TỔNG HỢP, PHÂN TÍCH LỰC – VẬT CHUYỂN ĐỘNG CHỈ DƯỚI TÁC DỤNG CỦA MỘT LỰC
1. PHƯƠNG PHÁP
* Các công thức
+ Lực tổng hợp: \(\overrightarrow{F}=\overrightarrow{{{F}_{1}}}+\overrightarrow{{{F}_{2}}}+..+\overrightarrow{{{F}_{n}}}\)
+ Quy tắc hình bình hành: Nếu hai lực đồng quy làm thành hai cạnh của một hình bình hành, thì đường chéo kẻ từ điểm đồng quy biểu diễn hợp lực của chúng: \(\overrightarrow{F}=\overrightarrow{{{F}_{1}}}+\overrightarrow{{{F}_{2}}}\) ; với F2 = F12 + F22 + 2F1F2cosa.; F1 + F2 ≥ F ≥ |F1 – F2|.
+ Định luật II Niu-tơn cho vật chỉ chịu tác dụng của một lực: a = F/m
* Phương pháp giải
Để tìm lực trong bài toán tổng hợp, phân tích lực hoặc trong bài toán cân bằng của chất điểm trước hết ta viết biểu thức (véc tơ) của lực tổng hợp hoặc điều kiện cân bằng của chất điểm sau đó dùng phép chiếu hoặc hệ thức lượng trong tam giác để chuyển biểu thức véc tơ về biểu thức đại số từ đó suy ra và tính lực cần tìm.
Để tìm lực hoặc gia tốc trong trường hợp vật chỉ chịu tác dụng của một lực ta sử dụng biểu thức định luật II Niu-tơn dạng đại số để giải.
2. BÀI TẬP VÍ DỤ
Bài tập 1. Tính hợp lực của hai lực đồng quy F1=16 N; F2=12 N trong các trương hợp góc hợp bởi hai lực lần lượt là α=0o; 60o; 120o; 180o. Xác định góc hợp giữa hai lực để hợp lực có độ lớn 20N.
Hướng dẫn
F= \(\sqrt{F_{1}^{2}+F_{2}^{2}+2{{F}_{1}}{{F}_{2}}\cos \alpha }\)
Khi α=0o; F =28 N.
Khi α=60o; F=24,3 N.
Khi α=120o; F=14,4 N.
Khi α=180o; F=F1 - F2=4 N.
Khi F=20N => α=90o
Bài tập 2. Tính hợp lực của ba lực đồng qui trong một mặt phẳng. Biết góc hợp giữa 1 lực với hai lực còn lại đều là các góc 60o và độ lớn của ba lực đều bằng 20N.
Hướng dẫn
F12=2F1cos(60o/2)=20 √3N
\((\overrightarrow{{{F}_{2}}};\overrightarrow{{{F}_{12}}})\)=30o => \((\overrightarrow{{{F}_{12}}};\overrightarrow{{{F}_{3}}})=\)90o
F=\(\sqrt{F_{12}^{2}+F_{3}^{2}}\) =40 N.
Bài tập 3. Cho vật rắn khối lượng 8kg nằm cân bằng như hình vẽ. Lấy g=10m/s2, Tính lực căng dây của các dây.
Hướng dẫn
TAC=\(\frac{P}{\cos {{30}^{0}}}\)= 93,4 N.
TAB=TAC.cos60o=46,2 N.
Bài tập 4. Vật rắn nằm cân băng như hình vẽ, góc hợp bởi lực căng của dây là 150°. Tính trọng lượng của vật biết độ lớn lực căng của hai dây là 200N.
Hướng dẫn
T1=T2= T = 200N; α=150o
\(\overrightarrow{{{T}_{1}}}+\overrightarrow{{{T}_{2}}}+\vec{P}=0\)
=> P = T12= 2Tcos(150o/2)=103,5 (N)
Bài tập 5. Vật rắn 12kg nằm cân bằng như hình vẽ, biết AB=40cm; AC=30 cm, g=10 m/s2. Tính lực đàn hồi của thanh AB và thanh BC.
Hướng dẫn
AB=40cm; AC=30 cm, g=10 m/s2
=> BC=50cm
\(\vec{P}+\overrightarrow{{{T}_{AB}}}+\overrightarrow{{{T}_{BC}}}=\vec{0}\)
P=TBCsinα => TBC=200 N.
TAB=TBCcosα => TAB=160 N.
3. BÀI TẬP TỰ LUYỆN
1. Cho hai lực đồng quy có độ lớn F1 = 16 N; F2 = 12 N.
a) Tìm độ lớn của hợp lực của hai lực này khi chúng hợp với nhau một góc a = 00; 600; 1200; 1800.
b) Tìm góc hợp giữa hai lực này khi hợp lực của chúng có độ lớn 20 N.
2. Cho ba lực đồng qui cùng nằm trong một mặt phẵng có độ lớn bằng nhau và bằng 20 N. Tìm hợp lực của chúng biết rằng lực \(\overrightarrow{{{F}_{2}}}\) làm thành với hai lực \(\overrightarrow{{{F}_{1}}}\) và \(\overrightarrow{{{F}_{3}}}\) những góc đều là 600.
3. Cho vật nặng khối lượng m = 8 kg được treo trên các đoạn dây như hình vẽ. Tính lực căng của các đoạn dây AC và BC. Lấy g = 10 m/s2.
4. Một lực không đổi 0,1 N tác dụng lên vật có khối lượng 200 g lúc đầu đang chuyển động với vận tốc 2 m/s. Tính:
a) Vận tốc và quãng đường mà vật đi được sau 10 s.
b) Quãng đường mà vật đi được và độ biến thiên vận tốc của vật từ đầu giây thứ 5 đến cuối giây thứ 10.
...
---(Nội dung đầy đủ và chi tiết, các em vui lòng xem tại online hoặc tải về)---
Trên đây là trích dẫn một phần nội dung tài liệu Chuyên đề Tổng hợp và phân tích lực – Vật chuyển động chỉ dưới tác dụng của một lực 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.
