Koko Giữ trọn tuổi 25
Bán tài liệu, giáo án tất cả các môn toán, lý,hoá,sinh,văn,sử,địa,tiếng anh, công dân,
Tháp Văn Xương

Điều kiện cân bằng của chất điểm vật lý 10

Thứ ba - 27/04/2021 00:44
Điều kiện cân bằng của chất điểm vật lý 10, Nếu điều kiện cân bằng của chất điểm, Bài tập điều kiện cân bằng của chất điểm, Điều kiện cân bằng của chất điểm là gì, Vật Lý 10 Bài 9 lý thuyết, Vật lý 10 Bài 10, Một chất điểm chịu tác dụng của 3 lực chất điểm sẽ cân bằng khi, Giáo án Vật lý 10 Bài 9, Giải bài tập Vật lý 10 trang 58
Điều kiện cân bằng của chất điểm vật lý 10
Điều kiện cân bằng của chất điểm vật lý 10
Điều kiện cân bằng của chất điểm vật lý 10, Nếu điều kiện cân bằng của chất điểm, Bài tập điều kiện cân bằng của chất điểm, Điều kiện cân bằng của chất điểm là gì, Vật Lý 10 Bài 9 lý thuyết, Vật lý 10 Bài 10, Một chất điểm chịu tác dụng của 3 lực chất điểm sẽ cân bằng khi, Giáo án Vật lý 10 Bài 9, Giải bài tập Vật lý 10 trang 58 

Điều kiện cân bằng của chất điểm

Phương pháp giải:
Điều kiện để một chất điểm nằm cân bằng là hợp lực của các lực tác dụng lên nó phải bằng 0.
\vec{F}={{\vec{F}}_{1}}+{{\vec{F}}_{2}}+...+{{\vec{F}}_{n}}=\vec{0}
Cách 1: Áp dụng quy tắc hình bình hành lần lượt cho từng cặp lực rồi áp dụng các kiến thức hình học để tính.
Cách 2: Trong trường hợp có nhiều lực tác dụng, có thể dùng phương pháp chiếu véc tơ lên các trục tọa độ để tính.
Bằng cách chiếu (1) lên các trục tọa độ Ox, Oy ta được hệ phương trình đại số:
\left\{ \begin{matrix} {{F}_{1x}}+{{F}_{2x}}+...{{F}_{nx}}=0 \\ {{F}_{1y}}+{{F}_{2y}}+...+{{F}_{ny}}=0 \\ \end{matrix} \right.
Ví dụ 1: Một đèn tín hiệu giao thông được treo tại chính giữa một dây nằm ngang làm dây bị võng xuống. Biết trọng lượng đèn là 100N và góc giữa hai nhánh dây là 1500.Tìm lực căng của mỗi nhánh dây.
    A.386,4N.                                      B.193,2N.                                      C.173,2N.                                      D.200N.
Lời giải:


Điều kiện cân bằng của điểm treo O:
 {{\vec{T}}_{1}}+{{\vec{T}}_{2}}+\vec{P}=0\to {{\vec{T}}_{1}}+{{\vec{T}}_{2}}=-\vec{P}
Do đối xứng nên  {{T}_{1}}={{T}_{2}}=T. Từ hình vẽ ta có:
P=2Tcos{{75}^{0}}\to T=\frac{P}{2cos{{75}^{0}}}\approx 193,2N
    Đáp án B.
Ví dụ 2: 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  \alpha ={{60}^{0}}g=10m/{{s}^{2}}. Hãy xác định lực độ lớn lực mà đèn tác dụng lên thanh AB.

 
   A. 5,2 N.                                        B. 1,7 N.                                        C. 2,6 N.                                        D. 1,5 N.

Lời giải:


Các lực tác dụng lên điểm A như hình vẽ.
Điều kiện cân bằng của A:
 {{\vec{T}}_{1}}+{{\vec{T}}_{2}}+\vec{P}=\vec{0}
Chiếu lên các trục Oy:
{{T}_{2}}cos\alpha -P=0\to {{T}_{2}}=\frac{P}{cos\alpha }=6N.
Chiếu lên Ox
{{T}_{1}}-{{T}_{2}}\sin \alpha =0\to {{T}_{1}}={{T}_{2}}\sin \alpha =3\sqrt{3}N.
Đáp án A
Ví dụ 3: Một vật có trọng lượng 60N được treo vào vòng nhẫn nhẹ O ( coi là chất điểm). Vòng nhẫn được giữ bằng hai dây nhẹ OA và OB. Biết OA nằm ngang còn OB hợp với phương thẳng đứng góc 450 (hình vẽ).Tìm lực căng của dây OA và OB.



   A. 30\sqrt{2}N ; 60\sqrt{2}N . \\ B. 60N ; 60\sqrt{2}N . \\ C. 30\sqrt{2}N ; 120N . \\ D. 45N ; 60\sqrt{2}N .
Lời giải:


Các lực tác dụng vào điểm treo O như hình vẽ.
Góc  \alpha   là góc giữa OP và OB,  \alpha ={{45}^{0}}
\begin{cases} & OI=OKcos\alpha \Rightarrow OK=\frac{OI}{cos\alpha } \\ & \Rightarrow {{T}_{OB}}=\frac{P}{cos\alpha }=60\sqrt{2}N \\ \end{align}
Tương tự:  OL=KI=>KI=OK\sin \alpha
\Rightarrow {{T}_{OA}}={{T}_{OB}}.\sin {{45}^{0}}=60N
Đáp án B.
III. BÀI TẬP RÈN LUYỆN KĨ NĂNG
Câu 1: Điều này sau đây là sai khi nói về đặc điểm của hai lực cân bằng?
    A.Cùng chiều                               B.Cùng giá                                    C.Ngược chiều                             D.Cùng độ lớn
Câu 2: Cho hai lực  {{\vec{F}}_{1}} ; {{\vec{F}}_{2}}  đồng quy. Điều kiện nào sau đây để độ lớn hơn lực của hai lực bằng tổng của  {{F}_{1}}+{{F}_{2}} ?
    A.Hai lực song song ngược chiều.                                                  
    B.Hai lực vuông góc nhau.       
    C.Hai lực hợp nhau một góc 600.                                                    
    D.Hai lực song song cùng chiều.
Câu 3: Cho hai lực  {{\vec{F}}_{1}} ; {{\vec{F}}_{2}}  đồng quy. Điều kiện nào sau đây để độ lớn của hợp lực của hai lực bằng 0?
    A.Hai lực song song ngược chiều                                                   
    B.Hai lực song song, cùng chiều, có độ lớn bằng nhau              
    C.Hai lực song song, ngược chiều, có độ lớn bằng nhau           
    D.Hai lực có độ lớn bằng nhau.
Câu 4: Gọi  {{F}_{1}} , {{F}_{2}}  là độ lớn của hai lực thành phần, F là độ lớn hợp lực của chúng. Câu nào sau đây là đúng?
    A.F luôn lớn hơn {{F}_{1}} ; {{F}_{2}}                              
    B.F không bao giờ nhỏ hơn cả  {{F}_{1}} ; {{F}_{2}}      
    C.F không bao giờ bằng  {{F}_{1}} ; {{F}_{2}}                 
    D. \left| {{F}_{1}}-{{F}_{2}} \right|\le F\le {{F}_{1}}+{{F}_{2}}
Câu 5: Chọn câu đúng: Hợp lực của hai lực có độ lớn F và 2F có thể:
    A.có thể nhỏ hơn F.                                                                             B. có thể lớn hơn 3F.
    C.luôn lớn hơn 2F.                                                                              D.có thể bằng2F.
Câu 6: Hai lực có độ lớn 3N và 4N cùng tác dụng vào một chất điểm. Độ lớn của hợp lực không thể nhận giá trị nào sau đây?
    A.1N.                                              B.7 N.                                             C.5 N.                                            D.12 N.
Câu 7: Hai lực có độ lớn 3N và 5N hợp với nhau góc 600. Tìm độ lớn của hợp lực.
    A.7 N.                                            B.4,4N.                                          C.8 N.                                            D.5,8 N.
Câu 8: Hợp lực của hai lực có độ lớn 3N và 4N có độ lớn là 5N. Góc giữa hai lực đó bằng bao nhiêu?
    A.900                                              B.600                                              C.300                                              D.450
Câu 9: Một chất chịu hai lực tác dụng có cùng độ lớn 40N và hợp với nhau góc 1200. Tính độ lớn của hợp lực tác dụng lên chất điểm
    A.80 N.                                          B. 40\sqrt{3}N.                           C.40 N.                                          D. 20\sqrt{3}N .
Câu 10: Cho  {{F}_{1}}={{F}_{2}}=5\sqrt{3}N và góc giữa hợp lực  \vec{F} với  {{\vec{F}}_{1}} bằng  {{30}^{0}} . Góc giữa  {{\vec{F}}_{1}} ; {{\vec{F}}_{2}}  là
    A.300.                                             B.900.                                             C.1200.                                          D.600.
Câu 11: Một lực 10N có thể được phân tích thành hai lực thành phần vuông góc nhau có độ lớn
    A.3 N và 7 N.                               B.6N và 8 N.                                 C.2N và 8 N.                                 D.5N và 5 N.
Câu 12: Chất điểm chịu tác dụng đồng thời của hai lực  {{F}_{1}}={{F}_{2}}=10N . Góc giữa hai véc tơ lực bằng  {{30}^{0}} . Tính độ lớn của hợp lực.
    A.19,3 N.                                       B.9,7 N.                                         C.17,3 N.                                       D.8,7 N.
Câu 13: Cho ba lực đồng quy cùng nằm trong một mặt phẳng có độ lớn  {{F}_{1}}={{F}_{2}}={{F}_{3}}=15N  và từng đôi một hợp thành góc  {{120}^{0}} . Tìm hợp lực của chúng.
    A.15 N.                                          B.45 N.                                          C.30 N.                                          D.0 N.
Câu 14: Một chất điểm có trọng lượng P đặt trên mặt phẳng nghiêng góc  \alpha   so với phương ngang. Áp lực của chất điểm lên mặt phẳng nghiêng là
    A. P .                                              B. P\sin \alpha .                         C. Pcos\alpha.                            D.0.

Câu 15: Lực F = 6 N hợp với tia Ox một góc  \alpha ={{30}^{0}}  như hình vẽ. Xác định độ lớn của lực thành phần tác dụng theo hai hướng Ox và Oy.
A. 4\sqrt{3}N ;2\sqrt{3}N .\\ B. 4\sqrt{3}N ;\sqrt{3}N . \\ C. 2\sqrt{3}N ;4\sqrt{3}N . \\ D. 2\sqrt{3}N ;2\sqrt{3}N .|\
Câu 16:

  
Một chất điểm chịu tác dụng của bốn lực đồng phẳng  {{\vec{F}}_{1}},{{\vec{F}}_{2}},{{\vec{F}}_{3}},{{\vec{F}}_{4}} . Biết độ lớn của các lực là  F=2N,{{F}_{2}}={{F}_{4}}=3N,{{F}_{3}}=6N.
Tìm độ lớn của hợp lực tác dụng lên chất điểm.
    A.14 N.                                          B.10 N.                                          C. 4 N.                                           D.6 N.
Câu 17: Một vật có trọng lượng 30N treo vào điểm chính giữa của dây thép AB có khối lượng không đáng kể như hình vẽ. Biết rằng AB = 4m; CD = 10cm. Tìm lực căng của mỗi nhánh dây.
    A.300,4 N.                                     B.3 N.                                             C.600,7 N.                                     D.150 N.
ĐÁP ÁN
1.A 2.D 3.C 4.D 5.D 6.D 7.A 8.A 9.C 10.D.
11.B 12.A 13.D 14.C 15.A 16.C 17.A      

HƯỚNG DẪN GIẢI CHI TIẾT
Câu 1: Đáp án A.
Hai lực cân bằng là hai lực tác dụng vào cùng một vật, cùng giá, ngược chiều và cùng độ lớn.
Câu 6: Đáp án D.
Chú ý: \vec{F}={{\vec{F}}_{1}}+{{\vec{F}}_{2}} thỏa mãn: \left| {{F}_{1}}-{{F}_{2}} \right|\le F\le {{F}_{1}}+{{F}_{2}}
Câu 7: Đáp án A.
F=\sqrt{F_{1}^{2}+F_{2}^{2}+2.{{F}_{1}}{{F}_{2}}cos\alpha }=7N
Câu 8: Đáp án A.
F=\sqrt{F_{1}^{2}+F_{2}^{2}+2.{{F}_{1}}{{F}_{2}}cos\alpha }\to cos\alpha =0\to \alpha ={{90}^{0}}
Câu 9: Đáp án C.
F=2{{F}_{1}}cos\frac{\alpha }{2}=2.40.cos{{60}^{0}}=40N
Câu 10: Đáp án D.


Do  {{F}_{1}}={{F}_{2}} nên hình bình hành trong phép tổng hợp lực là hình thoi có nửa góc giữa  {{\vec{F}}_{1}} ;{{\vec{F}}_{2}} là 300. Vậy góc giữa  {{\vec{F}}_{1}} ;{{\vec{F}}_{2}}  là  {{2.30}^{0}}={{60}^{0}}
Câu 11: Đáp án B.
Hai lực thành phần vuông góc nên  {{F}^{2}}=F_{1}^{2}+F_{2}^{2}
Câu 12: Đáp án A
F=2{{F}_{1}}cos\frac{\alpha }{2}\approx 19,3N
Câu 13: Đáp án D


\vec{F}={{\vec{F}}_{1}}+{{\vec{F}}_{2}}+{{\vec{F}}_{3}}={{\vec{F}}_{12}}+{{\vec{F}}_{3}} \;\;Vs\;\; {{\vec{F}}_{12}}={{\vec{F}}_{1}}+{{\vec{F}}_{2}}
Dễ thấy \Delta OMN  là tam giác cân có góc bằng  {{60}^{0}}  nên nó là tam giác đều.
{{F}_{12}}={{F}_{1}}=5N => F=\left| {{F}_{3}}-{{F}_{12}} \right|=0N
Câu 14: Đáp án C


Phân tích  \vec{P}  thành hai thành phần  {{\vec{F}}_{1}};{{\vec{F}}_{2}} theo phương song song và vuông góc với mặt phẳng nghiêng.
Dễ dàng tính được áp lực lên mặt phẳng nghiêng  {{F}_{2}}=Pcos\alpha .
Câu 15: Đáp án A


Phân tích lực  \vec{F} thành hai lực thành phần  {{\vec{F}}_{x}};{{\vec{F}}_{y}}  như hình vẽ.
Dễ thấy  {{F}_{x}}=\frac{F}{cos\alpha }=\frac{6}{cos{{30}^{0}}}=4\sqrt{3}N;{{F}_{y}}=F\tan {{30}^{0}}=2\sqrt{3}N
Câu 16: Đáp án C
\vec{F}={{\vec{F}}_{1}}+{{\vec{F}}_{2}}+{{\vec{F}}_{3}}+{{\vec{F}}_{4}}={{\vec{F}}_{13}}+{{\vec{F}}_{24}}
trong đó  {{\vec{F}}_{13}}={{\vec{F}}_{1}}+{{\vec{F}}_{3}}  là hợp lực của  {{\vec{F}}_{1}},{{\vec{F}}_{3}};{{\vec{F}}_{24}}={{\vec{F}}_{2}}+{{\vec{F}}_{4}}  là hợp lực của  {{\vec{F}}_{2}},{{\vec{F}}_{4}}.
{{F}_{13}}=\left| {{F}_{1}}-{{F}_{3}} \right|=4N;{{F}_{24}}=\left| {{F}_{2}}-{{F}_{4}} \right|=0N\to F={{F}_{13}}=4N
Câu 17: Đáp án A


Điều kiện cân bằng của điểm treo D:
{{\vec{T}}_{1}}+{{\vec{T}}_{2}}+\vec{P}=0\to {{\vec{T}}_{1}}+{{\vec{T}}_{2}}=-\vec{P}
Do đối xứng nên  {{T}_{1}}={{T}_{2}}=T
Từ hình vẽ ta có:
\begin{cases} & P=2Tcos\alpha \Rightarrow T=\frac{P}{2cos\alpha } \\ & cos\alpha =\frac{CD}{DB}=\frac{0,1}{\sqrt{{{2}^{2}}+0,{{1}^{2}}}} \\ & \Rightarrow T=\frac{P}{2cos\alpha }=\frac{30\sqrt{{{2}^{2}}+0,{{1}^{2}}}}{2.0,1}\approx 300,4N. \\ \end{align}

 

Tổng số điểm của bài viết là: 5 trong 1 đánh giá

Xếp hạng: 5 - 1 phiếu bầu
Click để đánh giá bài viết

  Ý kiến bạn đọc

Sữa Momcare
tỏi đen
Bạn đã không sử dụng Site, Bấm vào đây để duy trì trạng thái đăng nhập. Thời gian chờ: 60 giây