CÂN BẰNG CỦA VẬT RẮN DƯỚI TÁC DỤNG CỦA 2 LỰC - TRỌNG TÂM
1. PHƯƠNG PHÁP GIẢI
a. Điều kiện cân bằng
- Muốn cho một vật chịu tác dụng của hai lực ở trạng thái cân bằng thì hai lực đó phải cùng giá, cùng độ lớn và ngược chiều.
\(\overrightarrow {{F_1}} = - \overrightarrow {{F_2}} \)
- Giá của lực là đường thẳng mang vectơ lực.
b. Xác định trọng tâm của một vật phẳng, mỏng bằng phương pháp thực nghiệm
Dựa vào điều kiện cân bằng trên bằng phương pháp thực nghiệm người ta có thể xác định trọng tâm của một vật phẳng, mỏng.
- Buộc dây lần lượt vào hai điểm khác nhau trên vật rồi lần lượt treo lên. Khi vật đứng yên, vẽ đường kéo dài của dây treo. Giao điểm của hai đường kéo dài này là trọng tâm của vật. Kí hiệu là G.
- Trọng tâm G của các vật phẳng, mỏng và có dạng hình học đối xứng nằm ở tâm đối xứng của vật.
2. BÀI TẬP VÍ DỤ
Bài 1: Cho biết trọng tâm của một số vật đồng chất và có dạng hình học đối xứng ?
Giải
Đối với những vật phẳng mỏng có dạng hình học đối xứng: hình tròn tam giác đều, hình vuông, hình chữ nhật thì trọng tâm của vật là tâm đối xứng của vật (tâm hình tròn, giao điểm các đường phân giác, giao điểm hai đường chéo…).
Bài 2: Nếu dây treo ở Hình 26.4 thẳng đứng, nhưng trọng tâm G không nằm trên đường kéo dài của dây treo thì vật có cân bằng không ? Hãy lí giải rõ.
Giải
Nếu dây treo ở Hình 26.4 thẳng đứng nhưng trọng tâm G không nằm trên đường kéo dài của dây treo thì hai lực \(\overrightarrow P \) và \(\overrightarrow T \) không thể trực đối, do đó vật không thể cân bằng.
Bài 3: Một người gánh hai thúng, một thúng gạo nặng 300 N, một thúng ngô nặng 200 N. Đòn gánh dài 1,5m. Hỏi vai người ấy phải đặt ở điểm nào để đòn gánh cân bằng và vai chịu một lực bao nhiêu ? Bỏ qua trọng lượng của đòn gánh.
Giải
Đòn gánh AB cân bằng dưới tác dụng của ba lực song song \(\overrightarrow {{F_1}} ;\overrightarrow {{F_2}} \); phản lực của vai lên đòn gánh \(\overrightarrow N \).
Áp dụng điều kiện cân bằng của vật rắn chịu tác dụng của ba lực song song, ta có :
\(\left\{ \matrix{ N = {F_1} + {F_2} = 500N \hfill \cr {{OA} \over {OB}} = {{{F_2}} \over {{F_1}}} = {2 \over 3} < = > {{AB} \over {OB}} = {5 \over 3} = > \left\{ \matrix{ OB = 0,9m \hfill \cr OA = 0,6m \hfill \cr} \right. \hfill \cr} \right.\)
Theo định luật III: N’ = N = 500 (N)
\(=>\) Vai chịu lực 500 N, đặt cách đầu A 0,6 m.
3. BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM
Câu 1: Chọn cách viết đúng trong các cách viết sau. Một quyển sách nằm cân bằng trên mặt bàn nằm ngang, phản lực N và trọng lực P tác dụng lên nó cân bằng nhau, khi đó:
A. \(\vec{N}=-\vec{P}\).
B. \(\vec{N}=\vec{P}\).
C. \(\left| {\vec{N}} \right|=-\left| {\vec{P}} \right|\).
D. N + P = 0.
Câu 2: Một quyển sách được đặt nằm yên trên mặt bàn nằm ngang. Hai lực cân bằng trong trường hợp này là
A. trọng lực tác dụng lên quyển sách và trọng lực tác dụng lên bàn.
B. trọng lực tác dụng lên quyển sách và phản lực của mặt bàn tác dụng lên quyển sách.
C. lực nén của quyển sách tác dụng lên mặt bàn và phản lực của mặt bàn tác dụng lên quyển sách.
D. lực nén của quyển sách tác dụng lên mặt bàn và trọng lượng của quyển sách.
Câu 3: Hai lực trực đối là hai lực
A. cùng giá, cùng chiều, có độ lớn bằng nhau.
B. có giá song song, ngược chiều, có độ lớn bằng nhau.
C. cùng giá, ngược chiều, có độ lớn bằng nhau.
D. có giá song song, cùng chiều, có độ lớn bằng nhau.
Câu 4: Điều kiện cân bằng của một vật có mặt chân đế là giá của trọng lực phải...mặt chân đế.
A. xuyên qua
B. song song
C. rơi ngoài
D. vuông góc
Câu 5: Điều kiện cân bằng của vật rắn chịu tác dụng của 2 lực, là 2 lực đó
A. ngược chiều.
B. song song, ngược chiều.
C. bằng nhau.
D. trực đối.
Câu 6: Khi một lực có giá không đổi tác dụng vào một vật rắn, yếu tố nào kể sau của lực đó có thể thay đổi mà không ảnh hưởng đến tác dụng của lực?
A. Điểm đặt
B. Điểm đặt và độ lớn
C. Chiều
D. Độ lớn
Câu 7: Trong các vật sau đây, vật nào có điểm đặt của trọng lực không nằm trên vật?
A. Một hình trụ rỗng.
B. Một thanh thẳng, đồng chất, tiết diện đều.
C. Một hình trụ đặc, đồng chất.
D. Một khối cầu đồng chất.
Câu 8: Vật rắn với hình dạng nào sau đây có trọng tâm không nằm trên vật?
A. Hình tròn mỏng đồng chất.
B. Hình vuông mỏng đồng chất.
C. Vành tròn mảnh đồng chất.
D. Hình cầu đồng chất.
Câu 9: Tìm phương án sai: Vị trí trọng tâm của một tấm mỏng phẳng đồng chất, có dạng hình học đối xứng
A. trùng với tâm đối xứng của vật
B. ở trên trục đối xứng của vật.
C. phải là một điểm của vật.
D. không phụ thuộc vào khối lượng của vật.
Câu 10: Vị trí trọng tâm của một tấm mỏng phẳng không đồng chất, có dạng hình học đối xứng
A. trùng với tâm đối xứng của vật.
B. ở trên trục đối xứng của vật.
C. phải là một điểm của vật.
D. phụ thuộc sự phân bố của khối lượng vật.
Câu 11: Tìm phương án sai:
A. Một vật cân bằng không bền là khi nó bị lệch khỏi vị trí cân bằng đó thì trọng lực tác dụng lên nó kéo nó ra xa khỏi vị trí đó.
B. Một vật bị lệch khỏi trạng thái cân bằng không bền thì không tự trở về được vị trí đó.
C. Cân bằng không bền có trọng tâm ở vị trí thấp nhất so với các điểm lân cận.
D. Nghệ sỹ xiếc đang biểu diễn thăng bằng trên dây là thăng bằng không bền.
ĐÁP ÁN
| Câu | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 |
| ĐA | A | B | C | A | D | A | A | C | C | D | C |
---(Hết)---
Trên đây là toàn bộ nội dung tài liệu Chuyên đề Cân bằng của vật rắn dưới tác dụng của 2 lực - Trọng tâm môn Vật Lý 10 năm 2021. Để xem thêm nhiều tư liệu hữu ích khác, các em đăng nhập vào trang Chúng tôi 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.
