Xem toàn bộ tài liệu Lớp 10: tại đây

Xem thêm các sách tham khảo liên quan:

• Giải Vật Lí Lớp 10
• Sách Giáo Khoa Vật Lý 10
• Giải Sách Bài Tập Vật Lí Lớp 10
• Sách Giáo Viên Vật Lí Lớp 10
• Sách giáo khoa vật lý 10 nâng cao
• Sách Giáo Viên Vật Lí Lớp 10 Nâng Cao
• Sách Bài Tập Vật Lí Lớp 10
• Sách Bài Tập Vật Lí Lớp 10 Nâng Cao

Giải Bài Tập Vật Lí 10 – Bài 28: Quy tắc hợp lực song song. Điều kiện cân bằng của một vật rắn dưới tác dụng của ba lực song song (Nâng Cao) giúp HS giải bài tập, nâng cao khả năng tư duy trừu tượng, khái quát, cũng như định lượng trong việc hình thành các khái niệm và định luật vật lí:

Câu c1 (trang 130 sgk Vật Lý 10 nâng cao): Vẽ sơ đồ lực tác dụng lên thanh sắt nằm cân bằng trên giá đỡ (hình 28.5)

Lời giải:

Thanh sắt chịu tác dụng của 3 lực: Trọng lực F→; hai phản lực tại hai đầu F’₁→và F’₂→, các lực được biểu diễn như hình vẽ.

Vì thanh sắt nằm cân bằng tức:

F→+ F’₁→+ F’₂→= 0 hay F→– (F₁→+ F₂→)= 0

Câu 1 (trang 131 sgk Vật Lý 10 nâng cao): Phát biểu quy tắc tổng hợp hai lực song song cùng chiều.

Lời giải:

Hợp lực của hai lực F₁→và F₂→ song song cùng chiều tác dụng vào một vật rắn là một lực F→ song song cùng chiều với hai lực và có độ lớn bằng tổng độ lớn của hai lực đó: F = F₁ + F₂.

Giá của hợp lực F→ chia khoảng cách giữa hai giá của F₁→và F₂→ thành những đoạn thẳng tỉ lệ nghịch với độ lớn của hai lực ấy:

Câu 2 (trang 131 sgk Vật Lý 10 nâng cao): Điều kiện cân bằng của một vật chịu tác dụng của ba lực song song là gì?

Lời giải:

Điều kiện cân bằng của một vật rắn dưới tác dụng của ba lực F₁→, F₂→và F₃→song song là hợp lực của hai lực bất kì cân bằng với lực thứ ba:

F₁
→+
F₂
→+
F₃
→=
0
→

Hợp lực F→của hai lực F₂→và F₃→phải cân bằng với lực F₃→.

Câu 3 (trang 131 sgk Vật Lý 10 nâng cao): Tìm hợp lực của một hệ lực song song, trong đó ba lực cùng chiều và hai lực hướng theo chiều ngược lại.

Lời giải:

Giả sử có hệ 5 lực song song cùng tác dụng vào một vật rắn.

Trong đó ba lực F₁→, F₂→, F₃→ song song cùng chiều nhau, F₄→, F₅→song song ngược chiều với ba lực kia.

Muốn xác định hợp lực F→ta làm như sau:

    – Xác định hợp lực F₁₂→= F₁→+ F₂→ theo quy tắc hợp lực song song, cùng chiều.

    – Xác định hợp lực F₁₂₃→= F₁₂→+ F₃→ theo quy tắc hợp lực song song, cùng chiều.

    – Xác định hợp lực F₄₅→= F₄→+ F₅→ theo quy tắc hợp lực song song, cùng chiều.

    – Xác định hợp lực F→= F₁₂₃→+ F₄₅→theo quy tắc hợp lực song song, ngược chiều.

Bài 1 (trang 131 sgk Vật Lý 10 nâng cao): Hãy xác định trọng tâm của một bản mỏng, đồng chất, hình chữ nhật, dài 12cm, rộng 6cm, bị cắt mất một mẩu hình vuông có cạnh 3cm (hình 28.10).

Lời giải:

Ta coi bản phẳng coi như gồm hai bản AHEF và HBCD ghép lại.

Biểu diễn trọng tâm các bản như hình vẽ sau:

Phần hình chữ nhật AHEF có trọng lực P₁→ đặt tại tâm đối xứng O₁.

Phần hình vuông HBCD có trọng lực P₂→ đặt tại tâm đối xứng O₂.

Hợp lực của hai lực P₁→và P₂→là P→phải có điểm đặt tại G nằm trên đoạn thẳng O₁O₂. Gọi G chính là trọng tâm của cả bản phẳng.

Vì các bản đồng chất, phẳng mỏng đều nên tỉ lệ diện tích bằng tỉ lệ về trọng lượng:

Ta có:

⇔ 6GO₁ – GO₂ = 0 (1)

Xét tam giác vuông O₁O₂K ta có:

⇔ GO₁ + GO₂ = 6,18 (2)

Giải hệ (1), (2) ta được GO₁ ≈ 0,88cm.

Vậy trọng tâm G của bản phẳng nằm trên đoạn O₁O₂, cách O₁ một đoạn 0,88cm.

Bài 2 (trang 131 sgk Vật Lý 10 nâng cao): Một tấm ván nặng 240N được bắc qua một con mương. Trọng tâm của tấm ván cách điểm tựa A một khoảng là 2,4m và cách điểm tựa B một khoảng là 1,2m (hình 28.11). Hãy xác định các lực mà tấm ván tác dụng lên hai bờ mương.

Lời giải:

Áp dụng quy tắc hợp hai lực song song cùng chiều,ta có:

F_A + F_B = P = m.g = 240N (1)

⇔ 2F_A – F_B = 0 (2)

Giải hệ (1), (2) ta được: F_A = 80N; F_B = 160N

Bài 3 (trang 131 sgk Vật Lý 10 nâng cao): Một người gánh hai thúng, một thúng gạo nặng 300N, một thúng ngô nặng 200N. Đòn gánh dài 1,5m. Hỏi vai người này phải đặt ở điểm nào để đòn gánh cân bằng và vai chịu một lực bằng bao nhiêu? Bỏ qua trọng lượng của đòn gánh.

Lời giải:

Gọi d₁ là cánh tay đòn của trọng lực của gạo P₁→

d₂ là cánh tay đòn của trọng lực của ngô P₂→

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

Giải hệ (1), (2) ta được: d₁ = 60 cm; d₂ = 90cm.

Vậy vai người gánh chịu một lực là P = P₁ + P₂ = 300 + 200 = 500 (N), điểm đặt của vai cách đầu treo thúng gạo d₁ = 60 cm.