Tiêu đề HSGVL10.CHUYÊN ĐỀ IV. CHẤT RẮN-P2.pdf ✅

BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI VẬT LÝ 10 CHUYÊN ĐỀ IV. CHẤT RẮN File word: [email protected] -- 1 -- Phone, Zalo: 0946 513 000 MỤC LỤC CHUYÊN ĐỀ IV. CHẤT RẮN....................................................................................................................................... 2 CHỦ ĐỀ 1. CÂN BẰNG CỦA VẬT RẮN KHI KHÔNG CÓ CHUYỂN ĐỘNG QUAY...................................... 2 CHỦ ĐỀ 2. CÂN BẰNG CỦA VẬT RẮN CÓ TRỤC QUAY CỐ ĐỊNH.............................................................22 CHỦ ĐỀ 3. CÂN BẰNG TỔNG QUÁT CỦA VẬT RẮN.....................................................................................33 CHỦ ĐỀ 4. CÁC DẠNG CÂN BẰNG.....................................................................................................................50 BÀI TẬP LUYỆN TẬP TỔNG HỢP .........................................................................................................................55
BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI VẬT LÝ 10 CHUYÊN ĐỀ IV. CHẤT RẮN File word: [email protected] -- 2 -- Phone, Zalo: 0946 513 000 CHUYÊN ĐỀ IV. CHẤT RẮN CHỦ ĐỀ 1. CÂN BẰNG CỦA VẬT RẮN KHI KHÔNG CÓ CHUYỂN ĐỘNG QUAY A. TÓM TẮT KIẾN THỨC 1. Cân bằng của chất điểm - Trạng thái cân bằng: a  0 : chất điểm đứng yên hoặc chuyển động thẳng đều. - Điều kiện cân bằng của chất điểm: Một chất điểm cân bằng khi hợp lực của các lực tác dụng lên chất điểm bằng 0. 1 2 ... 0 F F F     n (10. 1) - Hợp lực của các lực tác dụng lên chất điểm được xác định theo quy tắc hình bình hành. 2. Cân bằng của vật rắn khi không có chuyển động quay 2. 1. Vật rắn và đặc điểm chuyển động của vật rắn - Vật rắn là những vật có kích thước đáng kể và hầu như không bị biến dạng dưới tác dụng của lực. - Vật rắn có thể chuyển động tịnh tiến như chất điểm hoặc có thể chuyển động quay hoặc vừa chuyến động tịnh tiến vừa chuyển động quay. 2. 2. Cân bằng của vật rắn khi không có chuyển động quay - Điều kiện cân bằng của vật rắn khi không có chuyển động quay: Khi không có chuyển động quay, vật rắn cân bằng khi hợp lực của các lực tác dụng vào vật rắn bằng không. 1 2 ... 0 F F F     n (10. 2) - Các trường hợp cụ thể + Trường hợp vật rắn chịu tác dụng của hai lực: hai lực đó phải cùng giá, ngược chiều và cùng độ lớn 1 2 ( ) F F  . + Trường hợp vật rắn chịu tác dụng của ba lực: ba lực đó phải có giá đồng phẳng và đồng quy, có họp lực bằng không 1 2 3 ( 0) F F F    . - Các quy tắc tìm hợp lực + Quy tắc hợp lực đồng quy: Để xác định hợp lực của các lực đồng quy tác dụng vào vật rắn ta cần:  xác định điểm đồng quy.  trượt các lực tới điểm đồng quy.  dùng quy tắc hình bình hành để tìm hợp lực. + Quy tắc hợp lực song song: Để xác định hợp lực của các lực song song tác dụng vào vật rắn ta dựa vào quy tắc hợp lực song song:  với hai lực song song cùng chiều, hợp lực cùa chúng có phương song song với hai lực, cùng chiều với hai lực, có độ lớn bằng tổng hai lực và có giá chia trong đoạn thẳng nối hai giá của hai lực thành phần thành những đoạn tỉ lệ nghịch với độ lớn hai lực:
BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI VẬT LÝ 10 CHUYÊN ĐỀ IV. CHẤT RẮN File word: [email protected] -- 3 -- Phone, Zalo: 0946 513 000 F F F  1 2 và 1 2 2 1 F d F d  (10. 3)  với hai lực song song ngược chiều: hai lực của chúng có phương song song với hai lực, cùng chiều với lực lớn hơn, có độ lớn bằng hiệu hai lực và có giá chia ngoài đoạn thẳng nối hai giá của hai lực thành phần thành những đoạn tỉ lệ nghịch với độ lớn hai lực: F F F   1 2 và 1 2 2 1 F d F d  (10. 4) 3. Trọng tâm của vật rắn - Khái niệm: Đối với những vật không lớn lắm thì điểm đặt của trọng lực tác dụng lên vật được gọi là trọng tâm của vật. - Đặc điểm: Khi lực tác dụng có giá đi qua trọng tâm thì lực chỉ làm cho vật chuyển động tịnh tiến; khi lực tác dụng có giá không đi qua trọng tâm thì lực có thể làm cho vật vừa tịnh tiến vừa quay. - Cách xác định trọng tâm: Có 3 cách thường dùng: + Đối với các vật đồng chất thì trọng tâm của vật trùng với tâm đối xứng hoặc nằm trên trục hay mặt phẳng đối xứng. + Dùng công thức: 1 1 2 2 1 2 ... ... n n i i G n m x m x m x m x x m m m m          (10. 5) ( i x là tọa độ của phần tử thứ I có khối lượng là mi ; m là khối lượng của vật) + Dùng quy tắc hợp lực song song cùng chiều để tìm điểm đặt của hợp các trọng lực tác dụng vào các phần tử của vật 1 2 ( , ,..., ) P P P n . B. NHỮNG CHÚ Ý KHI GIẢI BÀI TẬP VỀ KIẾN THỨC VÀ KỸ NĂNG - Khi không có chuyển động quay, điều kiện cân bằng của vật rắn là: 0 0 hl a F    . 1x 2x 1 2 1 2 ... 0 ... 0 ... 0 n y y F F F F F F F               
BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI VẬT LÝ 10 CHUYÊN ĐỀ IV. CHẤT RẮN File word: [email protected] -- 4 -- Phone, Zalo: 0946 513 000 - Khi sử dụng các quy tắc hợp lực cần xác định các trường hợp cụ thể của các lực thành phần: đồng quy, cùng chiều hay ngược chiều. - Trọng tâm của vật trong không gian hai, ba chiều Oxy hoặc Oxyz được xác định bởi: 1 1 2 2 1 2 1 1 2 2 1 2 ... ... ... ... n n i i n n n i i n m x m x m x m x m m m m m y m y m y m y m m m m                       ; 1 1 2 2 1 2 1 1 2 2 1 2 1 1 2 2 1 2 ... ... ... ... ... ... n n i i n n n i i n n n i i n m x m x m x m x m m m m m y m y m y m y m m m m m z m z m z m z m m m m                                  VỀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI . Với dạng bài tập về cân bằng của vật rắn khi không có chuyển động quay. Phương pháp giải là: - Xác định vật cần xét sự cân bằng. - Xác định các lực tác dụng vào vật (điểm đặt, hướng) trên hình vẽ. - Sử dụng điều kiện cân bằng: 1 2 0 ... 0 F F F F hl n       . - Từ điều kiện cân bằng, ta có thể xác định được các đại lượng khác như lực tác dụng, góc, khối lượng vật. . . bằng cách: + sử dụng “tam giác lực” đặc biệt. + chiếu lên các trục tọa độ thích hợp (hai chiều): 1 2x 1 2 ... 0 ... 0 x y y F F F F           . . Với dạng bài tập về xác định trọng tâm của vật rắn. Phương pháp giải là: - Sử dụng một trong ba phương pháp đã biết ở phần Tóm tắt kiến thức trên. - Chú ý: + khi sử dụng quy tắc họp lực song song đế tìm trọng tâm của vật (hệ vật) cần chú ý đến chiều của các trọng lực thành phần để dùng quy tắc hợp lực song song cùng chiều hay ngược chiều. Có thể thêm, bớt một lượng phù hợp và kết hợp với việc xác định trọng tâm của các vật thành phần trong hệ có hình dạng đặc biệt để xác định nhanh trọng tâm của vật (hệ vật). + khi sử dụng công thức xác định tọa độ trọng tâm của vật cần chọn các trục tọa độ phù hợp để việc tính toán được đơn giản; nhiều trường hợp phải sử dụng hệ tọa độ hai, ba chiều nếu vật hoặc hệ vật phức tạp. C. CÁC DẠNG BÀI TẬP VẬN DỤNG 10. 1. Ba lực đồng phẳng như hình vẽ bên, 1 2 3 F F F N      10 ; 60  . Tìm hợp lực của chúng. Bài giải: