Phương pháp giải bài tập tổng hợp hai lực và ba lực không song song môn Vật lý 10 năm 2021-2022

− Phân tích tất cả các lực tác dụng lên vật

Theo điều kiên cân bằng: \({{\overrightarrow{F}}_{1}}+{{\overrightarrow{F}}_{2}}+{{\overrightarrow{F}}_{3}}=\overrightarrow{0}\)

Cách 1:

Ta có: 

\({\vec F_1} + {\vec F_2} + {\vec F_3} = \vec 0 \Rightarrow {\vec F_1} + {\vec F_2} = - {\vec F_3} \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l} {{\vec F}_{12}} \uparrow \downarrow {{\vec F}_3}\\ {F_{12}} = {F_3} \end{array} \right.\)

− Theo quy tắc tổng hợp hình bình hành, lực tổng hợp phải cân bằng với lực còn lại

− Sử dụng các tính chất trong tam giác để giải

Cách 2:

Chọn hệ quy chiếu Oxy

+ Chiếu lên Ox

+ Chiếu lên Oy

+ Xác định giá trị

C. T_BC = \(30\sqrt{3}\left( N \right); TAB = 10\sqrt{3}\left( N \right)\)                

D. T_BC = \(5\sqrt{3}\left( N \right); TAB = 10\left( N \right)\)

Hướng dẫn giải

Cách 1:

+ \(P=mg=3.10=30\,N\)

Biểu diễn các lực như hình vẽ.

+ Theo điều kiện cân bằng: \({{\overrightarrow{T}}_{Bc}}+{{\overrightarrow{T}}_{AB}}+\overrightarrow{P}=0\Rightarrow \overrightarrow{P}+\overrightarrow{T}=0\Rightarrow \left\{ \begin{align} & \overrightarrow{P}\uparrow \downarrow \overrightarrow{T} \\ & P=T \\ \end{align} \right.\)

+ \(\cos {{30}^{0}}=\frac{T}{{{T}_{BC}}}=\frac{P}{{{T}_{BC}}}\Rightarrow {{T}_{BC}}=\frac{P}{\cos {{30}^{0}}}=\frac{30}{\frac{\sqrt{3}}{2}}=20\sqrt{3}\left( N \right)\)

+ \(\sin {{30}^{0}}=\frac{{{T}_{AB}}}{{{T}_{BC}}}\Rightarrow {{T}_{AB}}=\sin {{30}^{0}}.{{T}_{BC}}=\frac{1}{2}.20.\sqrt{3}=10\sqrt{3}N\)

Cách 2: Chọn hệ quy chiếu Oxy như hình vẽ

+ Phân tích \({{\overrightarrow{T}}_{BC}}\) thành hai lực \({{\overrightarrow{T}}_{xBC}},{{\overrightarrow{T}}_{yBC}}\) như hình vẽ

+ Theo điều kiện cân bằng: \({{\overrightarrow{T}}_{BC}}+{{\overrightarrow{T}}_{AB}}+\overrightarrow{P}=0\)

\(\Rightarrow {{\overrightarrow{T}}_{xBC}}+{{\overrightarrow{T}}_{yBC}}+{{\overrightarrow{T}}_{AB}}+\overrightarrow{P}\)

+ Chiếu theo Ox: \({{T}_{AB}}-{{T}_{xBC}}=0\Rightarrow {{T}_{AB}}={{T}_{BC}}=\sin {{30}^{0}}\left( 1 \right)\)

+ Chiếu theo Oy: \({{T}_{yBC}}-P=0\Rightarrow \cos {{30}^{0}}.{{T}_{BC}}=P\)

\(\Rightarrow {{T}_{BC}}=\frac{P}{\cos {{30}^{0}}}=\frac{30}{\frac{\sqrt{3}}{2}}=20\sqrt{3}N\)

+ Thay vào (1) ta có: \({{T}_{AB}}=\frac{1}{2}.20.\sqrt{3}=10\sqrt{3}\left( N \right)\)

Câu 2. Cho một vật có khối lượng 6 kg được treo như hình vẽ, có bán kính 10 cm. Với dây treo có chiều dài 20 cm. Xác định lực căng của dây và lực tác dụng của vật lên tường. Lấy g = 10m/s2

A. \(T=40\sqrt{3}\left( N \right);N=20\sqrt{3}\left( N \right)\)                               

B. \(T=10\sqrt{3}\left( N \right);N=30\sqrt{3}\left( N \right)\)

C. \(T=20\sqrt{3}\left( N \right);N=40\sqrt{3}\left( N \right)\)                                

D. \(T=10\sqrt{3}\left( N \right);N=10\sqrt{3}\left( N \right)\)

Hướng dẫn giải

Cách 1:

+ P = mg \(=6.10=60\left( N \right);\sin \alpha =\frac{R}{\ell }=\frac{10}{20}=\frac{1}{2}\Rightarrow \alpha ={{30}^{0}}\)

• Biểu diễn các lực như hình vẽ

+ Theo điều kiện cân bằng: \(\overrightarrow{T}+\overrightarrow{N}+\overrightarrow{P}=\overrightarrow{0}\Rightarrow \overrightarrow{F}+\overrightarrow{T}=0\Rightarrow \left\{ \begin{align} & \overrightarrow{F}\uparrow \downarrow \overrightarrow{T} \\ & F=T \\ \end{align} \right.\)

+ \(\cos {{30}^{0}}=\frac{P}{F}\Rightarrow F=\frac{P}{\cos {{30}^{0}}}=\frac{60}{\frac{\sqrt{3}}{2}}=40\sqrt{3}\left( N \right)\Rightarrow T=40\sqrt{3}\left( N \right)\)

+ \(\sin {{30}^{0}}=\frac{N}{F}\Rightarrow N=F.\sin {{30}^{0}}=40\sqrt{3}.\frac{1}{2}=20\sqrt{3}N\)

Cách 2:

Chọn hệ quy chiếu Oxy như hình vẽ

+ Phân tích \({{\overrightarrow{T}}_{OB}}\) thành hai lực \({{\overrightarrow{T}}_{X}}+{{\overrightarrow{T}}_{Y}}+\overrightarrow{P}+\overrightarrow{N}=0\)

+ Chiếu theo Ox: \({{T}_{X}}-N=0\Rightarrow T.\sin {{30}^{0}}=N\left( 1 \right)\)

+ Chiếu theo Oy: \({{T}_{y}}-P=0\Rightarrow \cos {{30}^{0}}.T=P\Rightarrow T=\frac{P}{\cos {{30}^{0}}}=\frac{60}{\frac{\sqrt{3}}{2}}=40\sqrt{3}\left( N \right)\)

+ Thay vào (1): \(N=40\sqrt{3}.\frac{1}{2}=20\sqrt{3}\left( N \right)\)

3. LUYỆN TẬP

Câu 1. Thanh nhẹ AB nằm ngang được gắn vào tường tại A, đầu B nối với tường bằng dây BC không dãn. Vật có khối lượng m = 1,2 kg được treo vằo B bằng dây BD. Biết AB = 20cm, AC = 48cm. Tính lực căng của dây BC và lực nén lên thanh AB.

A. T=13N;N=5N   

B. T=10N;N=6N                

C. T=20N;N=8N        

D. T=12N;N=10N

Câu 2. Vật có khối lượng m = l,7kg được treo tại trung điểm c của dây AB như hình vẽ. Tìm lực căng của dây AC, BC theo α. Áp dụng với α = 30°

A. \({{T}_{1}}={{T}_{2}}=17N\)              

B. \({{T}_{1}}={{T}_{2}}=15N\)                 

C. \({{T}_{1}}={{T}_{2}}=10N\)    

D. \({{T}_{1}}={{T}_{2}}=12N\)

Câu 3. Vật có khối lượng m = l,7kg được treo tại trung điểm c của dây AB như hình vẽ. Tìm lực căng của dây AC, BC theo α. Áp dụng với α = 60°.

A. \({{T}_{1}}={{T}_{2}}=17N\)    

B. \({{T}_{1}}={{T}_{2}}=15N\)                  

C. \({{T}_{1}}={{T}_{2}}=10N\)

D. \({{T}_{1}}={{T}_{2}}=12N\)

Trên đây là trích dẫn một phần nội dung tài liệu Phương pháp giải bài tập tổng hợp hai lực và ba lực không song song môn Vật lý 10 năm 2021-2022. Để xem thêm nhiều tư liệu hữu ích khác, các em đăng nhập vào trang hoc247.net để tải tài liệu về máy tính.

Hy vọng tài liệu này sẽ giúp các em học sinh ôn tập tốt và đạt thành tích cao trong học tập.