CÂN BẰNG CỦA VẬT RẮN DƯỚI TÁC DỤNG CỦA 3 LỰC KHÔNG SONG SONG
1. PHƯƠNG PHÁP GIẢI
a. Tổng hợp hai lực có giá đồng quy:
Muốn tổng hợp hai lực có giá đồng quy, trước hết ta phải trượt hai vật đó trên giá của chúng đến điểm đồng quy, rồi áp dụng quy tắc hình bình hành để tìm hợp lực.
b. Điều kiện cân bằng của một vật chịu tác dụng của ba lực không song song:
- Ba lực đó phải có giá đồng phẳng và đồng quy.
- Hợp lực của hai lực phải cân bằng với lực thứ ba.
\(\overrightarrow {{F_1}} + \overrightarrow {{F_2}} = - \overrightarrow {{F_3}} \)
2. VÍ DỤ MINH HỌA
Một vật có khối lượng m = 2kg được giữ yên trên một mặt phẳng nghiêng bởi một sợi dây song song với đường dốc chính (Hình 17.9). Biết góc nghiêng α = 30o, g = 9,8 m/s2 và ma sát là không đáng kể. Hãy xác đinh:
a) Lực căng của dây;
b) Phản lực của mặt phẳng nghiêng lên vật.
Giải
Các lực tác dụng lên vật gồm: Trọng lực \(\overrightarrow P \), phản lực \(\overrightarrow N \) và lực căng dây \(\overrightarrow T \)
Chọn hệ trục tọa độ Oxy như hình, phân tích \(\overrightarrow P \) thành hai thành phần \(\overrightarrow {{P_x}} ,\overrightarrow {{P_y}} \) như hình
Khi vật cân bằng, ta có: \(\overrightarrow P + \overrightarrow N + \overrightarrow T = \overrightarrow 0 \) (1)
Chiếu (1) theo các phương ta được:
+ Phương Ox: \({P_x} - T = 0\) (2)
+ Phương Oy: \( - {P_y} + N = 0\) (3)
a) Từ (2) ta suy ra lực căng của dây: \(T = {P_x}\)
Ta có: \(\sin \alpha = \dfrac{{{P_x}}}{P} \Rightarrow {P_x} = P\sin \alpha \)
Ta suy ra: \(T = P\sin \alpha = mg\sin \alpha = 2.9,8.\sin {30^0} = 9,8N\)
b) Từ (3) ta suy ra phản lực của mặt phẳng nghiêng lên vật: \(N = {P_y}\)
Ta có: \(cos\alpha = \dfrac{{{P_y}}}{P} \Rightarrow {P_y} = Pcos\alpha \)
Ta suy ra: \(N = Pcos\alpha = mgcos\alpha = 2.9,8.cos{30^0} = 16,97N\)
3. BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM
Câu 1: Có thể tổng hợp hai lực nếu hai lực đó
A. đồng quy.
B. không đồng quy.
C. đồng phẳng.
D. không đồng phẳng.
Câu 2: Hợp lực của hai lực đồng qui là một lực
A. bằng tổng độ lớn của hai lực.
B. bằng hiệu độ lớn của hai lực.
C. được xác định bất kì.
D. được xác định theo quy tắc hình bình hành.
Câu 3: Điều kiện nào sau đây là đủ để hệ ba lực tác dụng lên cùng một vật rắn là cân bằng?
A. Hợp lực của hai trong ba lực cân bằng với lực thứ ba.
B. Ba lực đồng quy.
C. Ba lực đồng phẳng và đồng quy.
D. Ba lực đồng phẳng .
Câu 4: Điều kiện cân bằng của vật rắn chịu tác dụng của ba lực song song là
A. hợp của hai lực phải ngược chiều với lực thứ ba.
B. ba lực phải đồng phẳng.
C. ba lực phải đồng qui.
D. hợp của hai lực bất kì phải cân bằng với lực thứ ba.
Câu 5: Chọn phát biểu sai khi nói về hệ lực cân bằng:
A. Hệ lực cân bằng là hệ lực có hợp lực của tất cả các lực tác dụng lên vật bằng 0.
B. Hai lực cân bằng là hai lực có cùng giá, cùng độ lớn, ngược chiều, tác dụng vào cùng một vật.
C. Ba lực cân bằng nhau thì giá của chúng phải đồng quy và đồng phẳng.
D. Bốn lực cân bằng thì nhất thiết các lực phải cân bằng nhau từng đôi một.
Câu 6: Hệ thức nào sau đây đúng với trường hợp tổng hợp 2 lực song song, cùng chiều:
A. F1d2 = F2d1; F = F1+F2.
B. F1d2 = F2d1; F = F1-F2.
C. F1d1 = F2d2; F = F1+F2.
D. F1d1 = F2d2; F = F1-F2.
Câu 7: Theo quy tắc hợp hai lực song song cùng chiều. Điểm đặt của hợp lực được xác định dựa trên biểu thức sau:
A. \(\frac{{{F}_{1}}}{{{F}_{2}}}=\frac{{{d}_{1}}}{{{d}_{2}}}\).
B. \(\frac{{{F}_{1}}}{{{F}_{2}}}=\frac{{{d}_{2}}}{{{d}_{1}}}\).
C. \(\frac{{{F}_{2}}}{{{F}_{1}}}=\frac{{{d}_{2}}}{{{d}_{1}}}\).
D. \(\frac{{{F}_{1}}}{{{d}_{1}}}=\frac{{{F}_{2}}}{{{d}_{2}}}\).
Câu 8: Treo thanh AB đồng chất có khối lượng 4kg bằng một sợi dây như hình. Biết AB = 45cm; a = 450. Lấy g = 10m/s2. Lực nén của thanh AB tác dụng lên tường và lực căng dây của dây BC lần lượt là
A.40N và 40N.
B.\(20\sqrt{2}\)N và\(20\sqrt{2}\)N.
C. 30 N và 30N.
D. \(10\sqrt{2}\)N và \(10\sqrt{2}\)N.
Câu 9: Một thanh gỗ đồng chất có trọng lượng P được đặt vào tường. Do tường và sàn đều không có ma sát nên người ta phải dùng một dây buộc đầu dưới B của thanh vào chân tường để giữ cho thanh đứng yên. Biết \(OA=OB\frac{\sqrt{3}}{2}\). Lực căng dây bằng
A.P.
B. \(\frac{P}{\sqrt{3}}\) .
C. \(\frac{2P}{\sqrt{3}}\) .
D.2P.
Câu 10: Một thanh AB đồng chất, khối lượng m= 2kg tựa lên hai mặt phẳng nghiêng không ma sát, với các góc nghiêng \(\alpha ={{30}^{0}}\) và \(\beta ={{60}^{0}}\). Biết giá của trọng lực của thanh đi qua giao tuyến O của hai mặt phẳng nghiêng. Lấy g = 10m/s2. Áp lực của thanh lên mặt nghiêng tại đầu A và đầu B lần lượt là
A.10N và \(10\sqrt{3}\)N.
B. 20N và 40N.
C. \(10\sqrt{3}\) N và 10N.
D. 40N và 20N.
ĐÁP ÁN
| Câu | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
| ĐA | A | D | A | D | D | C | B | B | B | A |
---(Hết)---
Trên đây là toàn bộ nội dung tài liệu Chuyên đề Cân bằng của vật rắn dưới tác dụng của 3 lực không song song 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.
