TỔNG HỢP VÀ PHÂN TÍCH LỰC - ĐIỀU KIỆN CÂN BẰNG CỦA CHẤT ĐIỂM
I. LÝ THUYẾT
1. Lực. Cân bằng lực
- Lực là đại lượng vectơ 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.
Ví dụ:
Khi kéo dây cung:
Lực kéo của tay làm cung biến dạng, dây cung căng ra.
Lực căng của dây (lực đàn hồi) làm mũi tên bay đi
- Các lực cân bằng là các lực khi tác dụng đồng thời vào một vật thì không gây ra gia tốc cho vật.
- Đường thẳng mang vectơ lực gọi là giá của lực.
Hai lực cân bằng là hai lực cùng tác dụng lên một vật, cùng giá, cùng độ lớn và ngược chiều.
Ví dụ: Treo một quả nặng lên một sợi dây như hình vẽ. Lúc này con lắc chịu tác dụng của hai lực cân bằng: Trọng lực và lực căng dây.
- Đơn vị của lực là Niutơn (N)
2. Tổng hợp lực
a) 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.
b) Quy tắc hình bình hành
Nếu hai lực đồng quy làm thành cạnh của một hình bình hành, thì đường chéo kể từ điểm đồng quy biểu diễn hợp lực của chúng.
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 0:
\(\overrightarrow F = \overrightarrow {{F_1}} + \overrightarrow {{F_2}} + ... = \overrightarrow 0 \)
4. Phân tích lực
a) 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.
b) Phân tích một lực thành hai lực thành phần trên hai phương cho trước
Muốn phân tích lực \(\overrightarrow {{F_3}} \) thành hai lực thành phần \(\overrightarrow {F{'_1}} \) và \(\overrightarrow {F{'_2}} \) theo hai phương MO và NO, ta làm như sau: Từ đầu mút C của vectơ \(\overrightarrow {{F_3}} \) ta kẻ hai đường thẳng song song với hai phương đó, chúng cắt những phương này tại các điểm E và G. Các vec tơ \(\overrightarrow {OE} \) và \(\overrightarrow {OG} \) biểu diễn các lực thành phần \(\overrightarrow {F{'_1}} \) và \(\overrightarrow {F{'_2}} \).
II. TRẮC NGHIỆM VẬN DỤNG
Câu 1: Khi nói về phép phân tích lực, phát biểu nào sau đây sai?
A. Phân tích lực là thay thế một lực bằng hai hay nhiều lực có tác dụng giống hệt như lực đó.
B. Khi phân tích một lực thành hai lực thành phần thì phải tuân theo quy tắc hình bình hành.
C. Khi phân tích một lực thành hai lực thành phần thì hai lực thành phần làm thành hai cạnh của hình bình hành.
D. Phân tích lực là phép thay thế các lực tác dụng đồng thời vào vật bằng một lực như các lực đó.
Câu 2: Một chất điểm chịu tác dụng đồng thời của hai lực thành phần có độ lớn F1 và F2 thì hợp lực F của chúng luôn có độ lớn thỏa mãn hệ thức:
\(\begin{array}{l} A.\,\,F = {F_1}^2 + {F_2}^2\\ \underline B .\left| {{F_1} - {F_2}} \right| \le F \le {F_1} + F\\ C.F = {F_1} + F\\ D.\,\,F = \sqrt {{F_1}^2 + {F_2}^2} \end{array}\)
Câu 3: Hai lực đồng quy \(\overrightarrow {{F_1}} \) và \(\overrightarrow {{F_2}} \) hợp với nhau một góc α, hợp lực của hai lực này có độ lớn là:
\(\begin{array}{l} A.\,\,F = {F_1}^2 + {F_2}^2\\ B.F = {F_1} - F\\ C.F = \sqrt {{F_1}^2 + {F_2}^2} \\ \underline D .\,\,F = \sqrt {{F_1}^2 + {F_2}^2 + 2{F_1}{F_2}\cos \alpha } \end{array}\)
Câu 4: Một chất điểm chuyển động dưới tác dụng của hai lực có giá đồng quy \(\overrightarrow {{F_1}} \) và \(\overrightarrow {{F_2}} \) thì vectơ gia tốc của chất điểm
A. cùng phương, cùng chiều vs lực \(\overrightarrow {{F_2}} \)
B. cùng phương, cùng chiều với lực \(\overrightarrow {{F_1}} \)
C. cùng phương, cùng chiều với phương và chiều của hợp lực giữa \(\overrightarrow {{F_2}} \) và \(\overrightarrow {{F_1}} \)
D. cùng phương, ngược chiều với phương và chiều của hợp lực giữa \(\overrightarrow {{F_2}} \) và \(\overrightarrow {{F_1}} \)
Câu 5: Một chất điểm chịu tác dụng đồng thời của hai lực thành phần vuông góc với nhau có độ lớn lần lượt là F1 = 15 N và F2. Biết hợp lực trên có độ lớn là 25 N. Giá trị của F2 là
A. 10 N.
B. 20 N.
C. 30 N.
D. 40 N.
Câu 6: Hai lực có giá đồng quy có độ lớn là 3 N là 4 N và có phương vuông góc với nhau. Hợp lực của hai lực này có độ lớn là
A. 7 N.
B. 5 N.
C. 1 N.
D. 12 N.
Câu 7: Hai lực có giá đồng quy có độ lớn F1 = F2 = 10 N, có \(\left( {\overrightarrow {{F_1}} ,\overrightarrow {{F_2}} } \right)\) = 60°. Hợp lực của hai lực này có độ lớn là
A. 17,3 N.
B. 20 N.
C. 14,1 N.
D. 10 N.
Câu 8: Hai lực có giá đồng quy có độ lớn 7 N và 13 N. Độ lớn hợp lực của hai lực này không thể có giá trị nào sau đây?
A. 7 N.
B. 13 N.
C. 20 N.
D. 22 N.
Câu 9: Một chất điểm chịu tác dụng của hai lực thành phần có độ lớn 6 N là 8 N. Biết hợp lực của hai lực này có giá trị 10 N, góc tạo bởi hai lực này là
A. 90o.
B. 30o.
C. 45o.
D. 60o.
Câu 10: Hợp lực của hai lực có độ lớn F và 2F có thể
A. nhỏ hơn F
C. vuông góc với lực F
B. lớn hơn 3F
D. vuông góc với lực 2F
----------
Trên đây là toàn bộ nội dung tài liệu Lý thuyết và bài tập Tổng hợp và phân tích lực - Điều kiện cân bằng của chất điểm môn Vật Lý 10 năm 2020, để theo dõi nhiều tài liệu tham khảo hữu ích khác vui lòng đăng nhập vào hệ thống Chúng tôi chọn chức năng xem online hoặc tải về máy!
Chúc các em học tập thật tốt!
