Xem toàn bộ tài liệu Lớp 10 – Kết Nối Tri Thức: tại đây
Khởi động trang 56 Vật Lí 10:
F
→
1
và
F
→
2
như hình dưới đây.
– Tàu chở hàng sẽ chuyển động theo hướng nào?
– Làm thế nào để tính được độ lớn của lực kéo tác dụng lên tàu chở hàng?
Lời giải:
– Tàu chở hàng sẽ chuyển động theo hướng của lực tổng hợp (mũi tên màu hồng) được xác định theo hai lực thành phần
F
→
1
và
F
→
2
.
– Để tính được độ lớn của lực kéo tác dụng lên tàu chở hàng ta phải xác định được độ lớn của các lực thành phần
F
→
1
và
F
→
2
đồng thời phải xác định được góc hợp bởi hai lực
F
→
1
và
F
→
2
.
Câu hỏi trang 56 Vật Lí 10:
Lời giải:
Ở hình a: hai bé đẩy thùng với các lực
F
→
1
và
F
→
2
làm cho thùng chuyển động với vận tốc
v
→
Ở hình b: bố cũng đẩy chiếc thùng đó với lực
F
→
và làm cho thùng cũng chuyển động với cùng vận tốc
v
→
.
⇒ 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.
Câu hỏi 1 trang 57 Vật Lí 10:
a) Vật chịu tác dụng của hai lực cùng phương, cùng chiều (Hình 13.2a).
b) Vật chịu tác dụng của hai lực cùng phương, ngược chiều (Hình 13.2b).
Lời giải:
a) Vật chịu tác dụng của hai lực cùng phương, cùng chiều thì hợp lực có:
– Độ lớn bằng tổng hai lực thành phần F = F1 + F2
– Cùng chiều với hai lực thành phần.
b) Vật chịu tác dụng của hai lực cùng phương, ngược chiều thì hợp lực có:
– Độ lớn bằng trị tuyệt đối hiệu hai lực thành phần F = |F1 – F2|
– Cùng chiều với lực thành phần lớn hơn.
Câu hỏi 2 trang 57 Vật Lí 10:
Lời giải:
Lực tổng hợp của hai lực
F
→
1
,
F
→
2
là một lực
F
→
có:
Trường hợp: hai lực thành phần cùng phương, cùng chiều
– Phương: cùng phương với hai lực thành phần.
– Chiều: cùng chiều với hai lực thành phần
– Độ lớn: F = F1 + F2
Trường hợp: hai lực thành phần cùng phương, ngược chiều
– Phương: cùng phương với hai lực thành phần.
– Chiều:
F
→
cùng chiều với lực thành phần lớn hơn.
– Độ lớn: F = |F1 – F2|
Câu hỏi 1 trang 57 Vật Lí 10:
Nếu hợp lực có độ lớn F = 10 N thì góc giữa hai lực
F
→
1
và
F
→
2
bằng bao nhiêu? Vẽ hình minh họa.
Lời giải:
Để xác định được mối liên hệ về phương, chiều của các lực thành phần và hợp lực ta sẽ dựa vào các trường hợp đặc biệt:
– Hai lực thành phần cùng phương, cùng chiều thì: F = F1 + F2 nhưng 10 ≠ 6 + 8
– Hai lực thành phần cùng phương, ngược chiều thì: F = |F1 – F2| nhưng 10 ≠ |6 – 8|
– Hai lực thành phần hợp với nhau một góc nào đó, ta sẽ thường để ý đến các góc đặc biệt như góc 60°; 90°
Ta có: 10 =
6
2
+
8
2
hay F =
F
1
2
+
F
2
2
⇒
F
→
1
⊥
F
→
2
hay góc giữa hai lực
F
→
1
và
F
→
2
bằng 90°
Câu hỏi 2 trang 57 Vật Lí 10:
a) Biểu diễn các lực kéo của mỗi tàu và hợp lực tác dụng vào tàu chở hàng.
b) Tính độ lớn của hợp lực của hai lực kéo.
c) Xác định phương và chiều của hợp lực.
d) Nếu góc giữa hai dây cáp bằng 90o thì hợp lực của hai lực kéo có phương, chiều và độ lớn như thế nào?
Lời giải:
a)
b) Áp dụng quy tắc hình bình hành ta có:
F =
F
1
2
+
F
2
2
+
2
F
1
F
2
cos
α
=
8000
2
+
8000
2
+
2.8000.8000.
cos
30
o
≈ 15455N
c) Đặt tên các đỉnh cho hình trên
Xét ∆ABC có AB = BC (do hai lực thành phần F1 = F2 = 8000N) nên ∆ABC là tam giác cân tại B. Suy ra
C
A
B
^
=
A
C
B
^
Mặt khác
D
A
C
^
=
A
C
B
^
tính chất góc so le trong ở trong hình bình hành ABCD.
⇒
D
A
C
^
=
C
A
B
^
=
1
2
D
A
B
^
= 15°
Nên:
– Phương của hợp lực là phương xiên, hợp với phương nằm ngang một góc 15o
– Chiều của hợp lực hướng về phía trước.
Hoặc có thể sử dụng định lí hàm số cosin trong tam giác ABC cũng có thể tính được.
d) Nếu góc giữa hai dây cáp bằng 90o thì hợp lực của hai dây kéo có:
– Phương: phương xiên, hợp với phương nằm ngang một góc 45o
– Chiều: hướng về phía trước
– Độ lớn: F =
F
1
2
+
F
2
2
=
8000
2
+
8000
2
≈ 11314N
Câu hỏi trang 58 Vật Lí 10:
a) Có những lực nào tác dụng lên quyển sách?
b) Các lực này có cân bằng không? Vì sao?
Lời giải:
a) Các lực tác dụng lên quyển sách gồm có: Trọng lực
P
→
và phản lực
N
→
b) Các lực này cân bằng với nhau. Vì quyển sách đang ở trạng thái nằm yên, không chuyển động.
Câu hỏi 1 trang 58 Vật Lí 10:
Lời giải:
Hai lực này cùng phương, ngược chiều nên hợp lực tác dụng lên ô tô có:
– Độ lớn là: F = |F1 – F2| = |400 – 300| = 100N.
– Hướng về lực
F
→
1
(phía trước, do lực F1 có độ lớn lớn hơn lực F2).
Câu hỏi 2 trang 58 Vật Lí 10:
a) Tình huống nào có hợp lực khác 0?
b) Mô tả sự thay đổi vận tốc (độ lớn, hướng) của mỗi vật trong hình, nếu có.
Lời giải:
a) Tình huống b và d có hợp lực khác 0. Vì lúc này các vật đang chuyển động.
b)
– Hình a và c: không có sự thay đổi vận tốc vì lúc này các vật đang đứng yên.
– Hình b:
+ Độ lớn vận tốc của vật tăng dần.
+ Hướng chuyển động của vật cùng hướng với lực của tay.
– Hình d:
+ Độ lớn vận tốc của vật tăng dần.
+ Hướng chuyển động của vật cùng hướng với trọng lực (phương thẳng đứng, chiều từ trên xuống dưới)
Câu hỏi trang 59 Vật Lí 10:
Có những lực nào tác dụng lên vật?
Lời giải:
Các lực tác dụng lên vật:
– Trọng lực
P
→
của Trái Đất tác dụng lên vật.
– Phản lực
N
→
của mặt phẳng lên vật.
– Lực đàn hồi
F
d
h
→
của lò xo tác dụng lên vật.
Câu hỏi trang 59 Vật Lí 10:
Phân tích trọng lực tác dụng lên vật thành hai lực thành phần và nêu rõ tác dụng của hai lực này.
Lời giải:
Phân tích trọng lực thành 2 thành phần
– Thành phần
P
⊥
→
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
P
/
/
→
song song với mặt phẳng nghiêng, thành phần này có xu hướng kéo vật trượt xuống chân mặt phẳng nghiêng đồng thời cân bằng với lực đàn hồi
F
d
h
→
.
Em có thể 1 trang 59 Vật Lí 10:
Lời giải:
Ví dụ:
Để tìm hợp lực của hai lực đồng quy
F
→
1
và
F
→
2
ta làm như sau:
– Vẽ hai vectơ
F
→
1
và
F
→
2
đồng quy tại O.
– Vẽ một hình bình hành có hai cạnh liền kề trùng với hai vectơ
F
→
1
và
F
→
2
.
– Vẽ đường chéo hình bình hành có cùng gốc O. Vectơ hợp lực
F
→
trùng với đường chéo này.
Em có thể 2 trang 59 Vật Lí 10:
Lời giải:
Ví dụ:
Để phân tích được lực
F
→
3
thành hai thành phần
F
→
1
‘
và
F
→
2
‘
theo hai phương MO và NO, ta làm như sau:
– Từ đầu mút C của vectơ
F
→
3
ta kẻ hai đường thẳng song song với hai phương NO và MO, chúng cắt những phương này tại các điểm E và G.
– Các vectơ
O
E
→
và
O
G
→
biểu diễn các lực thành phần
F
→
1
‘
và
F
→
2
‘
Vậy lực
F
3
→
được phân tích thành 2 lực thành phần vuông góc là
F
1
‘
→
;
F
2
‘
→
.