Kiến thức

Giải Bài Tập Vật Lí 10-Bài 13: Lực. Tổng hợp và phân tích lực (Nâng Cao)

Chương 2: Động lực học chất điểm

– Chọn bài -Bài 13: Lực. Tổng hợp và phân tích lựcBài 14: Định luật I Niu-tơnBài 15: Định luật II Niu-tơnBài 16: Định luật III Niu-tơnBài 17: Lực hấp dẫnBài 18: Chuyển động của vật bị némBài 19: Lực đàn hồiBài 20: Lực ma sátBài 21: Hệ quy chiếu có gia tốc. Lực quán tínhBài 22: Lực hướng tâm và lực quán tính li tâm. Hiện tượng tăng, giảm, mất trọng lựcBài 23: Bài tập về động lực họcBài 24: Chuyển động của hệ vậtBài 25: Thực hành: Xác định hệ số ma sát

  • 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 13: Lực. Tổng hợp và phân tích lực (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 61 sgk Vật Lý 10 nâng cao): Từ thí nghiệm trên rút ra kết luận gì?

Lời giải:

Thí nghiệm chứng tỏ lực là một đại lượng vectơ được xác định bởi phép cộng vectơ F = F1 + F2, đồng thời phép tổng hợp hai lực đồng qui, đồng phẳng tuân theo qui tắc hình bình hành: 2 lực thành phần là 2 cạnh kề nhau của hình bình hành, lực tổng hợp là đường chéo hình bình hành tại điểm đồng qui.

Câu c2 (trang 61 sgk Vật Lý 10 nâng cao): Nếu phải tổng hợp nhiều lực đồng quy thì vận dụng quy tắc này như thế nào?

Lời giải:

Giả sử có nhiều lực đồng quy F1, F2, F3, …

Để học tốt Vật Lý 10 nâng cao | Giải bài tập Vật Lý 10 nâng cao Bai C2 Trang 61 Sgk Vat Ly 10 Nang Cao

+ Áp dụng quy tắc hình bình hành, tìm hợp lực của F1F2 ta được F12.

+ Tiếp tục sử dụng quy tắc hình bình hành tìm hợp lực của F12F3 ta được F123.

Làm tương tự cho đến hết ta tìm được lực tổng hợp F1..n

Câu 1 (trang 62 sgk Vật Lý 10 nâng cao): Chiếc xà lan ở hình 13.2 chịu tác động của những lực nào?

Để học tốt Vật Lý 10 nâng cao | Giải bài tập Vật Lý 10 nâng cao Cau 1 Trang 62 Sgk Vat Ly 10 Nang Cao

Lời giải:

Chiếc xà lan chịu tác dụng của những lực sau : lực kéo F1F2 của hai cano, trọng lực P, lực đẩy Acsimet FA, lực cản của nước và không khí, lực hấp dẫn…

Câu 2 (trang 62 sgk Vật Lý 10 nâng cao): Trong dân gian trước đây thường dùng câu “vụng chẻ khỏe nêm” để nói về tác dụng của các nêmtrong việc chẻ củi. Nêm là một vật cứng có tiết diện hình tam giác nhọn, được cắm vào khúc củi như hình 13.9. Tại sao gõ mạnh vào nêm thì củi bị bứa ra?

Để học tốt Vật Lý 10 nâng cao | Giải bài tập Vật Lý 10 nâng cao Cau 2 Trang 62 Sgk Vat Ly 10 Nang Cao

Lời giải:

• Khi ta gõ mạnh vào nêm thì nêm tác dụng lên khối gỗ một lực F, lực này sẽ được phân tích thành hai thành phần lực F1F2 tác dụng lên khối gỗ theo hai phương vuông góc với mặt bên của nêm, ta chọn Ox và Oy lần lượt vuông góc với 2 mặt bên.

Để học tốt Vật Lý 10 nâng cao | Giải bài tập Vật Lý 10 nâng cao Cau 2 Trang 62 Sgk Vat Ly 10 Nang Cao 1

Theo quy tắc hình bình hành ta thấy F1 = F2 và F1, F2 rất lớn so với F (vì góc hợp bởi F1F2 là góc tù > 90o). Dưới tác dụng của F1 và F2 làm cho khối gỗ bị tách ra.

Bài 1 (trang 62 sgk Vật Lý 10 nâng cao): Gọi F1, F2 là độ lớn của hai lực thành phần, F là độ lớn hợp lực của chúng. Câu nào sau đây là đúng?

A. Trong mọi trường hợp F luôn luôn lớn hơn cả F1 và F2.

B. F không bao giờ nhỏ hơn F1 và F2.

C. Trong mọi trường hợp F thỏa mãn │F1 – F2│ ≤ F ≤ F1 + F2.

D. F không bao giờ bằng F1 hoặc F2.

Lời giải:

Chọn C.

Áp dụng quy tắc hình bình hành: F= F1+ F2

Để học tốt Vật Lý 10 nâng cao | Giải bài tập Vật Lý 10 nâng cao Bai 1 Trang 62 Sgk Vat Ly 10 Nang Cao

Ta được:

Để học tốt Vật Lý 10 nâng cao | Giải bài tập Vật Lý 10 nâng cao Bai 1 Trang 62 Sgk Vat Ly 10 Nang Cao 1

Vì 0o ≤ α ≤ 180o nên -1 ≤ cosα ≤ 1 ⇒ |F1 – F2| ≤ F ≤ |F1 + F2|.

Bài 2 (trang 63 sgk Vật Lý 10 nâng cao): Cho hai lực đồng quy có độ lớn F1 = F2 = 20N. Hãy tìm độ lớn hợp lực của hai lực khi chúng hợp với nhau một góc α = 0o, 60o, 80o, 120o, 180o. Vẽ hình biểu diễn cho mỗi trường hợp. Nhận xét về ảnh hưởng của góc α đối với mỗi trường hợp.

Lời giải:

* Trường hợp α = 0o: Độ lớn hợp lực của hai lực được tính bằng công thức:

Để học tốt Vật Lý 10 nâng cao | Giải bài tập Vật Lý 10 nâng cao Bai 2 Trang 63 Sgk Vat Ly 10 Nang Cao

* Trường hợp α = 60o:

Để học tốt Vật Lý 10 nâng cao | Giải bài tập Vật Lý 10 nâng cao Bai 2 Trang 63 Sgk Vat Ly 10 Nang Cao 1

* Trường hợp α = 90o:

Để học tốt Vật Lý 10 nâng cao | Giải bài tập Vật Lý 10 nâng cao Bai 2 Trang 63 Sgk Vat Ly 10 Nang Cao 2

* Trường hợp α = 120o:

Vì F1 = F2 và α = 120o nên từ hình vẽ ta được F = F1 = F2 = 20N

Để học tốt Vật Lý 10 nâng cao | Giải bài tập Vật Lý 10 nâng cao Bai 2 Trang 63 Sgk Vat Ly 10 Nang Cao 3
Để học tốt Vật Lý 10 nâng cao | Giải bài tập Vật Lý 10 nâng cao Bai 2 Trang 63 Sgk Vat Ly 10 Nang Cao 4

* Nhận xét:

Ta thấy khi góc α hợp bởi hai lực thành phần tăng dần từ 0o đến 180o thì độ lớn hợp lực của chúng giảm từ giá trị cực đại F1 + F2 về giá trị cực tiểu │F1 – F2│.

Bài 3 (trang 63 sgk Vật Lý 10 nâng cao): Cho hai lực đồng quy có độ lớn F1 = 16N, F2 = 12N

a. Hợp lực của chúng có thể có độ lớn 30N hoặc 3,5N được không?

b. Cho biết độ lớn của hợp lực là F = 20N. Hãy tìm góc giữa hai lực F1 và F.

Lời giải:

a) Áp dụng quy tắc hình bình hành: F= F1+ F2

Để học tốt Vật Lý 10 nâng cao | Giải bài tập Vật Lý 10 nâng cao Bai 3 Trang 63 Sgk Vat Ly 10 Nang Cao

Ta được:

Để học tốt Vật Lý 10 nâng cao | Giải bài tập Vật Lý 10 nâng cao Bai 3 Trang 63 Sgk Vat Ly 10 Nang Cao 1

Vì 0o ≤ α ≤ 180o nên -1 ≤ cosα ≤ 1 ⇒ |F1 – F2| ≤ F ≤ |F1 + F2|

Vậy hợp lực của hai lực F1 = 16N và F2 = 12N không thể có độ lớn 30N và 3,5N được.

b) Tam giác có các cạnh 12,16,20 là tam giác vuông, cạnh huyền bằng 20 suy ra góc giữa F1 và F2 bằng 90o.

Bài 4 (trang 63 sgk Vật Lý 10 nâng cao): Cho ba lực đồng quy cùng nằm trong một mặt phẳng, có độ lớm bằng nhau và từng đôi một làm thành góc 120o (hình 13.10). Tìm hợp lực của chúng.

Để học tốt Vật Lý 10 nâng cao | Giải bài tập Vật Lý 10 nâng cao Bai 4 Trang 63 Sgk Vat Ly 10 Nang Cao

Lời giải:

Để học tốt Vật Lý 10 nâng cao | Giải bài tập Vật Lý 10 nâng cao Bai 4 Trang 63 Sgk Vat Ly 10 Nang Cao 1

Vì F1 = F2 và (F1, F2) = 120o nên F12= F1+ F2 có:

Độ lớn F12 = F1 = F2

Hướng: F12 hợp với F2 một góc bằng 60o.

Do vậy F12 hướng ngược chiều với F3 và có độ lớn F12 = F3.

Vậy hợp lực F123 = F1+ F2+ F3= F12 + F3 = 0.

Bài 5 (trang 63 sgk Vật Lý 10 nâng cao):

Hãy dùng quy tắc hình bình hành và quy tắc đa giác để tìm hợp lực của ba lực F1, F2F3 có độ lớn bằng nhau và nằm trong cùng một mặt phẳng. Biết rằng F2 làm thành với hai lực F1F3 những góc đều là 60o (hình 13.11).

Để học tốt Vật Lý 10 nâng cao | Giải bài tập Vật Lý 10 nâng cao Bai 5 Trang 63 Sgk Vat Ly 10 Nang Cao

Lời giải:

Để học tốt Vật Lý 10 nâng cao | Giải bài tập Vật Lý 10 nâng cao Bai 5 Trang 63 Sgk Vat Ly 10 Nang Cao 1

Áp dụng quy tắc hình bình hành, tìm hợp lực của hai lực F1F3.

Ta có: F13= F1+ F3

Vì F1 = F3 và (F1,F3) = 120o nên hợp lực F13 có độ lớn F13 = F1 = F3.

F13 có hướng hợp với F1 một góc 60o nên: F13↗↗ F2

F= F1+ F2+ F3= F13+ F2

Vì F13 = F2 = F1 nên F= 2.F2

Vậy F có độ lớn F = 2.F2, có cùng phương, cùng chiều với F2.

Bài 6 (trang 63 sgk Vật Lý 10 nâng cao): Tìm hợp lực của bốn lực đồng quy trong hình 13.12. Biết F1 = 5N, F2 = 3N, F3 = 7N, F4 = 1N

Để học tốt Vật Lý 10 nâng cao | Giải bài tập Vật Lý 10 nâng cao Bai 6 Trang 63 Sgk Vat Ly 10 Nang Cao

Lời giải:

Hợp lực của bốn lực đồng quy là:

F= F1+ F2+ F3+ F4

Để học tốt Vật Lý 10 nâng cao | Giải bài tập Vật Lý 10 nâng cao Bai 6 Trang 63 Sgk Vat Ly 10 Nang Cao 1

Đặt: F13= F1+ F3; F24= F2+ F4

F1 ↗↙ F3; F2 ↗↙ F4 và F3 > F1; F2 > F4 nên:

F13= F3 – F1 = 7 – 5 = 2N

F24= F2 – F4 = 3 – 1 = 2N

F13↗↗ F3; F24↗↗ F2

F13F24

F= (F1+ F3) + (F2+ F4) = F13+ F24 có độ lớn:

Để học tốt Vật Lý 10 nâng cao | Giải bài tập Vật Lý 10 nâng cao Bai 6 Trang 63 Sgk Vat Ly 10 Nang Cao 2

F có hướng lập thành với F3 một góc α thỏa mãn:

Để học tốt Vật Lý 10 nâng cao | Giải bài tập Vật Lý 10 nâng cao Bai 6 Trang 63 Sgk Vat Ly 10 Nang Cao 3

Bài 7 (trang 63 sgk Vật Lý 10 nâng cao): Một chiếc mắc áo treo vào điểm chính giữa của dây thép AB. Khối lượng tổng cộng của mắc và áo là 3kg (hình 13.13). Biết AB = 4m, CD = 10cm. Tính lực kéo mỗi nửa sợi dây.

Để học tốt Vật Lý 10 nâng cao | Giải bài tập Vật Lý 10 nâng cao Bai 7 Trang 63 Sgk Vat Ly 10 Nang Cao

Lời giải:

Mắc và áo tác dụng lên điểm D một lực chính bằng trọng lượng tổng cộng của mắc và áo là P.

Ta phân tích P thành 2 lực thành phần F1F2, hai lực này có tác dụng làm căng dây DA và dây DB. Do điểm đặt của trọng lực P ở trung điểm của dây AB và phương P thẳng đứng nên F1 = F2F1 đối xứng F2 qua P.

Để học tốt Vật Lý 10 nâng cao | Giải bài tập Vật Lý 10 nâng cao Bai 7 Trang 63 Sgk Vat Ly 10 Nang Cao 1

Hình bình hành có hai cạnh liên tiếp bằng nhau là hình thoi.

Từ hình vẽ ta thấy:

Để học tốt Vật Lý 10 nâng cao | Giải bài tập Vật Lý 10 nâng cao Bai 7 Trang 63 Sgk Vat Ly 10 Nang Cao 2

Vậy F1 = F2 = 300,37N

 

Print Friendly, PDF & Email

Bài giải này có hữu ích với bạn không?

Bấm vào một ngôi sao để đánh giá!

Đánh giá trung bình / 5. Số lượt đánh giá:

Bài trước

– Chọn bài -Bài 13: Lực. Tổng hợp và phân tích lựcBài 14: Định luật I Niu-tơnBài 15: Định luật II Niu-tơnBài 16: Định luật III Niu-tơnBài 17: Lực hấp dẫnBài 18: Chuyển động của vật bị némBài 19: Lực đàn hồiBài 20: Lực ma sátBài 21: Hệ quy chiếu có gia tốc. Lực quán tínhBài 22: Lực hướng tâm và lực quán tính li tâm. Hiện tượng tăng, giảm, mất trọng lựcBài 23: Bài tập về động lực họcBài 24: Chuyển động của hệ vậtBài 25: Thực hành: Xác định hệ số ma sát

Bài tiếp

Bình luận

Chuyên mục: Kiến thức

Related Articles

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *

Check Also
Close
Back to top button