giáo trình giảng dạy chuyên đề 3 tĩnh học vật rắn

GIÁO TRÌNH GIẢNG DẠY GIÁO VIÊN: CAO TIẾN LINHCHUYÊN ĐỀ 3: TĨNH HỌC VẬT RẮN CHỦ ĐỀ 1: CÂN BẰNG CỦA VẬT DƯỚI TÁC DỤNG CỦA HAI VÀ BA LỰC KHÔNG SONG SONG A.. TÓM TẮT LÝ THUYẾT  VẬT RẮN: là

Trang 1

GIÁO TRÌNH GIẢNG DẠY GIÁO VIÊN: CAO TIẾN LINH

CHUYÊN ĐỀ 3: TĨNH HỌC VẬT RẮN

CHỦ ĐỀ 1: CÂN BẰNG CỦA VẬT DƯỚI TÁC DỤNG CỦA HAI VÀ BA LỰC KHÔNG SONG SONG

A TÓM TẮT LÝ THUYẾT

 VẬT RẮN: là vật mà khoảng cách giữa hai điểm bất kì của vật không thay đổi

trong suốt quá trình đứng yên hay chuyển động

 ĐIỀU KIỆN CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CHỊU

TÁC DỤNG CỦA HAI LỰC

- Muốn cho một vật chịu tác dụng của hai lực ở

trạng thái cân bằng thì hai lực đó phải cùng giá,

+ Sử dụng dây dọi để xác định trọng tâm G của vật

rắn bằng cách treo vào các điểm khác nhau trên

vật rắn, sau đó vẽ lại phương dây dọi, giao điểm

của các đường đánh dấu là trọng tâm của vật rắn

Điều kiện cân bằng của vật rắn dưới tác dụng của ba

lực không song song

Muốn cho một vật chịu tác dụng của ba lực không

song song ở trạng thái cân bằng thì:

- Ba lực đó phải có giá đồng phẳng và đồng quy

- Hợp lực của hai lực phải cân bằng với lực thứ ba

Ví dụ 1. Một quả cầu đồng chất có khối trọng lượng

40N được treo vào nhờ tường một sợi dây Dây làm

với tường một góc  300 Bỏ qua ma sát ở chỗ tiếp xúc của quả cầu

với tường Hãy xác định lực căng dây và lực của tường tác dụng lên

Trang 2

+ Phân tích các lực tác dụng lên vật: vật

chịu tác dụng của 3 lực trọng lực lực căng

của dây và phản lực của tường(

  P,T,N )+ Áp dụng điều kiện cân bằng :

Ví dụ 2. Một vật có khối lượng m 5kg được treo

bằng ba sợi dây như hình vẽ Lấy g 9,8 (m/s2) Tìm

lực kéo của dây AC và dây BC

Ví dụ 3. Một chiếc đèn có khối lượng 14kg được treo vào

tường nhờ một dây xích AB Muốn cho đèn ở xa tường người

ta dùng một thanh chống, một đầu tì vào tường còn đầu kia

tì vào điểm B của dây sao cho dây hợp với tường một góc



T của dây AB; phản lực đàn hồi



F của thanh BC như hình

+ Điều kiện cân bằng:   

B BÀI TẬP ÁP DỤNG

CÂU HỎI TỰ LUẬN

Câu 1: Một vật có khối lượng m = 3,6kg được giữ yên

trên một mặt phẳng nghiêng bởi một sợi dây song song

với đường dốc chính như hình Biết lực căng dây là 18N

Tính góc nghiêng α và phản lực của mặt nghiêng tác

dụng lên vật Lấy g = 10m/s2, ma sát là không đáng kể

Trang 3

Câu 2: Một giá treo được bố trí như hình Thanh nhẹ AB tựa vài tường ở A, dây

BC không dãn nằm ngang, tại B treo vật có khối lượng m Biết góc α = 45°, độ lớn của phản lực do tường tác dụng lên thanh là 24N Tìm khối lượng m và sức căng T của dây Lấy g = 10m/s2

Đáp số:  T 12 2(N );m 1,69(kg) 

Câu 3: Hai mặt phẳng đỡ tạo với mặt phẳng nằm ngang các góc  450 Trên

hai mặt phẳng đó người ta đặt một quả cầu đồng chất có khối lượng 1,2kg như hình

a Phân tích các lực tác dụng lên quả cầu và biểu diễn các lực

Câu 4: Hai mặt phẳng cùng tạo với mặt phẳng ngang  450.

Trên hai hai mặt phẳng đó đặt quả cầu đồng chất khối lượng

2kg Lấy g 10m s , hãy xác định lực ép của mỗi quả cầu lên2

a Có thể treo ngọn đèn này vào một đầu dây không?

Nếu được, lực căng dây lúc đó bằng bao nhiêu?

b Người ta treo ngọn đèn này bằng cách khác: Luồng sợi

dây qua một cái móc và hai đầu dây được gắn chặt trên

trần nhà như hình Hai nửa sợi dây có chiều dài bằng

nhau và làm với nhau một góc bằng 60° Hỏi cách làm

này có lợi cho sức bền của sợi dây hay không? Hãy giải

Đáp số: T1T2241,5(N )

Câu 7: Một quả cầu nhỏ khối lượng m 5g được treo ở đầu một sợi chỉ mảnh.Quả cầu bị nhiễm điện nên bị hút bởi một thanh thủy tinh nhiễm điện, lực hútcủa thanh thủy tinh lên quả cầu có phương nằm ngang và có độ lớn F 2.10 N 2

Lấy g 10(m / s ) Tính góc lệch  của sợi dây so với phương thẳng đứng và2sức căng của sợi dây

Trang 4

GIÁO TRÌNH GIẢNG DẠY GIÁO VIÊN: CAO TIẾN LINH Đáp số:  21,8(N ).

Câu 8: Một vật có khối lượng m 2kg được giữ yên trên một mặt phẵngnghiêng bởi một sợi dây song song với đường dốc chính Biết góc nghiêng

 300, g 9,8m s và ma sát không đáng kể Xác định lực căng của sợi dây và2phản lực của mặt phẵng nghiêng lên vật

A Hai lực trực đối là hai lực cùng giá, cùng chiều, có độ lớn bằng nhau

B Hai lực trực đối là hai lực có giá song song, ngược chiều, có độ lớn bằng nhau

C. Hai lực trực đối là hai lực cùng giá, ngược chiều, có độ lớn bằng nhau

D Hai lực trực đối là hai lực có giá song song, cùng chiều, có độ lớn bằng

nhau

Câu 2: Hai lực trực đối không cân bằng là:

A Hai lực trực đối cùng đặt trên một vật

B Hai lực cùng giá, cùng độ lớn, ngược chiều

C Hai lực cùng giá, cùng độ lớn, ngược chiều và cùng đặt lên một vật

D. Hai lực trực đối đặt lên hai vật khác nhau

Câu 3: Trọng tâm là điểm đặt của ……… tác dụng lên vật

A Lực B. Trọng lực C Trọng lượng D Lực hấp dẫn

Câu 4: Tác dụng của một lực lên một vật rắn sẽ:

A Thay đổi khi trượt lực đó trên giá của nó

B. Không thay đổi khi trượt lực đó trên giá của nó

C Thay đổi khi tịnh tiến lực đó trên giá của nó

D Không thay đổi khi tịnh tiến lực đó

Câu 5: Chọn câu trả lời sai Điều kiện cân bằng của vật rắn khi chịu tác dụng

của ba lực không song song là

A Hợp lực của ba lực phải bằng không

B Hợp lực của hai lực phải cân bằng với lực thứ ba

C Ba lực phải đồng phẳng và đồng qui và có hợp lực bằng không

D. Ba lực đồng qui nhưng không đồng phẳng

Câu 6: Hợp lực của hai lực đồng qui là một lực

Trang 5

Câu 7: Điền vào chỗ trống Hợp lực của hai lực song song cùng chiều tác dụngvào một vật rắn là một lực ……, …… với hai lực và có độ lớn bằng … của hai lựcđó

A Song song, ngược chiều, tổng B. Song song, cùng chiều, tổng

C Song song, cùng chiều, hiệu D Song song, ngược chiều, hiệu

Câu 8: Treo một vật ở đầu một dợi dây mềm như hình Khi cân

bằng dây treo trùng với

A Đường thẳng đứng đi qua trọng tâm G của vật

B Đường thẳng đứng đi qua điểm treo N

F và vật đứng yên Độ lớncủa F3 và góc hợp bởi

3

F với

1

B Hợp lực của hai lực phải cân bằng với lực thứ ba

C. Ba lực đó phải có giá đồng phẳng, đồng qui và hợp lực của hai lực phải

cân bằng với lực thứ ba

D Ba lực đó phải bằng nhau

Câu 12: Một vật chịu tác dụng của

1

F có độ lớn 20N Muốn cho vật đó ở trạngthái cân bằng thì ta phải tác dụng vào vật lực

2

F thỏa mãn nào điều kiện nàosau đây?

A Cùng giá với

1

F , có độ lớn bằng 10N và ngược chiều với F1.

B. Cùng giá với

1

C Cùng giá với

1

F , có độ lớn bằng 20N và cùng chiều với F1.

D Cùng giá với

1

Câu 13: Điều kiện cân bằng của một vật chịu tác dụng của ba lực không songsong là:

A Ba lực phải đồng phẳng

B Ba lực phải đồng quy

C Hợp lực của hai lực phải cân bằng với lực thứ ba

D. Cả ba điều kiện trên

Câu 14: Một vật cân bằng chịu tác dụng của 2 lực thì 2 lực đó sẽ:

A cùng giá, cùng chiều, cùng độ lớn

B. cùng giá, ngược chiều, cùng độ lớn

C có giá vuông góc nhau và cùng độ lớn

D được biểu diễn bằng hai véctơ giống hệt nhau

P

T

Trang 6

Câu 15: Hai lực cân bằng là hai lực:

A cùng tác dụng lên một vật B trực đối

C có tổng độ lớn bằng 1 D. cùng tác dụng lên một vật và trực đối

Câu 16: Tác dụng của một lực lên một vật rắn là không đổi khi:

A. lực đó trượt lên giá của nó

B giá của lực quay một góc 900

C lực đó dịch chuyển sao cho phương của lực không đổi

D độ lớn của lực thay đổi ít

Câu 17: Vị trí trọng tâm của vật rắn trùng với:

A tâm hình học của vật B điểm chính giữa của vật

C. điểm đặt của trọng lực tác dụng lên vật D điểm bất kì trên vật

Câu 18: Điều kiện nào sau đây là đủ để hệ ba lực tác dụng lên vật rắn cânbằng?

A Ba lực phải đồng qui

B Ba lực phải đồng phẳng

C Ba lực phải đồng phẳng và đồng qui

D. Hợp lực của hai lực phải cân bằng với lực thứ ba

Câu 19: Điều nào sau đây là sai khi nói về đặc điểm hai lực cân bằng?

A Hai lực có cùng giá B Hai lực có cùng độ lớn

C Hai lực ngược chiều nhau D. Hai lực có điểm đặt trên hai vật

A hợp lực của hai lực phải cân bằng với lực thứ ba

B ba lực đó phải có giá đồng phẳng và đồng quy và 

Câu 21: Chọn câu nói sai khi nói về trọng tâm của vật rắn

A Trọng lực có điểm đặt tại trọng tâm vật

B Trọng tâm của một vật luôn nằm bên trong vật

C. Khi vật rắn dời chỗ thì trọng tâm của vật cũng dời chỗ như một điểm của vật

D Trọng tâm G của vật phẳng, mỏng và có dạng hình học đối xứng nằm ở tâm đối xứng của vật

Câu 22: Chỉ có thể tổng hợp được hai lực không song song nếu hai lực đó?

A Vuông góc nhau B Hợp với nhau một góc nhọn

C Hợp vói nhau một góc tù D. Đồng quy

Câu 23: Điều nào sau đây là đúng nói về sự cân bằng lực?

A Một vật đứng yên vì các lực tác dụng lên nó cân bằng nhau

B Một vật chuyển động thẳng đều vì các lực tác dụng lên nó cân bằng nhau

C. Hai lực cân bằng là hai lực cùng tác dụng vào một vật cùng giá,cùng độ lớn nhưng ngược chiều

D Các câu A,B,C đều đúng

Câu 24: Một chất điểm chịu tác dụng ba lực Chất điểm sẽ cân bằng khi

A Ba lực đồng qui B Ba lực đồng phẳng

C. Tổng ba lực bằng 0 D Tổng ba lực là một lực không đổi

Trang 7

Câu 25: Ba lực cùng độ lớn bằng 10N, trong đó hai lực

1

F và

2

F tạo thành một góc 600 và lực

3

F tạo thành một góc vuông với mặt phẳng chứa hai lực

1

CHỦ ĐỀ 2 BÀI TOÁN TÌM HỢP LỰC SONG SONG CÙNG CHIỀU VÀ TRỌNG TÂM CỦA VẬT PHẲNG

F và F2 song song cùngchiều tác dụng vào một vật rắn là một lực F song

song cùng chiều với hai lực và có độ lớn bằng

F và F2 và chia khoảng cách giữa hailực này thành những đoạn tỷ lệ nghịch với độ lớn của hai lực đó

QUY TẮC HỢP HAI LỰC SONG SONG TRÁI CHIỀU (BỔ SUNG KIẾN THỨC)

Hợp lực F của hai lực song song trái chiều 

1

lực thành phần Khoảng cách giữa giá của hợp lực

với giá của hai lực thành phần tính theo công thức:

Trang 8

PHƯƠNG PHÁP HỢP LỰC SONG SONG

+ Mỗi vật rắn có thể chia thành nhiều

thành phần nhỏ có trọng lực là P ,P , P1 2 n.

Hợp lực của chúng là trọng lực đặt lên vật

Điểm đặt của trọng lực (trọng tâm của vật)

chính là điểm đặt của hợp này

+ Đối với những vật đồng chất và có dạng

hình học đối xứng thì trọng tâm nằm ở tâm đối xứng của vật

Ví dụ 1: Một người gánh hai thúng, một thúng gạo nặng 300N , một thúng ngô nặng 200N Đòn gánh dài 1m Hỏi vai người đó phải đặt ở điểm nào và chịu

một lực bằng bao nhiêu? Bỏ qua trọng lượng của đòn gánh?

Hướng dẫn

Vai người ấy chịu tác dụng lực bằng tổng trọng lượng của

Ví dụ 2: Hai người dùng một chiếc gậy để khiêng một cỗ máy nặng 1000N

điểm treo cỗ máy cách vai người đi trước 60cm và cách vai người đi sau 40cm

Bỏ qua trọng lượng của gậy Hỏi mỗi người chịu một lực bằng bao nhiêu?

điểm treo O của máy các đoạn OA, OB xác

Trang 9

O

2OO

d2

H

Ví dụ 3: Hãy xác định trọng tâm của một tấm bản mỏng, đồng chất, hình chữ nhật có chiều dài 12cm, rộng 6cm, bị cắt mất mẩu hình vuông có cạnh 3cm

Hướng dẫn

Bản mỏng đồng chất nên trọng lượng tỉ lệ với

diện tích

Chia bản mỏng làm 2 phần Gọi P ,S1 1 là trọng

lượng và diện tích của hình vuông, P ,S2 2 là

trọng lượng và diện tích của hình chữ nhật

còn lại còn lại; O ,O1 2 là trọng tâm của hai

Đáp số: F113(N );F28,66(N );F 21,66(N )

Câu 2: Một người khiêng một vật vật nặng 1000N bằng một đòn dài 2m, người

thứ nhất đặt điểm treo của vật cách vai mình 120cm Bỏ qua trọng lượng củađòn gánh Hỏi mỗi người chịu một lực là bao nhiêu?

Câu 4: Cho bài toán như hình 1 Cho P 300N ,

2P



Trang 10

Hỏi vai người ấy phải đặt ở điểm nào và chịu một lực bằng baonhiêu? Bỏ qua trọng lực của đòn gánh và lấy g 10 m s  2

P song song vàngược chiều

Trang 11

Vậy trọng tâm của phần còn lại nằm trên đường O O1 2 và cách trọng tâm O2

của đĩa một đoạn

Trang 12

GIÁO TRÌNH GIẢNG DẠY GIÁO VIÊN: CAO TIẾN LINHCHỦ ĐỀ 3: MOMEN LỰC – NGẪU LỰC

A PHƯƠNG PHÁP GIẢI

 MOMEN LỰC

Momen lực đối với trục quay là đại lượng đặc trưng cho tác dụng làm

quay của lực, được do bằng tích độ lớn của

+ d: là khoảng cách từ tâm quay đến giá của lực F gọi là cánh tay đòn của lực

vật quay ngược chiều kim đồng hồ

CHÚ Ý: Quy tắc momen lực còn được áp dụng cho cả trường hợp

một vật không có trục quay cố định nếu như trong một tình

huống cụ thể nào đó ở vật xuất hiện trục quay

+ d: cánh tay đòn của ngẫu lực.

Ví dụ 1: Một thanh sắt dài, đồng chất, tiết diện đều

được đặt trên bàn sao cho 1 4 chiều dài của nó nhô ra

bàn Tại đầu nhô ra, người ta đặt một lực F hướng

thẳng đứng xuống dưới Khi lực đạt tới giá trị 40 N thì

đầu kia của thanh sắt bắt đầu bênh lên Lấy

Trang 13

P , P của các vật treo tại  2 A và B.

- Trọng lượng của thanh

P tại trung điểm I .

- Để thanh AC cân bằng đối với trục quay ở O Áp dụng điều kiện cân bằng củamomen lực ta được :

Ví dụ 3: Một người đang quẩy trên vai một thiết bị nặng

50N Thiết bị buộc ở một đầu gậy cách vai 60cm Tay

người giữa đầu kia cách vai 30cm Bỏ qua trọng lượng

của gậy Hãy tính lực giữ của tay Nếu dịch chuyển gậy

trên vào sao cho thiết bị cách vai 30cm và tay cách vai

60cm thì lực giữ bằng bao nhiêu?

Trang 14

Câu 1: Một thanh chắn đường AB dài 7,5m ; có khối lượng 25kg, có trọng tâm cách đầu A 1,2m

Thanh có thể quay quanh một trục nằm ngang cách đầu A

1,5m

Để giữ thanh cân bằng nằm ngang thì

phải tác dụng lên đầu B một lực bằng bao

Câu 2: Thước AB 100cm, trọng lượng  P 10N , trọng tâm ở giữa thước Thước

có thể quay dễ dàng xung quanh một trục nằm ngang đi qua O với OA 30cm 

Để thước cân bằng và nằm ngang, ta cần treo một vật tại đầu A có trọng lượng bằng bao nhiêu?

F vào đầu trên của một tấm gỗ để giữ cho

nó hợp với mặt đất một góc  300 Hãy tính lực F trong hai

Trang 15

F vuông góc với tấm gỗ, nên phương trình cân bằng

mômen: MF MP  F.l P .cos30 l 0 F P.cos30086,6 N 

Trang 16

đó nâng 120cm, lực nâng hướng thẳng đứng lên trên Tính lực nâng của người

đó và phản lực của mặt đất lên tấm Lấy

 A

B

O



Trang 17

Câu 2: Mômen lực tác dụng lên vật là đại lượng

A. Đặc trưng cho tác dụng làm quay vật của lực

B Véctơ

C Để xác định độ lớn của lực tác dụng

D Luôn có giá trị dương

Câu 3: Cánh tay đòn của lực bằng

A Khoảng cách từ trục quay đến điểm đặt của lực

B Khoảng cách từ trục quay đến trọng tâm của vật

C. Khoảng cách từ trục quay đến giá của lực

D Khoảng cách từ trọng tâm của vật đến giá của trục quay

Câu 4: Momen lực tác dụng lên một vật có trục quay cố định là đại lượng

A. Đặc trưng cho tác dụng làm quay vật của lực và được đo bằng tích của lực

và cánh tay đòn của nó

B Đặc trưng cho tác dụng làm quay vật của lực và được đo bằng tích của lực

và cánh tay đòn của nó Có đơn vị là N m

C Đặc trưng cho độ mạnh yếu của lực

D Luôn có giá trị âm

Câu 5: Lực có tác dụng làm cho vật rắn quay quanh một trục khi

A Lực có giá nằm trong mặt phẳng vuông góc với trục quay và cắt trục

Câu 6: Chọn câu Sai.

A Momen lực là đại lượng đặc trưng cho tác dụng làm quay của lực

B Momen lực được đo bằng tích của lực với cánh tay đòn của lực đó

C. Momen lực là đại lượng đặc trưng cho tác dụng làm quay của vật

D Cánh tay đòn là khoảng cách từ trục quay đến giá của lực

Câu 7: Hai lực của một ngẫu lực có độ lớn F 20N Cánh tay đòn của ngẫu lực

Trang 18

Câu 9: Phát biểu nào sau đây không đúng

A Hệ hai lực song song,ngược chiều cùng tác dụng một vật gọi là ngẫu lực

B Ngẫu lực tác dụng vào vật chỉ làm cho vật quay chứ không tịnh tiến

C Mô men của ngẫu lực bằng tích độ lớn của mỗi lực với cánh tay đòn của ngẫu lực

D Mô men của ngẫu lực không phụ thuộc vị trí của trục quay vuông góc với mặt phẳng chứa ngẫu lực

Câu 10: Một ngẫu lực có độ lớn F1F2 F và có cánh tay đòn d Momen củangẫu lực này là

A F1 F d2

Câu 11: Một cánh cửa chịu tác dụng của một lực có mômen M160 N.m 

đốivới trục quay đi qua các bản lề Lực F2 tác dụng vào cửa có mômen quay theochiều ngược lại và có cánh tay đòn d21,5m Lực F2 có độ lớn bằng bao nhiêuthì cửa không quay?

A. 40N B 60N C Không tính được D 90N

CHINH PHỤC MỨC 7-8-9 TRANG 18 DI ĐỘNG: 01246.606.167

Định dạng
Số trang	31
Dung lượng	1,89 MB