CHỦ ĐỀ 2: BÀI 5: TỔNG HỢP VÀ PHÂN TÍCH LỰC
Trang bìa
Trang bìa
Ảnh
Ảnh
VẬT LÍ 10
CHỦ ĐỀ 2: BÀI 5: TỔNG HỢP VÀ PHÂN TÍCH LỰC
Khởi động
Khởi động
Ảnh
Để giải cứu con tàu dài 400 m, rộng 59 m, chở 224 nghìn tấn hàng hoá, người ta đã phải huy động các tàu là dắt để kéo mũi tàu Ever Given trở lại đường lưu thông qua kênh đài. Các tàu lai dắt không chuyển động cùng hướng nhưng hợp lực kéo của chúng vẫn giúp kéo mũi tàu Ever Given khỏi điểm mắc cạn. Vì sao như vậy?
- Khởi động
Ảnh
I. Tổng hợp lực đồng quy
- Tìm hiểu
Ảnh
Hình vẽ
I. Khối lượng riêng
Tổng hợp lực là thay thế nhiều lực tác dụng đồng thời vào một vật bằng một lực có tác dụng giống hệt như tác dụng của những ấy. Lực thay thế này gọi là hợp lực, các lực được thay thế gọi là các lực thành phần.
- Ví dụ
Cách dùng lực kế để xác định hợp lực F của hai lực thành phần latex(F_1) và latex(F_2) đồng quy.
Ví dụ:
Ảnh
Hình 5.2. Lực F gây ra tác dụng lên dây cao su OT giống hệt khi latex(F_1) và latex(F_2) tác dụng đồng thời lên dây
Ảnh
- Trả lời câu hỏi
Hình vẽ
- Trả lời câu hỏi:
Ảnh
Ảnh
1. Biểu diễn quy tắc cộng vectơ cho trường hợp lực latex(F_2) ngược chiều với lực latex(F_1) khi latex(F_1 > F_2) và khi latex(F_1< F_2).
1. Hai lực cùng hướng
1. Hai lực cùng phương
Ảnh
Hình vẽ
- Hai lực cùng phương, ngược chiều thì làm tăng tác dụng lên vật và độ lớn hợp lực bằng: latex(F = F_1 + F_2)
Ảnh
+) tiếp (1. Hai lực cùng hướng)
Ảnh
Hình vẽ
- Hai lực cùng phương, ngược chiều thì chúng hạn chế, thậm chí triệt tiêu tác dụng của nhau lên vật và hợp lực có giá trị bằng: latex(F = F_1-F_2) - Nếu F > 0 thì hợp lực F cùng chiều với thành phần latex(F_1). - Nếu F < 0 thì lực F ngược chiều với lực latex(F_1).
- Chứng minh: Quy tắc tổng hợp hai lực cùng phương:
Ảnh
- Chứng minh: Quy tắc tổng hợp hai lực cùng phương:
+) Xét trường hợp một quả bóng quần vợt được thả rơi. Trong lúc rơi xuống, quả bóng chịu tác dụng bởi hai lực: trọng lực P hướng xuống và đẩy lực của không khí latex(F_đ) hướng lên. Hợp lực tác dụng lên quả bóng là: latex(F = P - F_đ = 1,2 N - 0,8 N = 0,4 N) +) Nếu chọn chiều dương hướng lên, ngược chiều rơi của quả bóng thì hợp lực tác dụng lên quả bóng là: latex(F = -P + F_đ = -1,2 N + 0,8 N = -0,4 N)
- Trả lời câu hỏi
Ảnh
Hình vẽ
- Trả lời câu hỏi:
Ảnh
2. Thảo luận, đề xuất phương án thực hiện thí nghiệm tổng hợp hai lực đồng quy cùng phương. 3. Xác định độ lớn và hướng của hợp lực các vectơ lực P và lực latex(F_đ) đúng tỉ lệ. Đổi chiều với kết quả tính.
2. Hai lực vuông góc
2. Hai lực vuông góc
- Xét trường hợp một quả cầu lông đang rơi (Hình 5.4). Có hai lực tác dụng lên quả cầu: trọng lực theo phương thẳng đứng hướng xuống và lực đẩy của gió theo phương ngang.
Ảnh
+) tiếp (2. Hai lực vuông góc)
Ảnh
- Hợp lực F tác dụng lên quả cầu được xác định bằng cách biểu diễn các lực thành phần và latex(F_đ) theo quy tắc cộng vectơ. Độ lớn hợp lực: latex(F = sqrt(P^2 + F_d^2)) - Hai lực của hợp lực so với phương thẳng đứng là góc latex(theta) sao cho: latex( costheta = P/F)
- Thực hành khám phá (2. Hai lực vuông góc)
Ảnh
- Thực hành khám phá:
Thí nghiệm: Kết quả tổng hợp hai lực latex(F_1, F_2) vuông góc với nhau và có độ lớn tương ứng theo tỉ lệ 4 : 3. Lực kéo latex(F_1) tạo bởi dây treo 4 quả cân và lực kéo latex(F_2) tạo bởi dây treo 3 quả cân đã giữ cho chùm 5 quả cân không rơi.
+) tiếp (- Thực hành khám phá)
- Nhiệm vụ:
a) Biểu diễn các lực thành phần latex(F_1, F_2) trong thí nghiệm. b) Nhận xét về liên hệ giữa hợp lực F của hai lực latex(F_1, F_2) với trọng lực của chùm 5 quả cân. Từ đó, thảo luận đề xuất phương án xác định hợp lực F. c) Tiến hành thí nghiệm để xác định hợp lực F. Kết quả thực hiện được ghi theo mẫu sau:
Ảnh
d. So sánh kết quả thu được qua thí nghiệm với kết quả tính ở trên và rút ra quy tắc tổng hợp hai lực đồng quy vuông góc.
- Trả lời câu hỏi
Hình vẽ
- Trả lời câu hỏi:
Ảnh
Ảnh
4. Thảo luận để thiết kế phương án thí nghiệm không sử dụng hệ tống ròng rọc và các quả cân. Có thể dùng l kế đo trực tiếp các lực.
3. Hai lực tạo với nhau một góc bất kì
Ảnh
Ảnh
3. Hai lực tạo với nhau một góc bất kì
- Xét hai lực latex(F_1; F_2) đồng quy và hợp thành góc latex(alpha). Ta có thể biểu diễn lực theo quy tắc hình bình hành hoặc theo quy tắc cộng vectơ. - Độ lớn của hợp lực: latex(F^2 = F_1^2 + F_2^2 + 2F_1.F_2cosalpha)
- Hướng của hơp lực so với latex(F_1 : costheta = (F^2 + F_1^2 - F_2^2)/(2F.F_1))
- Luyện tập
Hình vẽ
Ảnh
1. Xác định hợp lực của hai tàu kéo trong trường hợp mô tả ở hình 5.2. Coi độ lớn lực kéo của hai tàu như nhau, bằng latex(16.10^3)N và góc giữa hai lực kéo là latex(60@).
- Luyện tập
II. Phân tích lực
- Tìm hiểu
II. Áp suất
Con nhện giữ cơ thể bằng một sợi tơ khi bị gió thổi ngang (Hình 5.8). Hình vẽ biểu diễn ba lực tác dụng lên nó: + Trọng lực P, + Lực căng T của sợi dây + Lực đẩy latex(F_đ) của gió
- Tìm hiểu:
Ảnh
+) tiếp (- Tìm hiểu ví dụ)
Ảnh
Hình vẽ
Ảnh
Lực căng T có hai thành phần: +) latex(T_y) hướng lên +) latex(T_x) hướng sang trái
- Kết luận (- Trả lời câu hỏi)
- Kết luận:
- Lực F được phân tích thành hai thành phần vuông góc: + Thành phần theo phương ngang latex(F_x = Fcostheta) + Thành phân theo phương thẳng đứng latex(F_y = Fsintheta)
Ảnh
- Với latex(theta) là góc giữa hướng của F và hướng Ox (thường chọn trùng hướng chuyển động)
- Ví dụ
- Ví dụ: Xét trường hợp ô tô đnag lên dốc
Ảnh
- Các lực tác dụng lên ô tô gồm: + Trọng lực: P + Phản lực : N + Lực phát động: latex(F_k) + Lực ma sát: latex(F_(ms))
+) tiếp (- Ví dụ)
- Các bước thực hiện:
Ảnh
Bước 1: Vẽ giản đồ biểu diễn các vật tác dụng lên vật (Hình 5.11). Bước 2: Chọn chiều dương trùng với hướng chuyển động lên dốc của ô tô. Bước 3: Phân tích trọng lực P thành hai thành phần như hình 5.12.
- Luyện tập (- Luyện tập)
Ảnh
Hình vẽ
2. Hãy chứng tỏ rằng trong trường hợp con nhện ở trên, lực T cân bằng với hợp lực của hai lực P và latex(F_đ).
Dặn dò
Dặn dò
Ảnh
DẶN DÒ
Ôn lại lí thuyết vừa học. Làm bài tập về nhà trong SBT. Chuẩn bị bài sau: " Chủ đề 2: Bài 6: Momen lực. Điều kiện cân bằng của vật
Cảm ơn
Ảnh