Trắc nghiệm Vật Lí 10 bài 13 Chân trời sáng tạo có đáp án — Không quảng cáo

Lực là đại lượng véc tơ đặc trưng cho tác dụng của vật này lên vật khác mà kết quả là gây ra gia tốc cho vật hoặc làm cho vật biến dạng.

Lực là đại lượng véc tơ đặc trưng cho tác dụng của vật này lên vật khác mà kết quả là gây ra gia tốc cho vật hoặc làm cho vật biến dạng.

Hợp lực là thay thế các lực tác dụng đồng thời vào cùng một vật bằng một lực có tác dụng giống hệt các lực ấy.

Phân tích lực là thay thế một lực bằng hai hay nhiều lực có tác dụng giống hệt như lực đó.

Các lực thay thế gọi là các lực thành phần

A, B, C - đúng

D - sai

$\left| {{F}_{1}}-{{F}_{2}} \right|\le F\le {{F}_{1}}+{{F}_{2}}$

\(F = \sqrt {{F_1}^2 + F_2^2 + 2{F_1}{F_2}{\rm{cos}}\alpha } \)

\(\left| {{F_1} - {F_2}} \right| \le F \le {F_1} + {F_2}\)

Ta có hợp lực: \(F = \sqrt {{F_1}^2 + F_2^2 + 2{F_1}{F_2}{\rm{cos}}\alpha } \)

Hai lực hợp với nhau một góc $180^0$ hay ngược chiều nhau

=> Hợp lực: $F=|{F_1} - {F_2}|$

Gọi F’ là hợp lực của hai lực có độ lớn F và 2F

Ta có:

+ \(\left| {{F_1} - {F_2}} \right| \le F' \le {F_1} + {F_2} \leftrightarrow F < F' < 3F\)

=> A, C - sai

+ Theo quy tắc hình bình hành ta có:

=> Hợp lực \(\overrightarrow {F'} \) có thể vuông góc với lực có độ lớn nhỏ hơn là \(\overrightarrow F \)

=> B – đúng, D - sai

Vận dụng điều kiện của hợp lực: \(\left| {{F_1} - {F_2}} \right| \le F \le {F_1} + {F_2}\)

Ta có, hợp lực F

\(\begin{array}{l}\left| {{F_1} - {F_2}} \right| \le F \le {F_1} + {F_2} \leftrightarrow 13 - 7 \le F \le 13 + 7\\ \leftrightarrow 6N \le F \le 20N\end{array}\)

=> F không thể có giá trị là 22N

Vận dụng biểu thức xác định hợp lực của hai lực thành phần: \(F = \sqrt {{F_1}^2 + F_2^2 + 2{F_1}{F_2}{\rm{cos}}\alpha } \)

Ta có, hợp lực của hai lực thành phần \(F = \sqrt {{F_1}^2 + F_2^2 + 2{F_1}{F_2}{\rm{cos}}\alpha } \)

=> F phụ thuộc vào:

+ Độ lớn của hai lực \({\overrightarrow F _1}\) và \({\overrightarrow F _2}\)

+ Góc giữa hai lực \({\overrightarrow F _1}\) và \({\overrightarrow F _2}\)

Hợp của tất cả các lực tác lên vật gọi là cân bằng khi các lực tác dụng lên nó bằng \(\overrightarrow 0 \)

\(\overrightarrow F  = {\overrightarrow F _1} + {\overrightarrow F _2} + ... + {\overrightarrow F _n} = \overrightarrow 0 \)

Hai lực được gọi là cân bằng khi chúng có cùng phương, ngược chiều và cùng độ lớn.

=> Phương án A - sai

Vận dụng biểu thức xác định hợp lực của hai lực thành phần: \(F = \sqrt {{F_1}^2 + F_2^2 + 2{F_1}{F_2}{\rm{cos}}\alpha } \)

Ta có, hợp lực của hai lực thành phần \(F = \sqrt {{F_1}^2 + F_2^2 + 2{F_1}{F_2}{\rm{cos}}\alpha } \)

Thay số vào, ta được:

\(F = \sqrt {{F_1}^2 + F_2^2 + 2{F_1}{F_2}{\rm{cos}}\alpha }  = \sqrt {{{10}^2} + {{10}^2} + 2.10.10{\rm{cos6}}{{\rm{0}}^0}}  = 10\sqrt 3 N \approx 17,32N\)

Vận dụng phương pháp tổng hợp lực và điều kiện cân bằng của chất điểm

Ta có, ba lực 12N, 20N, 16N khi tác dụng vào vật mà vật đứng cân bằng thì hợp lực của chúng bằng 0

=>  khi tác dụng bỏ lực 20N vào vật thì hợp lực của 2 lực còn lại đó có độ lớn chính bằng 20N

Vận dụng điều kiện của hợp lực: \(\left| {{F_1} - {F_2}} \right| \le F \le {F_1} + {F_2}\)

Ta có, điều kiện của hợp lực: \(\left| {{F_1} - {F_2}} \right| \le F \le {F_1} + {F_2}\)

Phương án A : \(0 \le F \le 24N\)

Phương án B: \(6N \le F \le 26N\)

Phương án C: \(30N \le F \le 62N\)

Phương án D: \(34N \le F \le 66N\)

=> Lực có môđun 30N là hợp lực của hai lực thành phần 16N và 46N có cùng phương nhưng ngược chiều

Vận dụng biểu thức xác định hợp lực của hai lực thành phần: \(F = \sqrt {{F_1}^2 + F_2^2 + 2{F_1}{F_2}{\rm{cos}}\alpha } \)

Vận dụng biểu thức xác định hợp lực của hai lực thành phần, ta có:

\(\begin{array}{l}F = \sqrt {{F_1}^2 + F_2^2 + 2{F_1}{F_2}{\rm{cos}}\alpha } \\ \leftrightarrow 600 = \sqrt {{{600}^2} + {{600}^2} + 2.600.600{\rm{cos}}\alpha } \\ \to c{\rm{os}}\alpha {\rm{ =  - }}\frac{1}{2} \to \alpha  = {120^0}\end{array}\)

+ Tổng hợp các cặp lực cùng phương trước:

- Tổng hợp lực \(F_1\) và \(F_3\)

- Tổng hợp lực \(F_2\) và \(F_4\)

=> Tổng hợp 2 lực của hai hợp lực trên

+ Vận dụng biểu thức xác định hợp lực của hai lực thành phần: \(F = \sqrt {{F_1}^2 + F_2^2 + 2{F_1}{F_2}{\rm{cos}}\alpha } \)

Từ hình, ta có:

+ \(\overrightarrow {{F_1}}  \uparrow  \downarrow {\overrightarrow F _3} \to {F_{13}} = \left| {{F_1} - {F_3}} \right| = \left| {5 - 7} \right| = 2N\)

+ \(\overrightarrow {{F_2}}  \uparrow  \downarrow {\overrightarrow F _4} \to {F_{24}} = \left| {{F_2} - {F_4}} \right| = \left| {3 - 1} \right| = 2N\)

+ \(\overrightarrow {{F_{13}}}  \bot \overrightarrow {{F_{24}}}  \to F = \sqrt {{F_{13}}^2 + {F_{24}}^2}  = \sqrt {{2^2} + {2^2}}  = 2\sqrt 2 N\)

+ Vận dụng phương pháp tổng hợp và phân tích lực

+ Vận dụng điều kiện cân bằng của vật

+ Vận dụng biểu thức xác định hợp lực của hai lực thành phần

+ Phân tích lực \({\overrightarrow T _1}\) thành hai thành phần theo phương Ox và Oy, ta có:

Vật cân bằng => Tổng tất cả các lực tác dụng lên vật bằng 0

Từ hình ta có:

Theo phương Oy: \({T_1}\sin {60^0} = P \to {T_1} = \frac{P}{{\sin {{60}^0}}} = \frac{{2P}}{{\sqrt 3 }}\)

+ Phân tích lực căng dây T thành 2 thành phần

+ Vận dụng điều kiện cân bằng của vật

+ Phân tích lực, ta được:

+ Theo điều kiện cân bằng của vật là hợp lực tác dụng lên vật bằng 0

Từ hình ta có:

\(\overrightarrow {{T_y}} \) cân bằng với trọng lực \(\overrightarrow P \)

\(\begin{array}{l} \leftrightarrow {T_y} = P \leftrightarrow Tc{\rm{os3}}{{\rm{0}}^0} = P\\ \to T = \dfrac{P}{{c{\rm{os3}}{{\rm{0}}^0}}} = \dfrac{{mg}}{{c{\rm{os3}}{{\rm{0}}^0}}} = \dfrac{{4.10}}{{\dfrac{{\sqrt 3 }}{2}}} = \dfrac{{80}}{{\sqrt 3 }}(N)\end{array}\)

+ Tổng hợp hai lực căng dây

+ Vận dụng điều kiện cân bằng của vật

Theo đầu bài, ta có:

\(\begin{array}{l}{T_1} = {T_2} = T = 200N\\\alpha  = {150^0}\end{array}\)

Gọi hợp lực của hai lực căng dây là \(\overrightarrow {{T_{12}}} \)

Ta có, vật rắn nằm cân bằng: \( \to \overrightarrow {{T_1}}  + \overrightarrow {{T_2}}  + \overrightarrow P  = \overrightarrow 0 \)

\( \to P = {T_{12}} = 2Tc{\rm{os}}\frac{{{{150}^0}}}{2} = 2.200.c{\rm{os7}}{{\rm{5}}^0} \approx 103,5(N)\)

+ Xác định các lực tác dụng lên vật

+ Vận dụng điều kiện cân bằng của vật

+ Vẽ hình, phân tích lực ta được:

Theo đề bài, ta có:

\(\begin{array}{l}T = T'\\IH = 0,5m;HA = 4m\end{array}\)

+ Vật cân bằng: \( \to \overrightarrow P  + \overrightarrow T  + \overrightarrow {T'}  = \overrightarrow 0 \)

Từ hình ta có: \(P = 2T{\rm{sin}}\alpha \)

Mặt khác, ta có: \(\tan \alpha  = \dfrac{{IH}}{{HA}} = \dfrac{{0,5}}{4} = \dfrac{1}{8}\)

\(\to sin\alpha = 0,124\)

\( \to T = \dfrac{P}{{2\sin \alpha }} = \dfrac{{mg}}{{2\sin \alpha }} = \dfrac{{6.10}}{{2.0,124}} = 241,9(N)\)

Áp dụng quy tắc hình bình hành: \(\vec F = \overrightarrow {{F_1}}  + \overrightarrow {{F_2}} {\rm{ }}\)

Độ lớn của hợp lực: \(F = \sqrt {F_1^2 + F_2^2 + 2{F_1}{F_2}.\cos \alpha } {\rm{ }}\)

Vì \({0^0}\; \le \alpha  \le {180^0}\; \Rightarrow \left| {{F_1}\; - {F_2}} \right| \le F \le {F_1}\; + {F_2}\)

Cách giải :

Công thức xác định độ lớn của hợp lực : \(F = \sqrt {F_1^2 + F_2^2 + 2{F_1}{F_2}.\cos \alpha } {\rm{ }}\)

Ta có : \(\left| {{F_1}\; - {F_2}} \right| \le F \le {F_1}\; + {F_2} \Leftrightarrow 3 \le F \le 21\)

→ Vậy 15N là giá trị có thể là độ lớn của hợp lực

Sử dụng quy tắc hình bình hành: Nếu hai lực đồng quy làm thành hai cạnh của một hình bình hành, thì đường chéo kẻ từ điểm đồng quy biểu diễn hợp lực của chúng.

Biểu thức: \(\overrightarrow F  = \overrightarrow {{F_1}}  + \overrightarrow {{F_2}} \)

Độ lớn của hợp lực: \(F = \sqrt {F_1^2 + F_2^2 + 2{F_1}{F_2}.\cos \alpha } \)

Ta có: \(\overrightarrow {{F_{123}}}  = \overrightarrow {{F_1}}  + \overrightarrow {{F_2}}  + \overrightarrow {{F_3}}  = \overrightarrow {{F_{12}}}  + \overrightarrow {{F_3}} \)

Vì  \(\left\{ \begin{array}{l}{F_1} = {F_2}\\\left( {\overrightarrow {{F_1}} ;\overrightarrow {{F_2}} } \right) = {120^0}\end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}{F_{12}} = {F_1} = {F_2}\\\left( {\overrightarrow {{F_{12}}} ;\overrightarrow {{F_2}} } \right) = {60^0}\end{array} \right.\)

Do vậy \(\left\{ \begin{array}{l}\overrightarrow {{F_{12}}} \,\, \uparrow  \downarrow \,\overrightarrow {{F_3}} \\{F_{12}} = {F_3}\end{array} \right. \Rightarrow \overrightarrow {{F_{123}}}  = \overrightarrow {{F_{12}}}  + \overrightarrow {{F_3}}  = \overrightarrow 0 \)

Sử dụng quy tắc hình bình hành: Nếu hai lực đồng quy làm thành hai cạnh của một hình bình hành, thì đường chéo kẻ từ điểm đồng quy biểu diễn hợp lực của chúng.

Phân tích lực là thay thế một lực bằng hai hay nhiều lực có tác dụng giống hệt như lực đó.

Áp dụng quy tắc hình bình hành: Từ điểm ngọn của vecto \(\overrightarrow F \) lần lượt vẽ các đoạn thẳng song song với OA và OB ta đượcr  \(\overrightarrow {{F_1}} \) trên OA và \(\overrightarrow {{F_2}} \) trên OB sao cho: \(\overrightarrow F  = \overrightarrow {{F_1}}  + \overrightarrow {{F_2}} \)

Ta có hình bình hành\(O{F_1}F{F_2}\) có đường chéo OF là đường phân giác của góc O nên \(O{F_1}F{F_2}\) là hình thoi

Tam giác F ₁ OI vuông tại I có:

\(\begin{array}{l}\cos 30 = \dfrac{{OI}}{{O{F_1}}} \Rightarrow O{F_1} = \dfrac{{OI}}{{\cos 30}} = \dfrac{{\dfrac{{OF}}{2}}}{{\cos 30}} = 0,58.OF\\ \Rightarrow {F_1} = {F_2} = 0,58F\end{array}\)