Tổng hợp, phân tích các lực đồng quy lớp 10 (cách giải + bài tập)

Chuyên đề phương pháp giải bài tập Tổng hợp, phân tích các lực đồng quy lớp 10 chương trình sách mới hay, chi tiết với bài tập tự luyện đa dạng giúp học sinh ôn tập, biết cách làm bài tập Tổng hợp, phân tích các lực đồng quy.

Tổng hợp, phân tích các lực đồng quy lớp 10 (cách giải + bài tập)

Quảng cáo

1. Phương pháp giải

Bài toán 1: Tổng hợp lực

- Trường hợp vật chịu tác dụng của 2 lực đồng quy thì ta áp dụng quy tắc hình bình hành để xác định lực tổng hợp: F=F1+F2

+ Nếu hai lực thành phần song song cùng chiều: F = F1 + F2

Tổng hợp, phân tích các lực đồng quy lớp 10 (cách giải + bài tập)

+ Nếu hai lực thành phần song song ngược chiều: F = |F1 – F2|

Tổng hợp, phân tích các lực đồng quy lớp 10 (cách giải + bài tập)

+ Nếu hai lực thành phần vuông góc với nhau: F=F12+F22

Tổng hợp, phân tích các lực đồng quy lớp 10 (cách giải + bài tập)

Quảng cáo

+ Nếu hai lực thành phần hợp với nhau góc a: F=F12+F22+2F1F2cosα

Tổng hợp, phân tích các lực đồng quy lớp 10 (cách giải + bài tập)

- Độ lớn của lực tổng hợp F có giá trị nằm trong khoảng: |F1 – F2| F F1 + F2

Mở rộng: Có thể sử dụng một số cách khác để tổng hợp nhiều lực thành phần.

- Ngoài ra có thể sử dụng quy tắc đa giác lực để tổng hợp các lực thành phần.

F=F1+F2+F3+F4

Tổng hợp, phân tích các lực đồng quy lớp 10 (cách giải + bài tập)

- Trường hợp vật chịu tác dụng của 3 lực đồng quy trở lên F1, F2, F3,...

Quảng cáo

+ Lựa hai cặp lực theo thứ tự ưu tiên cùng chiều hoặc ngược chiều hoặc vuông góc, tổng hợp chúng thành một lực tổng hợp F12. Nếu không rơi vào trường hợp đặc biệt trên thì ta tổng hợp 2 lực gần nhau trước.

+ Tiếp tục tổng hợp lực F12 với lực F3 để được lực F123.

+ Tiếp tục tổng hợp lực F123 với các lực còn lại cho đến khi hết để cho ra được lực tổng hợp cuối cùng F.

Tổng hợp, phân tích các lực đồng quy lớp 10 (cách giải + bài tập)

Bài toán 2: Phân tích lực

Phân tích lực là phép toán ngược lại với tổng hợp lực, do đó nó cũng tuân theo quy tắc hình bình hành. Tuy nhiên, chỉ khi biết một lực có tác dụng cụ thể theo hai phương nào thì mới phân tích lực đó theo hai phương ấy.

Quảng cáo

Ví dụ: Một trường hợp phân tích lực F thành hai lực thành phần F1F2 khi biết phương tác dụng lực của chúng.

Tổng hợp, phân tích các lực đồng quy lớp 10 (cách giải + bài tập)

2. Ví dụ minh họa

Ví dụ 1: Cho hai lực đồng quy có độ lớn 4 N và 5 N hợp với nhau một góc α = 600. Hợp lực của hai lực trên có độ lớn bằng:

A. 7,8 N.

B. 8,7 N.

C. 4,5 N.

D. 6,4 N.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là A

Áp dụng công thức tổng hợp lực trong trường hợp hai lực đồng quy hợp với nhau một góc α = 600 ta có: F=F12+F22+2F1F2cosα=412+522+2.4.5.cos600=7,8N

Ví dụ 2: Cho ba lực đồng quy cùng nằm trên một mặt phẳng, có độ lớn F1 = F2 = F3 = 30 N và từng đôi một hợp với nhau thành góc 120°. Hợp lực của chúng có độ lớn là bao nhiêu?

Tổng hợp, phân tích các lực đồng quy lớp 10 (cách giải + bài tập)

A. 30 N.

B. 0 N.

C. 60 N.

D. 90 N.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là B

Ta có: F=F1+F2+F3

Để tìm hợp lực F, trước hết ta tổng hợp 2 lực F1F2

F12=F1+F2

Tổng hợp, phân tích các lực đồng quy lớp 10 (cách giải + bài tập)

Áp dụng quy tắc hình bình hành ta xác định được phương và chiều của F12 như hình vẽ.

Độ lớn:

F12=F12+F22+2F1F2cosα=302+302+2.30.30.cos1200=30N

Như vậy F12 cùng phương, ngược chiều với F3, do đó ta có:

F=F12+F3F=|F12F3|=0N

Ví dụ 3: Một vật nằm trên mặt phẳng nghiêng góc 600 so với phương ngang chịu tác dụng của trọng lực có độ lớn là 40 N. Độ lớn các thành phần của trọng lực theo phương song song và vuông góc với mặt phẳng nghiêng lần lượt là:

A. 34,6 N và 34,6 N.

B. 20 N và 20 N.

C. 20 N và 34,6 N.

D. 34,6 N và 20 N.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là D

Tổng hợp, phân tích các lực đồng quy lớp 10 (cách giải + bài tập)

Ta phân tích trọng lực P thành hai thành phần P1P2 theo phương song song và vuông góc với mặt phẳng nghiêng như hình vẽ.

Từ hình vẽ ta có: Tổng hợp, phân tích các lực đồng quy lớp 10 (cách giải + bài tập)

Ví dụ 4: F1, F2 lần lượt là hai lực thay thế khi phân tích một lực F. Biết rằng hai lực F1F2 vuông góc với nhau. Độ lớn của lực FF2 lần lượt là 50 N và 40 N. Tính độ lớn của lực thành phần F1?

A. 30 N.

B. 40 N.

C. 50 N.

D. 60 N.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là A

Tổng hợp, phân tích các lực đồng quy lớp 10 (cách giải + bài tập)

Lực F được phân tích thành hai lực F1F2 vuông góc với nhau như hình vẽ

Ta có: F2=F12+F22F1=F2F22=502402=30N

3. Bài tập trắc nghiệm

Bài 1: Hình vẽ nào sau đây biểu diễn đúng lực tổng hợp của hai lực F1,F2?

A. Tổng hợp, phân tích các lực đồng quy lớp 10 (cách giải + bài tập)

B. Tổng hợp, phân tích các lực đồng quy lớp 10 (cách giải + bài tập)

C. Tổng hợp, phân tích các lực đồng quy lớp 10 (cách giải + bài tập)

D. Tổng hợp, phân tích các lực đồng quy lớp 10 (cách giải + bài tập)

Đáp án đúng là: C

Hình C biểu diễn đúng.

Bài 2: Phát biểu nào sau đây về phép tổng hợp lực là sai?

A. Xét về mặt toán học, tổng hợp lực là phép cộng các vectơ lực cùng tác dụng lên một vật.

B. Lực tổng hợp có thể xác định bằng quy tắc hình bình hành, quy tắc tam giác lực hoặc quy tắc đa giác lực.

C. Độ lớn của lực tổng hợp có thể lớn hơn, nhỏ hơn hoặc bằng tổng độ lớn của hai lực thành phần.

D. Lực tổng hợp là một lực thay thế các lực tác dụng đồng thời vào cùng một vật, có tác dụng tương đương các lực thành phần.

Đáp án đúng là: C

C – sai vì |F1F2|FF1+F2

Bài 3: Khi có hai vectơ lực F1,F2 đồng quy, tạo thành 2 cạnh của một hình bình hành thì vectơ tổng hợp lực F có thể

A. có điểm đặt tại 1 đỉnh bất kì của hình bình hành.

B. có phương trùng với đường chéo của hình bình hành.

C. có độ lớn F = F1 + F2.

D. cùng chiều với F1 hoặc F2.

Đáp án đúng là: B

Khi có hai vectơ lực F1,F2 đồng quy, tạo thành 2 cạnh của một hình bình hành thì vectơ tổng hợp lực F:

- Điểm đặt tại gốc của 2 vecto thành phần (tức là cả 3 vecto đều chung 1 điểm đặt).

- Có phương trùng với đường chéo của hình bình hành với hai cạnh chính là hai vecto lực thành phần.

- Có độ lớn F=F12+F22+2F1.F2.cosF1;F2 tức là sẽ phụ thuộc vào góc hợp bởi giữa hai vecto lực thành phần.

- Chiều phụ thuộc vào góc hợp bởi giữa hai vecto lực thành phần.

Bài 4: Hai lực có giá đồng quy, vuông góc có độ lớn các lực thành phần là F1 = 6 N và F2 = 8 N. Xác định độ lớn của lực tổng hợp và góc hợp giữa vectơ lực tổng hợp và vectơ lc F1.

Tổng hợp, phân tích các lực đồng quy lớp 10 (cách giải + bài tập)

A. F=10N; α36,87°.

B. F=14N; α53,13°.

C. F=10N; α53,13°.

D. F=14N; α36,87°

Đáp án đúng là C

Tổng hợp, phân tích các lực đồng quy lớp 10 (cách giải + bài tập)

Độ lớn hợp lực: F=F12+F22=10N

tanα=F2F1=86α53,13°

Bài 5: Một chất điểm chịu tác dụng đồng thời của hai lực F1F2 thì hợp lực F của chúng luôn có độ lớn thoả mãn hệ thức

A. F=F1F2.

B. F=F1+F2.

C. |F1F2|FF1+F2.

D. F2=F12F22.

Đáp án đúng là: C

Ta có: F=F1+F2

Biểu thức độ lớn của hợp lực: F=F12+F22+2F1F2cosF1;F2

Khi α=00Fmax=F1+F2

Khi α=1800Fmin=|F1F2|

Độ lớn của hợp lực thỏa mãn biểu thức: |F1F2|FF1+F2

Bài 6: Một chất điểm chịu tác dụng của một lực F có độ lớn là 20 N. Nếu hai lực thành phần của lực đó vuông góc với nhau có độ lớn lần lượt là F1=12N và F2 thì F2 bằng

A. 8 N.

B. 16 N.

C. 32 N.

D. 20 N.

Đáp án đúng là: B

Ta có: F12+F22=F2F2=F2F12=202122=16N

Bài 7: Hai lực có giá đồng quy có độ lớn là 6 N và 8 N và có phương vuông góc với nhau. Hợp lực của hai lực này có độ lớn là

A. 4 N.

B. 10 N.

C. 2 N.

D. 48 N.

Đáp án đúng là: B

Ta có: F12+F22=F2F=F12+F22=62+82=10N

Bài 8: Hai lực khác phương F1F2 có độ lớn F1 = F2 = 20 N, góc tạo bởi hai lực này là 60°. Hợp lực của hai lực này có độ lớn là

A. 14,1 N.

B. 203 N.

C. 17,3 N.

D. 20 N.

Đáp án đúng là: B

F=F12+F22+2F1F2.cosF1,F2=202+202+2.20.20.cos60°=203N

Bài 9: Một chất điểm chịu tác dụng của hai lực có độ lớn 18 N và 24 N. Biết hợp lực của hai lực này có giá trị 30 N, góc tạo bởi hai lực này là

A. 90°.

B. 30°.

C. 45°.

D. 60°.

Đáp án đúng là: A

Ta có: F=F12+F22+2F1F2.cosα

cosα=F2F12F222F1F2=3022421822.24.18=0α=90°.

Bài 10: Một con nhện đang treo mình dưới một sợi tơ theo phương thẳng đứng thì bị một cơn gió thổi theo phương ngang làm dây treo lệch đi so với phương thẳng đứng một góc 30°. Biết trọng lượng của con nhện là P = 0,1 N. Xác định độ lớn của lực mà gió tác dụng lên con nhện ở vị trí cân bằng trong hình vẽ.

Tổng hợp, phân tích các lực đồng quy lớp 10 (cách giải + bài tập)

A. 0,08 N.

B. 0,058 N.

C. 0,05 N.

D. 0,085 N.

Đáp án đúng là B

Khi con nhện và sợi tơ cân bằng như hình dưới.

Tổng hợp, phân tích các lực đồng quy lớp 10 (cách giải + bài tập)

Ta có: tan30°=FPF=Ptan30o=0,1.130,058N

Xem thêm các dạng bài tập Vật Lí 10 hay, chi tiết khác:

Để học tốt lớp 10 các môn học sách mới:

Đã có app VietJack trên điện thoại, giải bài tập SGK, SBT Soạn văn, Văn mẫu, Thi online, Bài giảng....miễn phí. Tải ngay ứng dụng trên Android và iOS.

Theo dõi chúng tôi miễn phí trên mạng xã hội facebook và youtube:

Nếu thấy hay, hãy động viên và chia sẻ nhé! Các bình luận không phù hợp với nội quy bình luận trang web sẽ bị cấm bình luận vĩnh viễn.


Giải bài tập lớp 10 sách mới các môn học