Hướng dẫn giải Bài 17. Cân bằng của một vật chịu tác dụng của hai lực và của ba lực không song song sgk Vật Lí 10. Nội dung bài Giải bài 1 2 3 4 5 6 7 8 trang 99 100 sgk Vật Lí 10 bao gồm đầy đủ phần lý thuyết, câu hỏi và bài tập, đi kèm công thức, định lí, chuyên đề có trong SGK để giúp các em học sinh học tốt môn vật lý 10, ôn thi tốt nghiệp THPT quốc gia.

Bạn đang xem: Giải câu hỏi vật lý

LÍ THUYẾT

I – Cân bằng của một vật chịu tác dụng của hai lực

1. Điều kiện cân bằng

*

– Muốn cho một vật chịu tác dụng của hai lực ở trạng thái cân bằng thì hai lực đó phải cùng giá, cùng độ lớn và ngược chiều.

\(\overrightarrow {{F_1}} = – \overrightarrow {{F_2}} \)

– Giá của lực là đường thẳng mang vectơ lực.

2. Xác định trọng tâm của một vật phẳng, mỏng bằng phương pháp thực nghiệm

Dựa vào điều kiện cân bằng trên bằng phương pháp thực nghiệm người ta có thể xác định trọng tâm của một vật phẳng, mỏng.

– Buộc dây lần lượt vào hai điểm khác nhau trên vật rồi lần lượt treo lên. Khi vật đứng yên, vẽ đường kéo dài của dây treo. Giao điểm của hai đường kéo dài này là trọng tâm của vật. Kí hiệu là G.

– Trọng tâm G của các vật phẳng, mỏng và có dạng hình học đối xứng nằm ở tâm đối xứng của vật.

*

II – Cân bằng của một vật chịu tác dụng của ba lực không song song

1. Tổng hợp hai lực có giá đồng quy

Muốn tổng hợp hai lực có giá đồng quy, trước hết ta phải trượt hai vật đó trên giá của chúng đến điểm đồng quy, rồi áp dụng quy tắc hình bình hành để tìm hợp lực.

2. Điều kiện cân bằng của một vật chịu tác dụng của ba lực không song song

– Ba lực đó phải có giá đồng phẳng và đồng quy.

– Hợp lực của hai lực phải cân bằng với lực thứ ba.

\(\overrightarrow {{F_1}} + \overrightarrow {{F_2}} = – \overrightarrow {{F_3}} \)

CÂU HỎI (C)

1. Trả lời câu hỏi C1 trang 96 Vật Lý 10

Có nhận xét gì về phương của hai dây khi vật đứng yên?

Trả lời:

Phương của hai dây cùng nằm trên một đường thẳng.

2. Trả lời câu hỏi C2 trang 97 Vật Lý 10

Em hãy làm như Hình 17.3 và cho biết trọng tâm của thước dẹt ở đâu.

*

Trả lời:

Trọng tâm của thước ở chỗ mà khi đặt ngón tay ở đó thì thước nằm cân bằng. Vì khi đó trọng lực nằm cân bằng với phản lực giá đỡ (tay đỡ).

3. Trả lời câu hỏi C3 trang 98 Vật Lý 10

Có nhận xét gì về giá của ba lực?

Trả lời:

Giá của ba lực cùng nằm trong một mặt phẳng của vật phẳng mỏng.

CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP

Dưới đây là phần Hướng dẫn Giải bài 1 2 3 4 5 6 7 8 trang 99 100 sgk Vật Lí 10 đầy đủ và ngắn gọn nhất. Nội dung chi tiết bài giải (câu trả lời) các câu hỏi và bài tập các bạn xem sau đây:

1. Giải bài 1 trang 99 Vật Lý 10

Phát biểu điều kiện cân bằng của một vật rắn chịu tác dụng của hai lực.

Trả lời:

Điều kiện cân bằng của một vật rắn chịu tác dụng của hai lực là hai lực đó phải cùng giá, cùng độ lớn và ngược chiều.

\(\overrightarrow {{F_1}} + \overrightarrow {{F_2}} = \overrightarrow 0 \) hay \(\overrightarrow {{F_1}} = – \overrightarrow {{F_2}} \)

2. Giải bài 2 trang 99 Vật Lý 10

Trọng tâm của một vật là gì? Trình bày phương pháp xác định trọng tâm của vật phẳng, mỏng bằng thí nghiệm.

Trả lời:

– Trọng tâm của một vật là điểm đặt của trọng lực tác dụng lên vật đó.

– Phương pháp xác định trọng tâm của vật phẳng mỏng bằng thực nghiệm:

+ Cách 1: Ta có thể đặt vật trên 1 cái đinh, nếu vật đó ít bị dao động nhất và không bị đổ, thì tại vị trí đầu đinh tiếp xúc với vật là trọng tâm của vật.

+ Cách 2: Buộc dây vào một lỗ nhỏ A ở mép của vật rồi treo vật thẳng đứng. Khi vật nằm cân bằng, dùng bút đánh dấu phương của sợi dây AA’ đi qua vật, trên vật. Tiếp theo, buộc dây vào một lỗ khác A, vào lỗ B chẳng hạn. Khi vật nằm cân bằng, đánh dâu phương sợi dây BB’ qua vật. Giao điểm của hai đoạn thẳng đánh dấu trên vật AA’ và BB’ chính là trọng tâm G của vật.

3. Giải bài 3 trang 100 Vật Lý 10

Cho biết trọng tâm của một số vật đồng chất và có dạng hình học đối xứng?

Trả lời:

Đối với những vật phẳng mỏng có dạng hình học đối xứng: hình tròn tam giác đều, hình vuông, hình chữ nhật thì trọng tâm của vật là tâm đối xứng của vật (tâm hình tròn, giao điểm các đường phân giác, giao điểm hai đường chéo…).

4. Giải bài 4 trang 100 Vật Lý 10

Phát biểu quy tắc tổng hợp hai lực đồng quy?

Trả lời:

Quy tắc:

– Trượt 2 lực trên giá của chúng cho đến điểm đồng quy.

– Áp dụng quy tắc hình bình hành để tìm hợp lực của 2 lực.

5. Giải bài 5 trang 100 Vật Lý 10

Điều kiện cân bằng của một vật chịu tác dụng của ba lực không song song?

Trả lời:

Điều kiện cân bằng của một vật chịu tác dụng của ba lực không song song:

– Ba lực đó phải có giá đồng phẳng và đồng quy.

– Hợp lực của hai lực phải cân bằng với lực thứ ba.

\(\overrightarrow {{F_1}} + \overrightarrow {{F_2}} = – \overrightarrow {{F_3}} \)

?

1. Giải bài 6 trang 100 Vật Lý 10

Một vật có khối lượng m = 2kg được giữ yên trên một mặt phẳng nghiêng bởi một sợi dây song song với đường dốc chính (Hình 17.9). Biết góc nghiêng α = 30o, g = 9,8 m/s2 và ma sát là không đáng kể. Hãy xác đinh:

a) Lực căng của dây;

b) Phản lực của mặt phẳng nghiêng lên vật.

*

Bài giải:

Các lực tác dụng lên vật gồm: Trọng lực \(\overrightarrow P \), phản lực \(\overrightarrow N \) và lực căng dây \(\overrightarrow T \)

Chọn hệ trục tọa độ Oxy như hình, phân tích \(\overrightarrow P \) thành hai thành phần \(\overrightarrow {{P_x}} ,\overrightarrow {{P_y}} \) như hình:

*

Khi vật cân bằng, ta có:

\(\overrightarrow P + \overrightarrow N + \overrightarrow T = \overrightarrow 0 \) (1)

Chiếu (1) theo các phương ta được:

+ Phương Ox: \({P_x} – T = 0\) (2)

+ Phương Oy: \( – {P_y} + N = 0\) (3)

a) Từ (2) ta suy ra lực căng của dây: \(T = {P_x}\)

Ta có: \(\sin \alpha = \dfrac{{{P_x}}}{P} \Rightarrow {P_x} = P\sin \alpha \)

Ta suy ra: \(T = P\sin \alpha = mg\sin \alpha = 2.9,8.\sin {30^0} = 9,8N\)

b) Từ (3) ta suy ra phản lực của mặt phẳng nghiêng lên vật: \(N = {P_y}\)

Ta có: \(cos\alpha = \dfrac{{{P_y}}}{P} \Rightarrow {P_y} = Pcos\alpha \)

Ta suy ra: \(N = Pcos\alpha = mgcos\alpha = 2.9,8.cos{30^0} = 16,97N\)

2. Giải bài 7 trang 100 Vật Lý 10

Hai mặt phẳng đỡ tạo với mặt phẳng nằm ngang các góc α = 45o . Trên hai mặt phẳng đó người ta đặt một quả cầu đồng chất có khối lượng 2 kg (Hình 17.10). Bỏ qua ma sát và lấy g = 10 m/s2. Hỏi áp lực của quả cầu lên mỗi mặt phẳng đỡ bằng bao nhiêu?

A. 20 N ; B. 28 N

C. 14 N ; D. 1,4 N.

*

Bài giải:

Lực tác dụng lên quả cầu được biểu diễn như hình vẽ:

*

Khi hệ cân bằng ta có: \(\overrightarrow{P}\) + \(\overrightarrow{N_{1}}\) + \(\overrightarrow{N_{2}}\) = \(\overrightarrow{0}\)(1)

Chọn hệ trục Oxy như hình vẽ, lần lượt chiếu phương trình (1) lên các trục Ox và Oy ta có:

(Ox): N1cosα – N2 cosα = 0 (2)

(Oy): – P + N1sinα + N2sinα = 0 (3)

Từ (2) ⇒ N1 = N2. Thay vào (3) ta được:

\(\eqalign{& P = 2{N_1}sin\alpha \cr&\Rightarrow {N_1} = {P \over {2sin\alpha }} = {{mg} \over {2sin\alpha }} = {{2.10} \over {2.\sin 45}} \approx 14N \cr& \Rightarrow {N_1} = {N_2} = 14N \cr} \)

⇒ Đáp án: C.

3. Giải bài 8 trang 100 Vật Lý 10

Một quả cầu đồng chất có khối lượng 3kg được treo vào tường nhờ một sợi dây. Dây làm với tường một góc α = 20o (Hình 17.11). Bỏ qua ma sát ở chỗ tiếp xúc của quả cầu với tường, lấy g = 9,8 m/s2.

Lực căng T của dây là bao nhiêu?

A. 88N; B. 10N;

C. 22N; D. 32N.

*

Bài giải:

Ta có: m = 3kg; g = 9,8 m/s2; α = 200.

Xem thêm: Câu 3 Trang 94 Sinh 10: Tại Sao Khi Để Quả Vải Chín Qua 3-4 Ngày Thì Có Mùi Chua

Lực tác dụng lên quả cầu được biểu diễn trên hình vẽ:

*

Khi quả cầu nằm cân bằng, ta có:

\(\overrightarrow P + \overrightarrow T + {\rm{ }}\overrightarrow N = \overrightarrow 0 \Leftrightarrow \overrightarrow P + \overrightarrow T = – \overrightarrow N \)

\( \Leftrightarrow \overrightarrow P + \overrightarrow T = \overrightarrow N ‘\)

Xét ∆N’OT vuông tại N’, ta có:

\(cos\alpha = {P \over T} \Rightarrow T = {P \over {cos\alpha }} = {{mg} \over {cos\alpha }} = {{3.9,8} \over {cos20}} = 31,3N\)

\( \Rightarrow T \approx 32N\)

⇒ Đáp án: D.

Bài trước:

Bài tiếp theo:

Trên đây là phần Hướng dẫn Giải bài 1 2 3 4 5 6 7 8 trang 99 100 sgk Vật Lí 10 đầy đủ, ngắn gọn và dễ hiểu nhất. Chúc các bạn làm bài môn Vật lý 10 tốt nhất!