Sách bài tập Vật lí 10 Bài 13 (Chân trời sáng tạo): Tổng hợp lực - Phân tích lực

Giải sách bài tập Vật lí lớp 10 Bài 13: Tổng hợp lực - Phân tích lực - Chân trời sáng tạo

Giải SBT Vật lí 10 trang 40

A. Trắc nghiệm

Câu 13.1 trang 40 SBT Vật lí 10: Khi có hai vectơ lực $\overrightarrow{F_1},\overrightarrow{F_2}$ đồng quy, tạo thành 2 cạnh của một hình bình hành thì vectơ tổng hợp lực $\overrightarrow{F}$ 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 $\overrightarrow{F_1}$ hoặc $\overrightarrow{F_2}$.

Lời giải

Đáp án đúng là: B

Khi có hai vectơ lực $\overrightarrow{F_1},\overrightarrow{F_2}$ đồng quy, tạo thành 2 cạnh của một hình bình hành thì vectơ tổng hợp lực $\overrightarrow{F}$ có:

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

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

- Có độ lớn $F=\sqrt{F_1^2+F_2^2+2F_1.F_2.\cos \left(\overrightarrow{F_1};\overrightarrow{F_2}\right)}$ tức là sẽ phụ thuộc vào góc hợp bởi giữa hai vectơ lực thành phần.

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

Câu 13.2 trang 40 SBT Vật lí 10: Hình vẽ nào sau đây biểu diễn đúng lực tổng hợp của hai lực $\overrightarrow{F_1},\overrightarrow{F_2}$?

A.

B.

C.

D.

Lời giải

Đáp án đúng là: C

Ta có thể tổng hợp lực theo quy tắc hình bình hành hoặc theo quy tắc đa giác lực.

Hình A, B không tuân theo đúng quy tắc đa giác lực.

Hình D không tuân theo đúng quy tắc hình bình hành.

Giải SBT Vật lí 10 trang 41

Câu 13.3 trang 41 SBT Vật lí 10: 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.

Lời giải

Đáp án đúng là: C

C sai vì $\left|F_1-F_2\right|\le F\le F_1+F_2$

Câu 13.4 trang 41 SBT Vật lí 10: Hai lực $\overrightarrow{F_1},\overrightarrow{F_2}$song song, cùng chiều, cách nhau một đoạn 20 cm. Độ lớn của lực $\overrightarrow{F_1}$ là 18 N và của lực tổng hợp $\overrightarrow{F}$ là 24 N. Hỏi độ lớn của lực $\overrightarrow{F_2}$ và điểm đặt của lực tổng hợp cách điểm đặt của lực $\overrightarrow{F_2}$ một đoạn là bao nhiêu?

A. 6 N; 15 cm.

B. 42 N; 5 cm.

C. 6 N; 5 cm.

D. 42 N; 15 cm.

Lời giải

Đáp án đúng là: A

Ta có: $F_2=F-F_1=6N$

$$\begin{gathered} \left\{\begin{array}{c}\frac{d_2}{d_1}=\frac{3}{1}\\ d_2+d_1=20cm\end{array}\right. \\ \Rightarrow \left\{\begin{array}{c}{d}_1=5cm\\ d_2=15cm\end{array}\right. \end{gathered}$$

B. Tự luận

Bài 13.1 trang 41 SBT Vật lí 10: Hai lực có giá đồng quy, vuông góc có độ lớn các lực thành phần là F₁ = 6N và F₂ = 8N (Hình 13.1). Xác định độ lớn của lực tổng hợp và góc hợp giữa vectơ lực tổng hợp và vectơ lực $\overrightarrow{F_1}$.

Lời giải

Độ lớn hợp lực: $F=\sqrt{F_1^2+F_2^2}=10N$

$\tan \alpha =\frac{F_2}{F_1}=\frac{8}{6}\Rightarrow \alpha \approx 53,13°$

Bài 13.2 trang 41 SBT Vật lí 10: Đặt tại hai đầu thanh AB dài 60 cm hai lực song song cùng chiều và vuông góc với AB. Lực tổng hợp $\overrightarrow{F}$ được xác định đặt tại O cách A một khoảng 15 cm và có độ lớn 12 N (Hình 13.2). Độ lớn của lực $\overrightarrow{F_1}$ bằng bao nhiêu?

Lời giải

Ta có: 

$$\begin{gathered} \frac{F_1}{F_2}=\frac{d_2}{d_1}\Rightarrow \frac{F_1}{F_2}=\frac{60-15}{15} \\ \Rightarrow F_1-3F_2=0;F_1+F_2=12 \end{gathered}$$

Tìm được: $F_1=9N$

Giải SBT Vật lí 10 trang 42

Bài 13.3 trang 42 SBT Vật lí 10: Một người đẩy máy cắt cỏ có khối lượng 15kg di chuyển với một lực có độ lớn xem như không đổi bằng 80 N theo phương của giá đẩy như Hình 13.3. Biết góc tạo bởi giá đẩy và phương ngang là 45⁰.

a. Tìm độ lớn của lực đẩy theo phương ngang và phương thẳng đứng.

b. Nếu từ trạng thái nghỉ, người này tác dụng lực để tăng tốc cho máy đạt tốc độ 1,2 m/s trong 3 s thì độ lớn lực ma sát trong giai đoạn này là bao nhiêu?

Lời giải

a. $F_v=F_n=F.\sin 45°=56,6N$

b. Gia tốc: $a=\frac{1,2-0}{3}=0,4m/s^2$

Theo định luật II Newton: $\overrightarrow{N}+\overrightarrow{F_{ms}}+\overrightarrow{F}=m\overrightarrow{a}$

Chiếu xuống trục Ox được:

$$\begin{gathered} F_{ms}=F_n-m.a \\ =56,6-15.0,4=50,6N \end{gathered}$$

Bài 13.4 trang 42 SBT Vật lí 10: Trò chơi “Xếp đá cân bằng” là môn nghệ thuật sao cho việc sắp xếp những hòn đá lên nhau được cân bằng như Hình 13.4. Dưới góc nhìn vật lí, em hãy cho biết nguyên nhân chính tạo nên sự cân bằng của hệ các viên đá.

Lời giải

Hợp lực của các lực: trọng lực của viên đá dài, trọng lực của các khối đá bên trái và bên phải của viên đá dài phải có phương đi qua điểm tiếp xúc giữa viên đá dài và hai viên đá đặt bên dưới.

Bài 13.5 trang 42 SBT Vật lí 10: Trong Hình 13.5, hai bạn nhỏ đang kéo một chiếc xe trượt tuyết. Xét lực kéo có độ lớn 45 N và góc hợp bởi dây kéo so với phương ngang là 40⁰.

a. Thành phần lực kéo theo phương ngang có độ lớn bao nhiêu?

b. Nếu xe trượt tuyết này chuyển động thẳng đều dưới tác dụng của lực kéo trên thì lực ma sát có độ lớn bao nhiêu?

Lời giải

a. $F_n=F.\cos {40}^0=45.\cos {40}^0=34,5N$

b. Vì xe được kéo thẳng đều nên $F_{ms}=F_n=34,5N$

Xem thêm lời giải sách bài tập Vật lí lớp 10 Chân trời sáng tạo hay, chi tiết khác:

Bài 14: Moment lực. Điều kiện cân bằng của vật

Bài 15: Năng lượng và công

Bài 16: Công suất Hiệu suất

Bài 17: Động năng và thế năng. Định luật bảo toàn cơ năng

Bài 18: Động lượng và định luật bảo toàn động lượng

Xem thêm tài liệu Vật lí lớp 10 Chân trời sáng tạo hay, chi tiết khác:

Lý thuyết Bài 13: Tổng hợp lực – Phân tích lực