Lý 10 Bài 9: Tổng hợp và phân tích lực. Điều kiện cân bằng của chất điểm

• Lực là đại lượng véc tơ 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.

• Các lực cân bằng là các lực khi tác dụng đồng thời vào một vật thì không gây ra gia tốc cho vật.

• Hai lực cân bằng là hai lực cùng tác dụng lên một vật, cùng giá, cùng độ lớn và ngược chiều.

• Đơn vị của lực là niutơn (N).

a) Thí nghiệm

• Thực hiện thí nghiệm theo hình 9.5: Vòng nhẫn O (coi như chất điểm) đứng yên dưới tác dụng của 3 lực  \({\overrightarrow F _1},\overrightarrow {{F_2}} ,\overrightarrow {{F_3}} \) ( có độ lớn bằng trọng lượng của 3 nhóm quả cân)

b) 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.

• Hợp lực có giá trị lớn nhất khi hai lực cùng phương cùng chiều và nhỏ nhất khi hai lực cùng phương ngược chiều.

• Hợp lực của hai lực đồng quy có giá trị lớn hơn hợp lực của hai lực cùng phương, ngượcchiều như lớn hơn hợp lực của hai lực cùng phương, cùng chiều.

c) Qui tắc hình bình hành

• Nếu hai lực đồng qui làm thành hai cạnh của một hình bình hành, thì đường chéo kể từ điểm đồng qui biểu diễn hợp lực của chúng. \(F = \overrightarrow {{F_1}} {\rm{ }} + \overrightarrow {{F_2}} {\rm{ }}\)

Muốn cho một chất điểm đứng cân bằng thì hợp lực của các lực tác dụng lên nó phải bằng không. \(F = \overrightarrow {{F_1}}  + \overrightarrow {{F_2}}  + ... + \overrightarrow {{F_n}}  = 0\)

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

- Chú ý: Khi phân tích lực phải xác định được lực có tác dụng theo hai phương nào rồi chỉ phân tích theo hai phương ấy.

A. \(F_{}^2 = {F_1}^2 + F_2^2 + 2{F_1}{F_2}\cos \alpha \)

B. \(F_{}^2 = {F_1}^2 + F_2^2 - 2{F_1}{F_2}\)cos\(\alpha \)

C. \(F = {F_1} + F_2^{} + 2{F_1}{F_2}\)

D. \(F_{}^2 = {F_1}^2 + F_2^2 - 2{F_1}{F_2}\)cos\(\alpha \)

Hướng dẫn giải:

\(F_{}^2 = {F_1}^2 + F_2^2 + 2{F_1}{F_2}\cos \alpha \)

⇒ Chọn đáp án A

Câu 1: Một vật chịu 4 lực tác dụng .Lực F₁ = 40 N hướng về phía Đông, lực F₂ = 50N hướng về phía Bắc, lực F₃ = 70N hướng về phía Tây, lực F₄ = 90 N hướng về phía Nam?

Câu 2: Độ lớn của hợp lực tác dụng lên vật là bao nhiêu?

Câu 3: 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 nào?

Câu 4: 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 bao nhiêu?

Câu 1: 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 2: 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 3: 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. 90^o

B. 30^o

C. 45^o

D. 60^o

Câu 4: 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.

Qua bài giảng Tổng hợp và phân tích lực .Điều kiện cân bằng của chất điểm  này, các em cần hoàn thành 1 số mục tiêu mà bài đưa ra như:

• Phát biểu được định nghĩa lực, định nghĩa phép tổng hợp lực và phép phân tích lực.

• Nắm được quy tắc hình bình hành.

• Hiểu được điều kiện cân bằng của một chất điểm.

• Vận dụng được quy tắc hình bình hành để tìm hợp lực của hai lực đồng quy hoặc để phân tích một lực thành hai lực đồng quy.