Giải SGK Vật Lí 10 Bài 13 (Kết nối tri thức): Tổng hợp và phân tích lực. Cân bằng lực

Giải bài tập Vật lí lớp 10 Bài 13: Tổng hợp và phân tích lực. Cân bằng lực

Video bài giảng Tổng hợp và phân tích lực. Cân bằng lực – Kết nối tri thức

Giải vật lí 10 trang 56 Tập 1 Kết nối tri thức

I. Tổng hợp lực – hợp lực tác dụng

Câu hỏi trang 56 Vật Lí 10: Tại sao lực đẩy của người bố trong hình 13.1b có tác dụng như lực đẩy của hai anh em?

(ảnh 1)

Phương pháp giải:

Quan sát hình 13.1 để trả lời.

Lời giải:

Lực đẩy của người bố trong hình có tác dụng như lực đẩy của hai anh em vì người bố khỏe, lực đẩy của bố bằng tổng lực đẩy của hai anh em cộng lại.

Giải vật lí 10 trang 57 Tập 1 Kết nối tri thức

Câu hỏi 1 trang 57 Vật Lí 10: Dựa vào Hình 13.2, hãy nêu cách xác định độ lớn và chiều của hợp lực trong hai trường hợp:

a) Vật chịu tác dụng của hai lực cùng phương, cùng chiều (Hình 13.2a)

b) Vật chịu tác dụng của hai lực cùng phương, ngược chiều (Hình 13.2b)

(ảnh 1)

Phương pháp giải:

Quan sát hình 13.2 để trả lời.

Lời giải:

– Hình 13.2a: Vật chịu tác dụng của hai lực cùng phương, cùng chiều nên lực tổng hợp cũng cùng phương, cùng chiều với hai lực thành phần và có độ lớn bằng tổng của hai lực thành phần cộng lại: $F = F_{1} + F_{2}$

– Hình 13.2b: Vật chịu tác dụng của hai lực cùng phương, ngược chiều nên lực tổng hợp sẽ có chiều giống với lực thành phần có độ lớn lớn hơn. Độ lớn: $F = | F_{1} - F_{2} |$

Câu hỏi 2 trang 57 Vật Lí 10: Nêu quy tắc tổng hợp hai lực cùng phương.

Phương pháp giải:

Quan sát hình 13.2 để trả lời.

Lời giải:

Quy tắc tổng hợp hai lực cùng phương:

Lực tổng hợp của hai lực $\vec{F_{1}}, \vec{F_{2}}$ cùng phương là một lực $\vec{F}$

– Phương: cùng phương với hai lực thành phần

– Chiều:

+ $\vec{F_{1}} ↑↑ \vec{F_{2}} \Rightarrow \vec{F} ↑↑ \vec{F_{1}}, \vec{F_{2}}$

+ $\vec{F_{1}} ↑↓ \vec{F_{2}}$ : thì $\vec{F}$ sẽ cùng chiều với lực có độ lớn lớn hơn

– Độ lớn:

+ $\vec{F_{1}} ↑↑ \vec{F_{2}} \Rightarrow F = F_{1} + F_{2}$

+ $\vec{F_{1}} ↑↑ \vec{F_{2}} \Rightarrow F = | F_{1} - F_{2} |$

Nếu hợp lực có độ lớn F = 10N thì góc giữa hai lực $\vec{F_{1}}$ và $\vec{F_{2}}$ bằng bao nhiêu? Vẽ hình minh họa.

Phương pháp giải:

Vận dụng cách tổng hợp hai lực đồng quy.

Lời giải:

Ta thấy: $10^{2} = \sqrt{6^{2} + 8^{2}} \Rightarrow F^{2} = \sqrt{F_{1}^{2} + F_{2}^{2}}$

Suy ra $F_{1} ⊥ F_{2}$

(ảnh 1)

Câu hỏi 2 trang 57 Vật Lí 10: Giả sử lực kéo của mỗi tàu kéo ở đầu bài đều có độ lớn bằng 8000 N và góc giữa hai dây cáp bằng $30^{0}$ .

a) Biểu diễn các lực kéo của mỗi tàu và hợp lực tác dụng vào tàu chở hàng.

b) Tính độ lớn của hợp lực của hai lực kéo.

c) Xác định phương và chiều của hợp lực.

d) Nếu góc giữa hai dây cáp bằng $90^{0}$ thì hợp lực của hai lực kéo có phương, chiều và độ lớn như thế nào?

Phương pháp giải:

Vận dụng cách tổng hợp hai lực đồng quy.

Lời giải:

Biểu diễn các lực kéo của mỗi tàu và hợp lực tác dụng vào tàu trở hàng :

(ảnh 1)

Độ lớn của hợp lực là:

$F = \sqrt{F_{1}^{2} + F_{2}^{2} + 2 F_{1} F_{2} \cos (F_{1}, F_{2})}$

$\Leftrightarrow F = \sqrt{8000^{2} + 8000^{2} + 2.8000.8000. \cos 30^{0}}$

$\Leftrightarrow F = 15455 (N)$

Hợp lực có:

– Chiều: hướng về phía trước

– Phương: hợp với $\vec{F_{1}}$ góc $15^{0}$

d) Nếu góc giữa hai dây cáp bằng $90^{0}$ thì hợp lực có:

– Phương: xiên

– Chiều hướng sang trái hoặc phải.

– Độ lớn: $F = \sqrt{F_{1}^{2} + F_{2}^{2}}$

Giải vật lí 10 trang 58 Tập 1 Kết nối tri thức

II. Các lực cân bằng và không cân bằng

a) Có những lực nào tác dụng lên quyển sách?

b) Các lực này có cân bằng không? Vì sao?

(ảnh 1)

Phương pháp giải:

Quan sát hình 13.5

Lời giải:

a) Các lực tác dụng lên quyển sách gồm: Trọng lực $\vec{P}$ , phản lực $\vec{N}$ của bàn.

b) Các lực này có cân bằng vì quyển sách nằm yên.

Câu hỏi 1 trang 58 Vật Lí 10: Một ô tô chịu một lực F1 = 400N hướng về phía trước và một lực F2 = 300N hướng về phía sau (Hình 13.6). Hỏi hợp lực tác dụng lên ô tô có độ lớn bằng bao nhiêu và hướng về phía nào?

(ảnh 1)

Phương pháp giải:

Sử dụng quy tắc tổng hợp hai lực cùng phương, ngược chiều.

Lời giải:

Ta thấy: $\vec{F_{1}} ↑↓ \vec{F_{2}} \Rightarrow F = | F_{1} - F_{2} | = | 400 - 300 | = 100 N$

Và có chiều hướng về phía trước.

Câu hỏi 2 trang 58 Vật Lí 10: Quan sát cặp tình huống ở Hình 13.7.

a) Tình huống nào có hợp lực khác 0?

b) Mô tả sự thay đổi vận tốc (độ lớn, hướng) của mỗi vật trong hình, nếu có.

(ảnh 2)

Phương pháp giải:

– Quan sát hình 13.7.

– Vận dụng lý thuyết các lực cân bằng và không cân bằng.

Lời giải:

Tình huống có hợp lực khác 0 là:

– Dùng tay đẩy để bút chì chuyển động nhanh dần

– Qủa bóng vừa rơi khỏi mép bàn.

– Dùng tay đẩy để bút chì chuyển động nhanh dần: độ lớn vận tốc sẽ tăng dần, hướng chuyển động về phía trước.

– Quả bóng vừa rơi khỏi mép bàn: độ lớn vận tốc tăng dần, hướng chuyển động theo phương thẳng đứng hướng xuống.

Giải vật lí 10 trang 59 Tập 1 Kết nối tri thức

III. Phân tích lực

Câu hỏi trang 59 Vật Lí 10: Một vật được giữ yên trên một mặt phẳng nhẵn bởi một lò xo (Hình 13.9).

(ảnh 1)

1. Có những lực nào tác dụng lên vật?

Phương pháp giải:

Vận dụng quy tắc phân tích lực.

Lời giải:

Các lực tác dụng lên vật gồm: trọng lực $\vec{P}$ , phản lực $\vec{N}$ , lực kéo $\vec{F}$ , lực đàn hồi của lò xo.

2. Phân tích trọng lực tác dụng lên vật thành hai lực thành phần và nêu rõ tác dụng của hai lực này.

Phương pháp giải:

Vận dụng quy tắc phân tích lực.

Lời giải:

Thành phần $\vec{P_{1}}$ có tác dụng kéo vật chuyển động xuống phía dưới.

Thành phần $\vec{P_{2}}$ có tác dụng giữ vật trên mặt phẳng nghiêng.

Xem thêm các bài giải SGK Vật lí lớp 10 Kết nối tri thức hay, chi tiết khác:

Bài 12: Chuyển động ném

Bài 14: Định luật 1 Newton

Bài 15: Định luật 2 Newton

Bài 16: Định luật 3 Newton

Bài liên quan:

Leave a Comment Hủy