằng với phản lực N
• Thành phần vecto P màu vàng có xu hướng kéo vật trượt xuống chân mặt phẳng nghiêng đồng thời cân bằng với lực đàn hồi Fdh

Phần em có thể 

Câu 1: Vận dụng quy tắc hình bình hành để tìm hợp lực của hai lực đồng quy.

Trả lời:

Vẽ hai vectơ và  đồng quy tại O. Rồi vẽ hình hành sao cho và  là 2 cạnh của hình bình hành. 

Vectơ hợp lực chính là đường chéo xuất phát từ gốc O của hình bình hành 

Câu 2: Phân tích được một lực thành hai lực thành phần vuông góc.

Trả lời:

Tại gốc O của lực  , ta vẽ hai đường thẳng OM và ON sao cho OM và ON vương góc nhau

Từ đầu mút của , ta kẻ hai đường thẳng song song với hai đường thẳng NO và MO, chúng cắt những đường thẳng này lần lượt tại các điểm E và G.

Như vậy  và  chính là hai lực thành phần của