Ht buổi 12

Tóm tắt kiến thức Tổng hợp lực là phép thay thế các lực tác dụng đồng thời vào cùng một vật bằng một lực có tác dụng giống hệt như các lực ấy Lực thay thế được gọi là hợp lực, các lực

Soạn 26/11/2022

BUỔI 12 : TỔNG HỢP VÀ PHÂN TÍCH LỰC

I Mục tiêu

1 Về kiến thức:

- Nêu được quy tắt tổng hợp phân tích lực

- Phát biểu được quy tắt hình bình hành Vẽ được hình vẽ thể hiện quy tắc này

- Nêu được khái niệm về các lực cân bằng, không cân bằng

2 Về năng lực

- Dùng hình vẽ, tổng hợp được các lực trên một m t phẳng.ặt phẳng

- Dùng hình vẽ, phân tích được một lực thành các lực thành phần vuông góc

- Mô tả được bằng ví dụ thực tế về lực bằng nhau, không bằng nhau

3 Về phẩm chất

- Có thái độ hứng thú trong học tập

- Có ý thức tìm hiểu liên hệ các hiện tượng thực tế liên quan

- Có tác phong làm việc của nhà khoa học

II Tóm tắt kiến thức

Tổng hợp lực là phép thay thế các lực tác dụng đồng thời vào cùng một vật bằng một lực

có tác dụng giống hệt như các lực ấy

Lực thay thế được gọi là hợp lực, các lực được thay thế

gọi là các lực thành phần

1 2

FFF 

1 Tổng hợp hai lực cùng phương

a) Hai lực cùng phương, cùng chiều

Hai lực cùng phương, cùng chiều thì làm tăng tác dụng lên vật đó

Hợp lực của hai lực cùng phương, cùng chiều là lực cùng

phương, cùng chiều với hai lực thành phần, có độ lớn

1 2

F F F  

b) Hai lực cùng phương, ngược chiều

Hai lực cùng phương, ngược chiều làm hạn chế hoặc triệt tiêu tác dụng của nhau lên vật Hợp lực của hai lực cùng phương, cùng chiều là lực cùng phương

và cùng chiều với lực thành phần có độ lớn lớn hơn lực thành phần

còn lại, có độ lớn

A TỔNG HỢP LỰC

1 2

FF F

2 Tổng hợp hai lực đồng quy – Quy tắc hình bình hành

Xét hai lực đồng F F 1, 2 đồng quy và hợp thành góc  Biểu diễn vecto lực

tổng hợp F  bằng quy tắc hình bình hành

Độ lớn của hợp lực

1 2 2 1 2cos

F F F  F F 

Hướng của hợp lực so với lực F1

2 2 2

2 2 2

1 2 1

2 cos cos

2

F F





  

 

 

- Trường hợp hai lực F1F2  900

Độ lớn hợp lực

2 2

1 2

F  F F

Hướng của hợp lực so với lực F1

1

F

- Trường hợp F1 F2

Độ lớn hợp lực

1

2 cos

2

Muốn một vật chịu tác dụng của nhiều lực đứng cân bằng thì hợp lực của các lực tác

dụng lên nó phải bằng không

F F F  F  

Phân tích lực là phép thay thế một lực bằng hai lực thành phần vuôngC PHÂN TÍCH LỰC

CHÚ Ý

Nếu một vật chịu tác dụng của hai lực cân bằng thì:

- Hai lực đó cùng tác dụng vào một vật

- Cùng phương, ngược chiều

- Có độ lớn bằng nhau

B ĐIỀU KIỆN CÂN BẰNG

góc với nhau, có tác dụng giống hệt lực đó.

Các bước phân tích lực:

+ Bước 1: Vẽ giản đồ biểu diễn các lực tác dụng lên vật

+ Bước 2: Chọn hệ trục tọa độ Oxy, trục Ox thường trùng với hướng chuyển động + Bước 3: Phân tích các lực tác dụng vào vật thành các thành phần vuông góc nhau

Ví dụ 1 : Cho hai lực đồng quy có độ lớn F 1 = 40 N, F 2 = 30 N Hãy tìm độ lớn của hợp lực khi

a) F 1 và F 2 hợp với nhau một góc 0 0 ? b) F 1 và F 2 hợp với nhau một góc 180 0 ?

c) F 1 và F 2 hợp với nhau một góc 90 0 ? d) F 1 và F 2 hợp với nhau một góc 60 0 ?

Hướng dẫn giải a) F F F  1 2  40 30 70   N

b) F F F1 2 40 30 10  N

c) F  F12F22  402302 50N

d) F  F12F222F F1 2cos 600  4023022.40.30.cos 600 10 37N

Ví dụ 2 : Cho hai lực đồng quy có độ lớn F1  3 N và F2  4 N Nếu hợp lực có độ lớn

5

F  N thì góc giữa hai lực F1 và F2 bằng bao nhiêu ? Vẽ hình minh họa

Hướng dẫn giải

- Ta có:

1 2

1 2 0

90

F F F F F

F F F

F F







Ví dụ 3 : Giải sử lực kéo mỗi tàu có độ lớn 8000 N và góc giữa hai dây cáp là 30 0

a) Biểu diễn các lực kéo của mỗi

tàu và hợp lực tác dụng vào tàu chở

hàng.

b) Tính độ lớn hợp lực của hai lực

kéo

c) Nếu góc giữa hai dây cáp bằng

Bài tập ví dụ

90 0 thì hợp lực của hai lực kéo có phương, chiều và độ lớn như thế nào ?

Hướng dẫn giải b) Vì F F1 2  8000 N nên độ lớn hợp lực

0 1

30

c) Khi góc 900 thì độ lớn hợp lực

0 1

90

- Khi đó, vecto lực tổng hợp F tạo với F1 một góc 

0

1 1

2

F

F

Ví dụ 4 : Một quả bóng bàn đang rơi Có hai lực tác dụng vào quả bóng:

trọng lực P0, 04N theo phương thẳng đứng hướng xuống và lực đẩy

của gió theo phương ngang Fñ  0,03 N (hình vẽ) Xác định độ lớn và

hướng của hợp lực F

Hướng dẫn giải

- Hai lực Fñ và P vuông góc với nhau nên độ lớn hợp lự

2 ñ2 0, 042 0, 032 0, 0,5

- Góc hợp bởi lực F và trọng lực Plà

0

0,05 5

P F

Ví dụ 5 : Một chất điểm chịu tác dụng đồng thời của

ba lực F F F  1, ,2 3 như hình vẽ Biết độ lớn của các lực

lần lượt làF1  5 , N F2  2 , N F3  3 N Tìm độ lớn hợp lức tác dụng lên chất điểm đó.

Hướng dẫn giải

- Vì hai lực F1 và F3 cùng phương ngược chiều nên:

F F F    N

- Hai lực F13 và F2 có phương vuông góc nên:

Ví dụ 6 : Một chất điểm chịu tác dụng của ba lực đồng phẳng Biết ba lực này từng đôi tạo với nhau một góc 120 0 và độ lớn của các lực là

F  F  N; F3  10 N Tìm độ lớn hợp lực tác dụng lên chất điểm.

Hướng dẫn giải

- Độ lớn hợp lực của hai lực F1 và F2 là:

0

0

12 1

120

2

- Suy ra: F1 F2  F12  5 N và   0

12, 1 60

F F 

12, 3 180

F F  

nên hai vecto F12 và F3 cùng phương

ngược chiều

- Lực tổng hợp tác dụng lên chất điểm là: F F3 F12 10 5 5  N

- Ví dụ 7: Kéo một thùng hàng bằng một lực F  hợp với phương ngang một góc

 Phân tích lực F  thành hai lực thành phần.

+ Hướng dẫn:

- Chọn hệ trục Oxy như hình vẽ

- Phân tích lực F thành hai thành phần Fx và Fy, khi đó: FFx Fy

Về độ lớn, ta có

cos

x

F  F  và F y Fsin

- Ví dụ 8: Xét một khối gỗ đang trượt từ đỉnh một mặt phẳng nghiêng

Phân tích trọng lực tác dụng lên vật thành hai thành phần

+ Hướng dẫn:

- Chọn hệ trục Oxy như hình vẽ

- Phân tích trọng lực P  thành hai thành phần Px và Py Thành phần

y

P có tác dụng nén vật theo phương vuông góc với mặt phẳng

nghiêng, thành phần Px có tác dụng kéo vật trượt theo mặt phẳng

nghiêng xuống dưới

- Về độ lớn, ta có:

sin

x

P  P  và P y Pcos

Ví dụ 9 : Một bóng đèn được treo tại

chính giữa một dây nằm ngang làm dây

bị võng xuống Biết trọng lượng của đèn

là 100N và góc giữa hai nhánh dây là

150 0

a) Xác định và biểu diễn các lực tác dụng lên đèn b) Tìm lực căng của mỗi nhánh dây.

Hướng dẫn giải b) Vì bóng đèn đang nằm cân bằng nên:

T T P

- Điểm treo bóng đèn nằm chính giữa dây, do đó: T T1  2  T

- Độ hợp lực của T1 và T2 là:

0

0 12

150

2

T  T  T

- Từ điều kiện cân bằng, ta có:

0

100

2cos 75 2 cos 75

P

Ví dụ 10 : Một vật được treo vào một sơi dây đang nằm cân

bằng trên mặt phẳng nghiêng như hình vẽ Biết vật có trọng

lực P = 80N,  300 Lực căng của dây là bao nhiêu ?

Hướng dẫn giải

- Chọn hệ trục Oxy như hình vẽ

- Vật đang nằm cân bằng trên mặt phẳng nghiêng nên: T P N 0(1)

- Chiếu (1)/Ox ta có:

0

x

Ví dụ 11 : Một vật có trọng lượng 20N được

treo vào một vòng nhẫn O (coi là chất điểm).

Vòng nhẫn được giữ yên bằng hai dây OA và

OB Biết dây OA nằm ngang còn dây OB hợp

với phương thẳng đứng góc 45 0 Tìm lực căng

dây OA và OB.

Hướng dẫn giải

- Chọn hệ trục Oxy như hình vẽ

- Vòng nhẫn được giữ cân bằng tại O nên:

 

0 1

T T P

- Chiếu (1)/Oy, ta có:

0

cos 45

P

- Chiếu (1)/Ox, ta có:

0

T  T  T T  N

Ví dụ 12 : Người ta treo một cái đèn trọng lượng P = 3N vào một

giá đỡ gồm hai thanh cứng nhẹ AB và AC như hình vẽ Biết rằng

0

60

  và g10 /m s2 Hãy xác định độ lớn của lực mà bóng đèn

tác dụng lên thanh AB.

Hướng dẫn giải

- Chọn hệ trục Oxy như hình vẽ

- Bóng đen nằm cân bằng nên:

1 2 0

P T T  (1)

- Chiếu (1)/Oy, ta có:

cos 60

y

P

- Chiếu (1)/Ox, ta có:

0

2

=F

1 +F22+2 F1F2

2

=F

1 +F22−2 F1F2

cosα

1 +F22−2 F1F2

nào có thể là độ lớn của hợp lực?

Câu 3: Có hai lực đồng quy F 1

và F 2

Gọi  là góc hợp bởi F1 và F2 và F F1 F2

Nếu F F F  1 2 thì:

A  = 00 B  = 900 C  = 1800 D 0<  < 900.

Câu 4: Có hai lực đồng quy F 1

và F 2

Gọi  là góc hợp bởi F1 và F2 và F F1 F2

Nếu F F F  1 2 thì:

Bài tập trắc nghiệm

A  = 00 B  = 900 C  = 1800 D 0<  < 900.

hợp lực cũng có độ lớn bằng 600N

Nếu F  F12F22

thì:

A  = 00 B  = 900 C  = 1800 D 0<  < 900.

của hợp lực:

A F = F1+F2 B F= F1-F2 .C F= 2F1Cos D 2 cos1

2

A hợp lực của tất cả các lực tác dụng lên vật bằng không

B hợp lực của tất cả các lực tác dụng lên vật là hằng số

C vật chuyển động với gia tốc không đổi

D vật đứng yên

bao nhiêu?

lực bằng tổng của F F1 2?

A tác dụng vào cùng một vật

B không bằng nhau về độ lớn

C bằng nhau về độ lớn nhưng không nhất thiết phải cùng giá

D có cùng độ lớn, cùng phương, ngược chiều tác dụng vào hai vật khác nhau

, của hai lực

1

F

và F 2

A F không bao giờ bằng F1 hoặc F2 B F không bao giờ nhỏ hơn F1

hoặc F2

C F luôn luôn lớn hơn F1 và F2 D Ta luôn có hệ thức

F  F F F F

trị nào trong các giá trị sau đây?

giá trị nào trong các giá trị sau đây?

lực bằng 300 Hợp lực của hai lực trên có độ lớn là

ngang Áp lực của chất điểm lên mặt phẳng nghiêng là

sau đây là đúng?

A F không bao giờ nhỏ hơn cả F1 và F2 B F không bao giờ bằng F1 hoặc

F2

C F luôn luôn lớn hơn cả F1 và F2 D Trong mọi trường hợp:

F F F F F

BẢNG ĐÁP ÁN