Tiêu đề CHỦ ĐỀ 13 -TỔNG HỢP VÀ PHÂN TÍCH LỰC- HS.Image.Marked.pdf ✅

BÀI 13. TỔNG HỢP VÀ PHÂN TÍCH LỰC. CÂN BẰNG LỰC I . TÓM TẮT LÝ THUYẾT – PHƯƠNG PHÁP GIẢI 1. Ôn tập về khái niệm lực -Lực là đại lượng vectơ đặc trung cho sự tương tác của vật này lên vật khác; kết quả là truyền gia tốc cho vật hoặc làm vật bị biến dạng. -Ký hiệu: F ; đơn vị đo lực: N (niutơn). -Giá của lực là đường thẳng chứa vectơ lực. -Biểu diễn vectơ lực: Biểu diễn bằng 1 đoạn thẳng có chiều (vectơ); có hướng là hướng của lực tác dụng; có chiều dài lỉ lệ thuận với độ lớn của lực. 2. Tổng hợp lực. - Định nghĩa: Tổng hợp lực là phép thay thế các lực tác dụng đồng thời vào cùng một vật bằng một lực có tác dụng giống hệt như các lực ấy - Lực thay thế được gọi là hợp lực, các lực được thay thế gọi là các lực thành phần 1 2 F  F  F  ...    a. Tổng hợp hai lực cùng phương * Hai lực cùng phương, cùng chiều - Hai lực cùng phương, cùng chiều thì làm tăng tác dụng lên vật đó. - Hợp lực của hai lực cùng phương, cùng chiều là lực cùng phương, cùng chiều với hai lực thành phần, có độ lớn : F  F1 F2 * Hai lực cùng phương, ngược chiều - Hai lực cùng phương, ngược chiều làm hạn chế hoặc triệt tiêu tác dụng của nhau lên vật. - Hợp lực của hai lực cùng phương, ngược chiều là lực cùng phương và cùng chiều với lực thành phần có độ lớn lớn hơn lực thành phần còn lại, có độ lớn F  F1  F2 b. Tổng hợp hai lực đồng quy – Quy tắc hình bình hành Xét hai lực đồng 1 2 F , F   đồng quy và hợp thành góc  . Biểu diễn vecto lực tổng hợp F  bằng quy tắc hình bình hành
- Độ lớn của hợp lực: 2 2 2 1 2 1 2 F  F  F  2F F cos - Hướng của hợp lực so với lực F1 : 2 2 2 2 2 2 1 2 2 1 1 1 2 . cos cos 2 . F F F F F F F F F F          * Trường hợp hai lực F1  F2     0   90 + Độ lớn hợp lực: 2 2 F  F1  F2 + Hướng của hợp lực so với lực F1 : 1 cos F F   * Trường hợp F1  F2 + Độ lớn hợp lực : 1 2 cos 2 F F   c. Tổng hợp hai lực song song cùng chiều Lực tổng hợp của hai lực song song cùng chiều là một lực: - Song song, cùng chiều và có độ lớn bằng tổng các độ lớn của hai lực thành phần. - Có giá nằm trong mặt phẳng của hai lực thành phần, chia khoảng cách giữa hai giá của hai lực song song thành những đoạn tỉ lệ nghịch với độ lớn hai lực ấy. 1 2 2 1 F d F d  (giá chia trong) 3. Điều kiện cân bằng Muốn một vật chịu tác dụng của nhiều lực đứng cân bằng thì hợp lực của các lực tác dụng lên nó phải bằng không. 1 2 3 F  F  F  F ...  0      Chú ý: + Nếu một vật chịu tác dụng của hai lực cân bằng thì: - Hai lực đó cùng tác dụng vào một vật - Cùng giá , ngược chiều - Có độ lớn bằng nhau + Nếu trường hợp vật chịu tác dụng bởi 3 lực cân bằng thì: - Ba lực có giá đồng phẳng và đồng quy. - Hợp lực của hai lực cân bằng với lực thứ 3 F1  F2  F3    2. Phân tích lực Phân tích lực là phép thay thế một lực bằng hai lực thành phần vuông góc với nhau, có tác dụng giống hệt lực đó. F  Fx  Fy    F1  F2  F3  -F3  F2  F1
PHƯƠNG PHÁP GIẢI CÁC DẠNG BÀI TẬP Dạng 1: Bài toán tổng hợp lực 1. PHƯƠNG PHÁP - Áp dụng công thức: F  F1  F2     Độ lớn lực: 2 2 1 2 1 2 F  F  F  2F F cos với  = ( F1 , F2 ) - Các trường hợp đặc biệt: + Nếu F1  F2   (α = 0°): 1 2 1 2 F F F F F F           + Nếu F1  F2   (α = 180°): 1 2 1 1 2 2 2 1 F F F F F khi F F F F khi F F                 + Nếu F1  F2   (α = 90°): 2 2 F  F1  F2 + Nếu F1 = F2: F = 2F1cos 2  Kết luận:  F1  F2  F  F1  F2 2. MỘT SỐ VÍ DỤ Ví dụ 1 : Giải sử lực kéo mỗi tàu có độ lớn 8000 N và góc giữa hai dây cáp là 300 . a) Biểu diễn các lực kéo của mỗi tàu và hợp lực tác dụng vào tàu chở hàng. b) Tính độ lớn hợp lực của hai lực kéo c) Nếu góc giữa hai dây cáp bằng 900 thì hợp lực của hai lực kéo có phương, chiều và độ lớn như thế nào ? Hướng dẫn giải b) Vì 1 2 F  F 8000N nên độ lớn hợp lực 0 1 30 2 cos 2.8000cos 15454 2 2 F F N     c) Khi góc 0   90 thì độ lớn hợp lực
0 1 90 2 cos 2.8000.cos 8000 2 2 2 F F N     - Khi đó, vectơ lực tổng hợp F  tạo với F1 một góc  1 1 0 cos 45 2 F F       Ví dụ 2 : Một quả bóng bàn đang rơi. Có hai lực tác dụng vào quả bóng: trọng lực P  0,04N theo phương thẳng đứng hướng xuống và lực đẩy của gió theo phương ngang 0,03 Fñ  N (hình vẽ). Xác định độ lớn và hướng của hợp lực F. Hướng dẫn giải - Hai lực Fñ và P  vuông góc với nhau nên độ lớn hợp lự 2 2 2 2 0,04 0,03 0,0,5 F  P  Fñ    N - Góc hợp bởi lực F  và trọng lực P  là 0 0 ,04 4 cos 36 0,05 5 P F       Ví dụ 3 : Một chất điểm chịu tác dụng đồng thời của ba lực 1 2 3 F,F ,F    như hình vẽ. Biết độ lớn của các lực lần lượt là 1 2 3 F 5N,F  2N,F 3N. Tìm độ lớn hợp lức tác dụng lên chất điểm đó. Hướng dẫn giải - Vì hai lực F1 và F3 cùng phương ngược chiều nên: 13 1 3 F  F  F  5  3  2N - Hai lực F13  và F2 có phương vuông góc nên: 2 2 2 2 13 2 F  F  F  2  2  2 2N Ví dụ 4 : Một chất điểm chịu tác dụng của ba lực đồng phẳng. Biết ba lực này từng đôi tạo với nhau một góc 1200 và độ lớn của các lực là 1 2 F  F 5N; 3 F 10N . Tìm độ lớn hợp lực tác dụng lên chất điểm. Hướng dẫn giải - Độ lớn hợp lực của hai lực F1 và F2 là: 0 0 12 1 120 2 cos 2.5cos60 5 2 F  F   N - Suy ra: 1 2 12 F  F  F 5N và   0 12 1 F , F  60  - Do đó, góc giữa   0 12 3 F , F 180   nên hai vecto F12  và F3 cùng phương ngược chiều - Lực tổng hợp tác dụng lên chất điểm là: 3 12 F  F  F  10  5  5N