Phân loại và phương pháp giải vật lý 10 gv nguyễn xuân trị chương 3 33tr image marked

Trọng tâm của vật rắn : Là một điểm xác định gắn với vật mà ta xem như toàn bộ khối lượng của vật tập trung tại đó và là điểm đặt của trong lực.. Hợp lực của hai lực song song ngược chi

d1

d2 O

O1 A

O2 B

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

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

3 Trọng tâm của vật rắn : Là một điểm xác định gắn với vật mà ta xem như

toàn bộ khối lượng của vật tập trung tại đó và là điểm đặt của trong lực

4 Điều kiện cân bằng của vật có mặt chân đế : Trọng lực có giá đi qua

trọng tâm phải đi qua mặt chân đế Trọng tâm càng thấp và mặt chân đế càng rộng thì vật càng bền vững

5 Các dạng cân bằng : Có ba dạng Khi vật đang cân bằng, nếu có ngoại

lực tác dụng mà :

+ Vật tự trở lại vị trí ban đầu : Cân bằng bền

+ Vật không tự trở lại vị trí ban đầu : Cân bằng không bền

+ Vật cân bằng ở vị trí bất kỳ nào : Cân bằng phiến định

6 : Quy tắc hợp lực song song :

7 : Tổng hợp hai lực song song cùng chiều :

- Hợp lực của hai lực song song cùng chiều có đặc điểm :

+ Hướng : Song song, cùng chiều với 2 lực thành phần

+ Độ lớn : Bằng tổng các độ lớn của hai lực đấy

- Giá của hợp lực chia khoảng cách giữa hai giá của hai lực song song

thành những đoạn tỷ lệ nghịch với độ lớn của hai lực ấy

8 Quy tắc tổng hợp hai lực song song ngược chiều.

Hợp lực của hai lực song song ngược chiều là một lực :

+ Hướng : Song song, cùng chiều với lực có độ lớn lớn hơn

+ Độ lớn : Bằng hiệu các độ lớn của hai lực ấy F F F 1 2

d1

d2

O A

C

B A

030

C

B A

- Sử dụng các tính chất trong tam giác để giải

Cách 2: Chọn hệ quy chiếu Oxy

+ Chiếu lên Ox

+Chiếu lên Oy

+ Xác định giá trị

Ví Dụ Minh Họa:

Câu 1: Một vật có khối lượng 3kg được treo như

hình vẽ,thanh AB vuông góc với tường thẳng đứng,

CB lệch góc 600 so với phương ngang Tính lực

căng của dây BC và áp lực của thanh AB lên tường

khi hệ cân bằng Lấy g 10m / s 2

Câu 1: Ta có P = mg = 3.10=30 (N)

Cách 1: Biểu diễn các lực như hình vẽ

Theo điều kiện cân bằng

B A

2Thay vào ( 1 ) ta có : TAB1.20 3 10 3(N)

2

Câu 2: Cho một vật có khối lượng 6 kg được treo như hình

vẽ, có bán kính 10 cm Với dây treo có chiều dài 20 cm Xác

định lực căng của dây và lực tác dụng của vật lên tường

Lấy g 10m / s 2

Giải: Ta có P = mg = 6.10=60 (N)

sin R 10 1    300

l 20 2

Cách 1: Biểu diễn các lực như hình vẽ

Theo điều kiện cân bằng

2Thay vào ( 1 ) ta có: N 40 3. 120 3(N)

2

Bài Tập Tự Luyện:

Câu 1: Thanh nhẹ AB nằm ngang được gắn vào tường tại A, Đầu B nối với

tường bằng dây BC không dãn.Vật có khối lượng m = 1,2 kg được treo vào

B bằng dây BD Biết AB = 20cm, AC = 48cm.Tính lực căng của dây BC và lực nén lên thanh AB

Câu 2: Vật có khối lượng m = 1,7kg dược treo

tại trung điểm C của dây AB như hình vẽ.Tìm

lực căng của dây AC, BC theo Áp dụng 

với   300và   600 Trường hợp nào dây

48 12

AB AC

   

20 5sin

52 13

AB

CB

   

Cách 1: Biểu diễn các lực như hình vẽ

Theo điều kiện cân bằng

Câu 2: Ta có P mg   1,7.10 17    N

Trọng lực ,lực căng P  của dây AC và lực căng T2 của dây BC

1T



Các lực đồng quy ở O

Điều kiện cân bằng: P T     1 T2  0 

Chiếu (1) lên Oxvà Oy:

Ta thấy khi càng nhỏ thì T 1 và T2 càng lớn và dây càng dễ bị đứt

Dạng 2: Tổng hợp hai lực và ba lực song song

P



y

Giải: Vì hai lực song song và cùng chiều nên:

Câu 2: Một người nông dân dùng quang gánh, gánh 2 thúng, thúng gạo

nặng 30kg, thúng ngô nặng 20kg Đòn gánh có chiều dài 1,5m Hỏi vai người nông dân phải đặt ở điểm nào để đòn gánh cân bằng khi đó vai chịu một lực là bao nhiêu? Bỏ qua trọng lượng của đòn gánh lấy g 10 m / s  2

Giải: Gọi d1 là khoảng cách từ thúng gạo đến vai, với lực

Câu 3: Cho một hỗn hợp kim loại AB nặng 24kg có chiều dài là 3,6m được

dùng là dàn giáo xây dựng bắc ngang qua hai điểm tỳ Trọng tâm của hỗn hợp kim loại cách điểm tựa A là 2,4m, cách B là 1,2m Xác định lực mà tấm hỗn hợp kim loại tác dụng lên 2 điểm tỳ

Giải: Ta có trọng lực của thanhP mg 24.10 240 N    

Gọi Lực tác dụng ở điểm A là P1 cách trọng tâm d1

Lực tác dụng ở điểm A là P2 cách trọng tâm d2

Vì   cùng phương cùng chiều nên P= F1 + F2 = 240N F1 = 240 – F2

1 2

Câu 1: Hai người công nhân khiêng một thùng hàng nặng 100kg bằng một

đòn dài 2m, người thứ nhất đặt điểm treo của vật cách vai mình 1,2m Hỏi mỗi người chịu một lực là ? Bỏ qua trọng lượng của đòn gánh và lấy

g 10 m / s

Câu 2: Một người công nhân xây dựng dùng chiếc búa dài 30cm để nhổ

một cây đinh đóng ở trên tường Biết lực tác dụng vào cây búa 150N là có thể nhổ được cây định Hãy tìm lực tác dụng lên cây đinh để nó có thể bị nhổ ra khỏi tường biết búa dài 9cm

Câu 3: Một vật có khối lượng 5kg được buộc vào đầu một chiết gậy dài

90cm Một người quẩy lên trên vai sao cho vai cách bị một khoảng là 60cm Đầu còn lại của chiếc gậy được giữ bằng tay Bỏ qua trọng lượng của gậy, lấy g 10 m / s  2

a Tính lực giữ của tay và lực tác dụng lên vai

b Nếu dịch chuyển gậy cho bị cách vai 30cm và tay cách vai 60cm thì lực giữ là ? lực tác dụng lên vai

Câu 4: Xác định hợp lực của hai lực song song F đặt tại A, B biết F1 =

1 2

F ,F  2N, F2 = 6N, AB = 4cm Xét trường hợp hai lực:

a Cùng chiều

b Ngược chiều

Hướng dẫn giải:

Câu 1: Trọng lượng của thùng hàng P mg 100.10 1000 N    

Gọi d1 là khoảng cách từ vật đến vai người thứ nhất d11,2 m 

Gọi d2 là khoảng cách từ vật đến vai người thứ hai d2 2 1,2 0,8 m  

Vì   cùng phương cùng chiều nên

b Khi hai lực F ,F  1 2ngược chiều:

Điểm đặt O ngoài khoảng AB, gần B

(vì F2 > F1):

2 1

O I

m S 50.10 5

m  S  30.10 3Ngoài ra: O O1 2 OO OO1 2 60 30cm

2

Từ các phương trình trên, ta suy ra: OO1 18,75cm;OO2 11,25cm

Cách 2 : Xác định O theo công thức tọa độ trọng tâm.

Trọng tâm O của bản nằm trên trục đối xứng Ix

Câu 2: Xác định vị trí trọng tâm của bản mỏng

là đĩa tròn tâm O bán kính R, bản bị khoét

một lỗ tròn bán kính như hình.R

2

Câu 2 : Do tính đối xứng G nằm trên

đường thẳng OO’ về phía đầy

 m

x y

Trọng tâm của đĩa nguyên vẹn là tâm O; trọng tâm của đĩa bị khoét là O’

Câu 4: Có 5 quả cầu nhỏ trọng lượng P, 2P, 3P, 4P, 5P gắn lần lượt trên một

thanh, khoảng cách giữa hai quả cầu cạnh nhau là l, bỏ qua khối lượng của

thanh.Tìm vị trí trọng tâm của hệ

x

3

Trắc Nghiệm

Câu 1.Hai lực cân bằng là:

A.Hai lực đặt vào 2 vật khác nhau, cùng cường độ, có phương cùng trên 1 đường thẳng, có chiều ngược nhau

B.Hai lực cùng đặt vào 1 vật , cùng cường độ có chiều ngược nhau,

có phương nằm trên 2 đường thẳng khác nhau

C.Hai lực cùng đặt vào 1 vật , cùng cường độ có chiều ngược nhau

D Cả A,B,C đều đúng

Câu 2.Phát biểu nào sau đây chưa chính xác?

A.Vật nằm cân bằng giữa tác dụng của 2 lực thì 2 lực này cùng phương, ngược chiều và có độ lớn bằng nhau.

B Vật cân bằng dưới tác dụng của 2 lực  F1 và thì

C.Ba lực phải đồng phẳng và đồng qui

D.Hợp của 2 lực bất kì cân bằng với lực thứ 3

Câu 4.Một quả cầu có khối lượng 5kg được treo vào tường

bằng dây hợp với tường 1 góc   200 Bỏ qua ma sát

giữa quả cầu và tường Lực căng dây và phản xạ của tường

tác dụng lên quả cầu xấp xỉ là ?

A 47N;138N

B 138N;47N

C 18N;53N

D 53N;18N

Câu 5.Vật có trọng lượng P=200N được treo bằng 2 dây

OA và OB như hình Khi cân bằng , lực căng 2 dây OA và

OB là bao nhiêu?

A 400N; 200 3 N B 200 3 ;400 N N

C.100N; 100 3N

D 100 3 ;100 N N

Câu 6.Một tấm ván nặng 300N dài 2m bắc qua

con mương Biết trọng tâm cách A là 1,2m; cách B

là 0,8m Áp lực tấm ván tác dụng lên 2 bờ mương

A và B là?

Câu 7.Hai người cùng khiêng 1 vật nặng bằng đòn dài 1,5 m Vai người thứ

nhất chịu 1 lực F1  200 N Người thứ 2 chịu 1 lực 300N Trọng lượng tổng cộng của vật và đòn là bao nhiêu và cách vai người thứ nhất 1 khoảng?

Câu 8.Hai vật nhỏ khối lượng m m1, 2 nằm trên

khung Ox như hình vẽ với các tọa độ tương ứng là

và , hệ thức nào sau đây có thể dùng để xác

mặt phẳng đó người ta đặt 1 quả cầu đồng

chất có khối lượng 10 kg như hình Xác

định áp lực của quả cầu lên mỗi mặt phẳng

D.Hợp lực của 2 trong 3 lực cân bằng với lực thứ 3

Câu 13: Cho hai lực F F  1, 2 song song cùng chiều nhau, cách nhau một đoạn 30cm với F1 = 5N và có hợp lực F = 15N Xác định lực F2 và cách hợp lực một đoạn là bao nhiêu ?

A 10( N ); 10 cm   B 10 3     N ;20 cm

C.20( N ); 10 cm   D 20     N ;20 cm

Câu 14: Một người nông dân dùng quang gánh, gánh 2 thúng, thúng lúa

nặng 50kg, thúng khoai nặng 30kg Đòn gánh có chiều dài 1,5m Hỏi vai người nông dân phải đặt ở điểm nào cách thúng lúa bao nhiêu để đòn gánh cân bằng khi đó vai chịu một lực là bao nhiêu? Bỏ qua trọng lượng của đòn gánh lấy g 10 m / s  2

A 0,5625   m ;800   N B 0,9375   m ;800   N

C 0,5625   m ;200   N D 0,9375   m ;200   N

Câu 15: Một người nông dân lấy một hỗn hợp kim loại AB nặng 24kg có

chiều dài là 3,6m và dùng làm cầu bắc ngang qua hai điểm tỳ ở hai bờ mương ngoài ruộng lúa Trọng tâm của hỗn hợp kim loại cách điểm tựa A

là 2,4m, cách B là 1,2m Xác định lực mà tấm hỗn hợp kim loại tác dụng lên

2 điểm tỳ ở hai bờ mương

Qủa cầu cân bằng : P T N       0

Chiếu phương trình lên 2 trục Ox và Oy

Câu 12.Đáp án D

Câu 11 Đáp án B Vật cân bằng nên: F   1 F2  P 0

Chiếu phương trình lên trục Oy thẳng đứng ta được

Ta có M M /

Trong đó: M là tổng các Momen làm cho vật quay theo chiều kim đồng hồ

M/là tổng các Momen làm cho vật quay ngược chiều kim đồng hồChú ý: Quy tắc Momen lực còn được áp dụng cho cả trường hợp một vật không có trục quay cố định

3 Ngẫu lực

a Định nghĩa: Hệ hai lực song song, ngược chiều, có độ lớn bằng nhau và

cùng tác dụng vào một vật được gọi là ngẫu lực

+ Trường hợp vật không có trục quay cố định: Vật chỉ tác dụng của ngẫu lực thì nó sẽ quay quanh một trục đi qua trọng tâm và vuông góc với mặt phẳng chứa ngẫu lực

+ Trường hợp vật có trục quay cố định: Khi tác dụng của ngẫu lực thì vật sẽ quay quanh một trục cố định đó

b Momen của ngẫu lực đối với trục quay vuông góc với mặt phẳng chứa ngẫu lực: M F.d

d: là tay đòn của ngẫu lực là khoảng cách giữa hai giá của hai lực

Momen của ngẫu lực đối với một trục quay vuông góc với mặt phẳng chứa ngẫu lực không phụ thuộc vào vị trí của trục quay

Dạng Bài Tập Cần Lưu ý

Dạng 1: Vật Rắn Có Trục Quay Cố Định

Phương pháp giải

- Theo điều kiện cân bằng MomenM M /

- Xác định cánh tay đòn của từng lực tác dụng lên vật

Ví Dụ Minh Họa:

Câu 1: Một thanh kim loại đồng chất AB dài 2m có tiết diện đều và khối

lượng của thanh là 2kg Người ta treo vào đầu A của thanh một vật có khối lượng 5kg, đầu B một vật có khối lượng 1kg Hỏi phải đặt một giá đỡ tại điểm O cách đầu A một khoảng là bao nhiêu để thanh cân bằng

Câu 2: Thanh nhẹ OB có thể quay quanh

truc O Tác dụng lên thanh các lực F1 và F2 đặt tại A

Câu 3: Để đẩy một thùng phy nặng có bán kính

R=30cm vượt qua một bậc thềm cao h<15cm Người ta

dụng một lực ở đầu thanh A như hình vẽ làm 

thanh bị nâng lên hợp với phương ngang một góc 300.Xác định độ lớn của lực biết lực hợp với thanh một góc 600 Lấy g 10 m / s  2

Hướng dẫn giải:

A

B

030

060

Câu 1: Một người nâng tấm ván AB có khối lượng 40 kg với lực F để ván

nằm yên và hợp với mặt đường một góc 30o Xác định độ lứn của lực 

Ftrong các trường hợp :

a Lực F hướng vuông góc với tấm ván

b Lực F hướng vuông góc với mặt đất

Câu 2: Một thanh AB có khối lượng 15kg có trọng tâm G chia đoạn AB theo

tỉ lệ BG=2AG như hình vẽ Thanh AB được treo lên trần nhà bằng dây nhẹ , không dãn , góc =30o Dây BC vuông góc với thanh AB Biết thanh AB dài 1,2 m Tính lực căng dây trên dây BC ?

Câu 3: Cho một thanh gỗ hình hộp chữ nhật

như hình vẽ có khối lượng 50 kg với

OA=80cm;AB=40cm Xác định lực tối thiểu để 

Flàm quay khúc gỗ quanh cạnh đi qua O Lấy

g=10m/s2

Câu 4: Thanh đồng chất AB = 1,2m, trọng lượng P = 10N Người ta treo các

trọng vật P1 = 20N, P2 = 3N lần lượt tại A, B và đặt một giá đỡ tại O để

thanh cân bằng Tính OA

A

2

m C

B

Dạng 2: Xác Định Phản Lực Của Vật Quay Có Trục Cố Định

Phương pháp giải:

- Theo điều kiện cân bằng Momen

- Phân tích tất cả các lực tác dụng lên thanh

- Theo điều kiện cân bằng lực

- Chiếu theo phương của Ox, Oy

Ví Dụ Minh Họa:

Câu 1: Thanh BC khối lượng m1 = 2kg, gắn vào

tường bởi bản lề C Dầu B treo vật nặng có khối

lượng m2 = 2kg và được giữ cân bằng nhờ dây AB

như hình vẽ Biết AB AC,AB AC  Xác định

phản lực tại C do thanh BC tác dụng lên Lấy

2

P

2Theo điều kiện cân bằng lực : P P     1 2   T N 0  ( 1 )

- Chiếu (1) lên Ox:   T Nx   0 Nx   T 30N

- Chiếu (1) lên Oy:   P P N1 2 y   0 Ny  P P 40N1 2 

Phản lực của thanh tường tác dụng lên thanh BC là

N N

Câu 2: Thanh AB khối lượng m = 2kg; đầu B

dựng vào góc tường, đầu A nối với dây treo



A C

Theo điều kiện cân bằng lực: P T N N       1 2  0 

Chọn hệ quy chiếu Oxy như hình vẽ

Chiếu Oy: N1 P m g 2.10 20  N

Chiếu Ox: N2  T 10 N

Câu 3: Thanh AB có khối lượng m = 15kg,

đầu A tựa trên sàn nhám, đầu B nối với tường

A

P C

060

C

B

A

Chọn hệ quy chiếu Oxy như hình vẽ

Theo điều kiện cân bằng của vật rắn

 Fms  kN

 1 mg.cotg k.mg cotg 2k 3          300

2

Bài Tập Tự Luyện:

Câu 1: Thanh BC nhẹ, gắn vào tường bởi bản lề

C Đầu B treo vật nặng có khối lượng m = 4kg

và được giữ cân bằng nhờ dây treo AB Cho AB

= 30cm, AC = 40cm Xác định các lực tác dụng

lên BC Lấy g  10  m s / 2

Câu 2: Cho một vật có khối lượng m = 6kg được

treo vào tường bởi dây BC và thanh AB Thanh

AB gắn vào tường bằng bản lề A, ta có AB = 30cm

và BC = 60cm

1 Tìm các lực tác dụng lên thanh AB trong hai trường

hợp sau:

a Bỏ qua khối lượng thanh

b Khối lượng thanh AB là 3kg

2 Khi tăng góc ACB  thì lực căng dây BC

thay đổi như thế nào ?

Câu 3: Thanh AB khối lượng m1 = 10kg, chiều

dài l = 3m gắn vào tường bởi bản lề A Đầu B

của thanh treo vật nặng m2 = 5kg Thanh

được giữ cân bằng nằm ngang nhờ dây treo

CD; góc  450 Tìm các lực tác dụng lên

thanh AB biết AC = 2m

Câu 4: Thanh AB được đặt như hình vẽ có đầu

A tựa trên sàn, đầu B được treo bởi dây BC Biết

BC = AB = a Xác định giá trị hệ số ma sát giữa AB và sàn để AB cân bằng.

Câu 5: Cho một thang có khối lượng m = 20kg được dựa vào tường trơn

nhẵn dưới góc nghiêng Hệ số ma sát giữa thang và sàn là k = 0,6.

a Thang đứng yên cân bằng, tìm các lực tác dụng lên thang nếu  450

b Tìm các giá trị của để thang đứng yên không trượt trên sàn.

c Một người khối lượng m’= 40kg leo lên thang khi 450 Hỏi người này

lên đến vị trí O’ nào trên thang thì thang sẽ bị trượt Chiều dài thang l = 2m.

 

3.10.0,5 60

50 3 3

P P T

ABT.ACsin 45 P P AB

2PAB

2ACsin 45

 

3 100

50 150 22

Chọn hệ quy chiếu Oxy như hình vẽ

Chiếu theo Ox ta có: cos 45 150 2 2 150 

a Trọng lượng của thanh: P = mg = 200N

Theo điều kiện cân bằng Momen

P N    A  N B  F ms  0 

 NA   P 200N;Fms  NB

A.Đơn vị của mômen là N.m

A.Lực có giá cắt trục quay

B.Lực có giá song song với trục quay

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

F FA 5FB

2 Thanh AB sẽ quay quamh O theo chiều nào?

A Chiều kim đồng hồ

B Ngược chiều kim đồng hồ

C.Không quay, nằm cân bằng

D.Chưa đủ dữ liệu để trả lời câu hỏi

Câu 5.Đối với vật quay quanh 1 trục cố định, câu nào sau đây đúng?

A.Vật quay được là nhờ mômen lực tác dụng lên nó

B.Nếu không chịu mômen lực tác dụng thì vật phải đứng yên

C.Khi không còn mômen lực tác dụng thì vật đang quay lập tức dừng lại

D.Khi thấy tốc độ góc của vật thay đổi thì chắc chắn là có mômen lực tác dụng lên vật

Câu 6.Một vật hình trụ có khối lượng 10 kg

Câu 7.Một cần cẩu nâng 1 trục bê tông, đồng chất, trọng lượng P lúc đầu

nằm yên trên mặt đất Trong quá trình nâng dựng đứng lên, đầu A luôn tựa trên mặt đất, lực căng dây F 

luôn thẳng đứng Lực nâng F 

tại vị trí trục hợp với mặt nghiêng 1 góc  là?

A.FPcos B

P

F sin2

C FPtan D

Câu 8.Thanh AB đồng chất có có trọng lượng 12N

nằm ngang được gắn vào tường tại A, đầu B nối

với tường bằng sợi dây BC không giãn.Biết