Vật lý 10 Bài 9: Tổng hợp và phân tích lực. Điều kiện cân bằng của chất điểm


Ở các bài học trước chúng ta đã được tìm hiểu, khi vật chịu tác dụng của một lực thì vật chuyển động với vận tốc v. Vậy nếu như vật chịu tác dụng của hai lực thì vật sẽ chuyển động như thế nào?

Bài học hôm nay sẽ giúp chúng ta biết cách tìm tổng của hai lực. Việc tổng hợp được hai lực có ý nghĩa như thế nào ? Chúng ta sẽ có câu trả lời sau khi nghiên cứu nội dung bài học ngày hôm nay.

Mời các em cùng nhau tìm hiểu nội dung của Bài 9: Tổng hợp và phân tích lực .Điều kiện cân bằng của chất điểm.

Tóm tắt lý thuyết

1.1. Lực. Cân bằng lực.

  • Lực là đại lượng véc tơ đặc trưng cho tác dụng của vật này lên vật khác mà kết quả là gây ra gia tốc cho vật hoặc làm cho vật biến dạng.

  • Các lực cân bằng là các lực khi tác dụng đồng thời vào một vật thì không gây ra gia tốc cho vật.

  • Hai lực cân bằng là hai lực cùng tác dụng lên một vật, cùng giá, cùng độ lớn và ngược chiều.

  • Đơn vị của lực là niutơn (N)

1.2. Tổng hợp lực.

1.2.1. Thí nghiệm.

  • Thực hiện thí nghiệm theo hình 9.5: Vòng nhẫn O (coi như chất điểm) đứng yên dưới tác dụng của 3 lực  \({\overrightarrow F _1},\overrightarrow {{F_2}} ,\overrightarrow {{F_3}} \) ( có độ lớn bằng trọng lượng của 3 nhóm quả cân)

1.2.2. Định nghĩa.

  • Tổng hợp lực là thay thế các lực tác dụng đồng thời vào cùng một vật bằng một lực có tác dụng giống hệt các lực ấy.

  • Lực thay thế này gọi là hợp lực.

  • Hợp lực có giá trị lớn nhất khi hai lực cùng phương cùng chiều và nhỏ nhất khi hai lực cùng phương ngược chiều.

  • Hợp lực của hai lực đồng quy có giá trị lớn hơn hợp lực của hai lực cùng phương, ngượcchiều như lớn hơn hợp lực của hai lực cùng phương, cùng chiều.

1.2.3. Qui tắc hình bình hành.

  • Nếu hai lực đồng qui làm thành hai cạnh của một hình bình hành, thì đường chéo kể từ điểm đồng qui biểu diễn hợp lực của chúng

\(F = \overrightarrow {{F_1}} {\rm{ }} + \overrightarrow {{F_2}} {\rm{ }}\)

1.3. Điều kiện cân bằng của chất điểm.

  • Muốn cho một chất điểm đứng cân bằng thì hợp lực của các lực tác dụng lên nó phải bằng không

\(F = \overrightarrow {{F_1}}  + \overrightarrow {{F_2}}  + ... + \overrightarrow {{F_n}}  = 0\)

1.4. Phân tích lực.

1.4.1. Định nghĩa.

  •   Phân tích lực là thay thế một lực bằng hai hay nhiều lực có tác dụng giống hệt như lực đó.

  •   Các lực thay thế gọi là các lực thành phần.

1.4.2. Phân tích một lực thành hai lực thành phần trên hai phương cho trước

1.4.3. Chú ý.

  • Khi phân tích lực phải xác định được lực có tác dụng theo hai phương nào rồi chỉ phân tích theo hai phương ấy.

Bài tập minh họa

Bài 1

Độ lớn của hợp lực hai lực đồng qui hợp với nhau góc \(\alpha \)  là :

A. \(F_{}^2 = {F_1}^2 + F_2^2 + 2{F_1}{F_2}\cos \alpha \)

B. \(F_{}^2 = {F_1}^2 + F_2^2 - 2{F_1}{F_2}\)cos\(\alpha \)

C. \(F = {F_1} + F_2^{} + 2{F_1}{F_2}\)

D. \(F_{}^2 = {F_1}^2 + F_2^2 - 2{F_1}{F_2}\)cos\(\alpha \)

Hướng dẫn giải:

Chọn đáp án A

\(F_{}^2 = {F_1}^2 + F_2^2 + 2{F_1}{F_2}\cos \alpha \)

Bài 2

Một vật có trọng lượng P = 20N được treo vào một vòng nhẫn (coi là chất điểm).Vòng nhẫn được giữ yên bằng hai dây OA và OB (Hình 9.11). Biết dây OA nằm ngang và hợp với dây OB một góc là 1200. Tìm lực căng của hai dây OA và OB.

Hình 9.11 bài 8 trang 58 SGK Vật lí lớp 10

Hướng dẫn giải:

  • Để hệ cân bằng:  +  +  =  

  • Mặt khác:   +  =  

  • Xét tam giác OTAQ: Ta có:

tg\(\alpha \) =  ⇒  = 

 

  =  = 11,54N ⇒    ≈ 11,6N

\(+ sin \alpha\) =  ⇒   =  

⇒  =  =  = 23,09N

⇒   ≈  23,1N

3. Luyện tập Bài 9 Vật lý 10

Qua bài giảng Tổng hợp và phân tích lực .Điều kiện cân bằng của chất điểm  này, các em cần hoàn thành 1 số mục tiêu mà bài đưa ra như :

  • Phát biểu được: định nghĩa lực, định nghĩa phép tổng hợp lực và phép phân tích lực.

  • Nắm được quy tắc hình bình hành.

  • Hiểu được điều kiện cân bằng của một chất điểm.

  • Vận dụng được quy tắc hình bình hành để tìm hợp lực của hai lực đồng quy hoặc để phân tích một lực thành hai lực đồng quy.

3.1. Trắc nghiệm

Các em có thể hệ thống lại nội dung kiến thức đã học được thông qua bài kiểm tra Trắc nghiệm Vật lý 10 Bài 9 cực hay có đáp án và lời giải chi tiết. 

Câu 6- Câu 14: Xem thêm phần trắc nghiệm để làm thử Online 

3.2. Bài tập SGK và Nâng cao 

Các em có thể xem thêm phần hướng dẫn Giải bài tập Vật lý 10 Bài 9 để giúp các em nắm vững bài học và các phương pháp giải bài tập.

Bài tập 1 trang 58 SGK Vật lý 10

Bài tập 2 trang 58 SGK Vật lý 10

Bài tập 3 trang 58 SGK Vật lý 10

Bài tập 4 trang 58 SGK Vật lý 10

Bài tập 5 trang 58 SGK Vật lý 10

Bài tập 6 trang 58 SGK Vật lý 10

Bài tập 7 trang 58 SGK Vật lý 10

Bài tập 8 trang 58 SGK Vật lý 10

Bài tập 9 trang 58 SGK Vật lý 10

4. Hỏi đáp Bài 9 Chương 2 Vật lý 10

Trong quá trình học tập nếu có thắc mắc hay cần trợ giúp gì thì các em hãy comment ở mục Hỏi đáp, Cộng đồng Vật lý HOC247 sẽ hỗ trợ cho các em một cách nhanh chóng!

Chúc các em học tập tốt và luôn đạt thành tích cao trong học tập!

  • Hãy tìm hợp lực của ba lực cho trên hình 21.

                Biết \({F_1} = {F_2} = 40N;{F_3} = 20N\)  và góc \(\alpha  = {30^o}\) .

     

    Theo dõi (0) 1 Trả lời
  • Ai chỉ mình hướng làm bài này với nhé. Thanks nhiều

    Phân tích lực \(\overrightarrow F \) thành hai lực \({\overrightarrow F _1}\) và  \({\overrightarrow F _2}\)  theo hai phương OA và OB (Hình vẽ). Tìm độ lớn của hai thành phần này, biết F = 60N

    Theo dõi (0) 1 Trả lời
  • Cho hỏi bài này làm sao đây ạ ?

    Cho hai lực đồng quy có cùng độ lớn . Góc giữa hai lực bằng bao nhiêu thì hợp lực cũng có độ lớn bằng F. Vẽ hình minh họa.

    Theo dõi (0) 1 Trả lời

-- Mod Vật Lý 10 HỌC247

Được đề xuất cho bạn