Lý thuyết Tổng hợp lực – Phân tích lực (Chân trời sáng tạo 2024) Vật lí 10

Lý thuyết Vật Lí lớp 10 Bài 13: Tổng hợp lực – Phân tích lực

A. Lý thuyết Tổng hợp lực – Phân tích lực

1. Tổng hợp và phân tích lực

a. Phương pháp tổng hợp lực trên một mặt phẳng

Lực tổng hợp là một lực thay thế các lực tác dụng đồng thời vào cùng một vật, có tác dụng giống hệt các lực ấy.

- Quy tắc hình bình hành: Lực tổng hợp $\overrightarrow{F_t}=\overrightarrow{F_1}+\overrightarrow{F_2}$ của hai lực đồng quy $\overrightarrow{F_1},\overrightarrow{F_2}$ được biểu diễn bởi vecto đường chéo của hình bình hành. Khi này, gốc hai vecto lực phải trùng nhau.

- Quy tắc tam giác lực: Ta có thể tịnh tiến vecto lực $\overrightarrow{F_2}$ sao cho gốc của nó trùng với ngọn của vecto $\overrightarrow{F_1}$. Khi này, vecto lực tổng hợp $\overrightarrow{F_t}$là vecto nối gốc của $\overrightarrow{F_1}$với ngọn của 

- Khi vật chịu tác dụng của nhiều hơn hai lực. Ta có thể áp dụng một cách liên tiếp quy tắc tam giác lực để tìm hợp lực. Quy tắc này gọi là quy tắc đa giác lực

Lực T là lực tổng hợp của các lực thành phần T1 và T2

b. Phương pháp phân tích một lực thành các lực thành phần vuông góc

- Trong nhiều trường hợp, ta cần phân tích một lực thành hai thành phần vuông góc với nhau để có thể giải quyết bài toán cụ thể.

- Cần phải xác định được các phương tác dụng của lực để phân tích.

Phân tích lực kéo

Phân tích trọng lực P

2. Thí nghiệm tổng hợp lực

a. Thí nghiệm 1: Tổng hợp hai lực đồng quy

Lực tổng hợp $\overrightarrow{F_t}$ nằm trên đường chéo của hình bình hành với 2 cạnh là 2 lực thành phần $\overrightarrow{F_1},\overrightarrow{F_2}$

b. Thí nghiệm 2: 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 với các lực thành phần

+ Có độ lớn bằng tổng độ lớn của các lực: $F_t=F_1+F_2$ 

+ 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 của hai lực ấy:

$\frac{F_1}{F_2}=\frac{d_2}{d_1}$

B. Trắc nghiệm Tổng hợp lực – Phân tích lực

Câu 1: Nhận xét nào dưới đây về hợp lực của hai lực song song và cùng chiều là không đúng?

A. Độ lớn của hợp lực bằng tổng giá trị tuyệt đối độ lớn của hai lực thành phần.

B. Hợp lực có hướng cùng chiều với chiều của hai lực thành phần.

C. Hợp lực có giá nằm trong khoảng cách giữa hai giá của hai lực thành phần và chia thành những đoạn tỉ lệ thuận với độ lớn hai lực ấy.

D. Điểm đặt của hợp lực chia khoảng cách giữa hai giá của hai lực thành phần thành d1 và d2 thì ta có hệ thức: $\frac{F_1}{d_2}=\frac{F_2}{d_1}$

Câu 2: Một vật đứng yên dưới tác dụng của 3 lực 12 N; 15 N; 9 N. Hỏi góc giữa 2 lực 12N và 9N bằng bao nhiêu ?

A. $\alpha ={30}^0$

B. $\alpha ={90}^0$

C. $\alpha ={60}^0$

D. $\alpha ={45}^0$

Câu 3: Ba lực có cùng độ lớn bằng 10 N trong đó ${\overrightarrow{F}}_1$và ${\overrightarrow{F}}_2$ hợp với nhau góc ${60}^0.$ Lực ${\overrightarrow{F}}_3$vuông góc mặt phẳng chứa ${\overrightarrow{F}}_1$ và ${\overrightarrow{F}}_2$. Hợp lực của ba lực này có độ lớn.

A. 15 N.

B. 30 N.

C. 25 N.

D. 20 N.

Câu 4: Phân tích lực $\overrightarrow{F}$ thành hai lực ${\overrightarrow{F}}_1$ và ${\overrightarrow{F}}_2$ hai lực này vuông góc nhau. Biết độ lớn của lực F = 100 N ; F1 = 60 N thì độ lớn của lực F2 là:

A. ${\text{F}}_{\text{2}}=40$N.

B. F2 = $\sqrt{13600}$N.

C.${\text{F}}_{\text{2}}=80$N.

D. ${\text{F}}_{\text{2}}=\text{6}40$N.

Câu 5: Hai lực $\overrightarrow{F_1}$ và $\overrightarrow{F_2}$ song song cùng chiều, cách nhau đoạn 30 cm. Biết F1 = 18 N và hợp lực F = 24 N. Điểm đặt của hợp lực cách điểm đặt của lực F2 đoạn là bao nhiêu?

A. 11,5 cm.

B. 22,5 cm.

C. 43,2 cm.

D. 34,5 cm.