Ly thuyet chuong 3 can bang va chuyen dong cua vat ran ly 10

Chương 3: Cân

Tài liệu luyện thi môn Vật lý lớp 10

bằng và chuyển động của vật rắn

CHƯƠNG III: CÂN BẰNG VÀ CHUYỂN ĐỘNG CỦA VẬT RẮN ĐIỂMĐIỂM BÀI 1 : CÂN BẰNG CỦA VẬT RẮN KHÔNG CÓ CHUYỂN ĐỘNG QUAY QUANH MỘT TRỤC 1. KHÁI NIỆM VỀ VẬT RẮN  Trong cơ học, vật rắn (hay đầy đủ là vật rắn tuyệt đối) là một tập hợp vô số các chất điểm mà khoảng cách giữa hai điểm bất kỳ luôn luôn không đổi.

Trong thực tế, vật thể được xem là vật rắn tuyệt đối khi biến dạng của nó là quá bé hoặc không đóng vai trò qua trọng trong quá trình khảo sát.

2. CÂN BẰNG LÀ GÌ ?  Trạng thái cân bằng là trạng thái mà mọi điểm trên vật đều có gia tốc bằng 0 (so với hệ quy chiếu quán tính, hệ quy chiếu gắn với mặt đất hoặc hệ quy chiếu gắn với các vật chuyển động thẳng đều với mặt đất). Như vậy, những vật đứng yên hoặc chuyển đổng thẳng đều so với mặt đất là các vật ở trạng thái cân bằng.  Các dạng cân bằng: Cân bằng bền: Nếu đưa vật ra khỏi vị trí cân bằng ban đầu vật có khả năng tự trở về vị trí cân bằng ban đầu gọi là cân bằng bền.

Cân bằng không bền: Nếu đưa vật ra khỏi vị trí cân bằng ban đầu, vật không có khả năng tự trở về vị trí cân bằng ban đầu gọi là cân bằng không bền.

Cân bằng phiếm định: Sau khi rời khỏi vị trí cân bằng ban đầu vật chuyển sang trạng thái cân bằng mới được gọi là cân bằng phiếm định.

Ví dụ về cân bằng bền

Ví dụ về cân bằng không bền

Ví dụ về cân bằng phiếm định

3. HỆ LỰC CÂN BẰNG LÀ GÌ ?  Hệ lực cân bằng là hệ lực không làm thay đổi trạng thái cơ học của vật rắn.

Nghĩa là nếu tác dụng một hệ lực cân bằng lên một vật rắn đang đứng yên sẽ làm cho vật đó tiếp tục đứng yên.

4. CÂN BẰNG CỦA CHẤT ĐIỂM  Một chất điểm đứng cân bằng  Fhl =



F

i



=0

5. CÂN BẰNG CỦA VẬT RẮN 5.1 Cân bằng của vật rắn dưới tác dụng của hai lực:

1 Được viết bởi Nguyễn Văn Va. Tel: 0963.113.858. Xem nhiều hơn tại https://www.facebook.com/Nguyenvanva Địa chỉ: Xóm 8 - Liên Hòa - Quảng Yên – Quảng Ninh. Website/blog: http://vahanamok.blogspot.com

Chương 3: Cân

Tài liệu luyện thi môn Vật lý lớp 10

bằng và chuyển động của vật rắn

- Vật rắn chỉ chịu tác dụng của hai lực mà ở trạng thái cân bằng thì hai lực phải là hai lực cân bằng (nghĩa là hai lực có cùng giá; ngược chiều; độ lớn bằng nhau và cùng đặt vào một vật)  Chú ý:  Mọi vật trên Trái Đất đều chịu tác dụng của trọng lực (Giá thẳng đứng; chiều từ trên xuống và đặt tại một điểm xác định gắn với vật). Điểm đặt của trọng lực gọi là trọng tâm của vật. Như vậy, mỗi vật chỉ có đúng một trọng tâm và khi vật dời chỗ thì trọng tâm của nó cũng dời chỗ theo.  Để xác định trọng tâm của một vật rắn phẳng mỏng, trong thực hành ta làm như sau: - Treo vật bằng một sợi dây mềm nối với điểm (A) của vật. Đặt dây dọi qua A đánh dấu đường thẳng đứng AA’.

- Treo vật ở một điểm khác (B) và lại làm tương tự trên, ta đánh dấu được đường BB’.  Trọng tâm của vật là: G = AA’  BB’ .

B

A A

G A’ B’

A’

- Bằng phương pháp trên người ta tìm được trọng tâm G của một số bản mỏng đồng chất :

G

G 1

2

(G ở các hình 1, 2, 3 trùng với tâm đối xứng của mỗi hình đó)

G

3

G 4 (G ở hình 4 trùng với trọng tâm của tam giác)

2 Được viết bởi Nguyễn Văn Va. Tel: 0963.113.858. Xem nhiều hơn tại https://www.facebook.com/Nguyenvanva Địa chỉ: Xóm 8 - Liên Hòa - Quảng Yên – Quảng Ninh. Website/blog: http://vahanamok.blogspot.com

Chương 3: Cân

Tài liệu luyện thi môn Vật lý lớp 10

bằng và chuyển động của vật rắn

5.2 CÂN BẰNG CỦA VẬT RẮN DƯỚI TÁC DỤNG CỦA BA LỰC KHÔNG SONG SONG a) Nguyên tắc trượt một lực Tác dụng của một lực gây ra cho một vật rắn sẽ không thay đổi nếu như ta trượt điểm đặt lực đó trên giá của nó.

Như vậy, ta có thể di chuyển điểm đặt của một lực từ điểm này đến điểm kia trên giá của nó mà tác dụng của lực gây ra cho vật là hoàn toàn không thay đổi.

Chú ý: Tuyệt đối không trượt lực tới điểm không nằm trên giá của nó vì tác dụng của lực gây ra cho vật khi đó sẽ khác lúc ban đầu. b) Quy tắc tổng hợp hai lực đồng quy - Hai lực đồng quy là hai lực có giá cắt nhau tại một điểm.

- Quy tắc tổng hợp hai lực đồng quy:

I

A I

B

a) Hệ hai lực.

I

b) Bước 1: Trượt hai lực c) Bước 2: Thực hiện tổng hợp về điểm đồng quy I. lực theo quy tắc hình bình hành.

c) Cân bằng của vật rắn dưới tác dụng của ba lực không song song

 Hợp của hai lực bất kỳ cân bằngrvới lực thứ ba (nghĩa là ba lực đồng phẳng, đồng quy và tổng các véc tơ lực bằng 0 ): uu r uu r uu r F1 , F2 , F3 đồng phẳng. uu r uu r uu r F1 , F2 , F3 đồng quy. uu r uu r uu r r F1 + F2 + F3 = 0

Chú ý: - Ba lực đồng quy là ba lực có giá cùng đi qua 1 điểm.

- Ba lực đồng phẳng là ba lực có giá cùng thuộc một mặt phẳng. r - Thực ra, nếu ba lực đã đồng quy và có tổng hợp lực bằng 0 thì đương nhiên ba lực đó sẽ đồng phẳng. Cho nên trong ba điều kiện trên, ta có thể chỉ cần nêu ra hai điều kiện cuối là đủ. Nghĩa là, một vật cân bằng dưới tác dụngr của 3 lực không song song thì ba lực đó phải đồng quy và có tổng các véc tơ lực bằng 0 là được.

- Cần phân biệt với điều kiện cân bằng của chất điểm. Với chất điểm thì yếu tố đồng quy là đương nhiên nên để chất điểm cân bằng thì chỉ cần điều kiện là tổng các véc tơ lực r bằng 0 là đủ. Trong khi với vật rắn có kích thước, chịu tác dụng của ba lực không song r song thì ngoài điều kiện tổng 3 véc tơ lực bằng 0 ra còn cần thêm điều kiện là chúng

3 Được viết bởi Nguyễn Văn Va. Tel: 0963.113.858. Xem nhiều hơn tại https://www.facebook.com/Nguyenvanva Địa chỉ: Xóm 8 - Liên Hòa - Quảng Yên – Quảng Ninh. Website/blog: http://vahanamok.blogspot.com

Chương 3: Cân

Tài liệu luyện thi môn Vật lý lớp 10

bằng và chuyển động của vật rắn

r

phải đồng quy. Vì nếu tổng 3 véc tơ lực bằng 0 nhưng ba lực không đồng quy thì vật sẽ chuyển động quay chứ không cân bằng.

VD: Xét một vật hình hộp cân bằng trên mặt phẳng nghiêng có ma sát. Ta thấy áp lực  N đặt tại A không phải là tâm của của diện tích tiếp xúc mà lệch về phía dưới (tại giao điểm của trọng lực và mặt phẳng nghiêng).

5.3 ĐIỀU KIỆN CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CÓ MẶT CHÂN ĐẾ a) Mặt chân đế là gì?

Mặt chân đế là đa giác lồi nhỏ nhất chứa tất cả các diện tích tiếp xúc. b) Điều kiện cân bằng của một vật có mặt chân đế là: Giá của trọng lực phải xuyên qua mặt chân đế hay trọng tâm phải “rơi” vào mặt chân đế.

Chú ý: Mức cân bằng của vật càng cao nếu mặt chân đế càng lớn và trọng tâm của vật càng thấp.

5.4 QUY TẮC HỢP LỰC SONG SONG. CÂN BẰNG CỦA VẬT RẮN DƯỚI TÁC DỤNG CỦA BA LỰC SONG SONG a) Thí nghiệm tìm hợp lực của hai lực song song B

B

D

D A

A C

C

(Hình 5.4a)

(Hình 5.4b)

- Thước AB treo vào hai sợi dây cao su đàn hồi. Hai chùm quả cân có trọng lượng P1 , P2 được treo ur uu r vào hai điểm O1 , O2 như hình vẽ (Hình 5.4a). Như vậy là có hai lực song song cùng chiều P1 , P2 tác dụng váo thước. Hai lực này làm cho hai dây cao su treo thước dãn ra. Khi thanh AB đã ở vị trí ổn định thì dùng một sợi dây CD để đánh dấu vị trí của thước.

4 Được viết bởi Nguyễn Văn Va. Tel: 0963.113.858. Xem nhiều hơn tại https://www.facebook.com/Nguyenvanva Địa chỉ: Xóm 8 - Liên Hòa - Quảng Yên – Quảng Ninh. Website/blog: http://vahanamok.blogspot.com

Chương 3: Cân

Tài liệu luyện thi môn Vật lý lớp 10

bằng và chuyển động của vật rắn

- Bỏ hai chùm quả cân P1 , P2 ra, lấy một chùm quả cân P , với P = P1 + P2 . Chùm này được treo tại điểm O (cần phải dò tìm vị trí điểm O) sao cho thước AB lại ở vị trí đúng như trước (đã đánh dấu bởi dây CD) như hình vẽ (Hình 5.4b). ur ur - Như vậy, P đặt tại O có tác dụng giống hệt như tác dụng đồng thời của hai lực: P1 đặt tại O1 và uu r ur uu r ur P2 đặt tại O2 . Vậy lực P đúng là hợp của hai lực song song P1 và P2 .

b) Quy tắc hợp hai lực song song cùng chiều: Từ kết quả thí nghiệm ta có kết luận sau  Hợp của hai lực song song cùng chiều là một lực có các đặc điểm sau: Đồng phẳng với hai lực đã cho.

Phương song song và cùng chiều với hai lực. Độ lớn bằng tổngđộ lớn của hai lực: F = F1 + F2.

Giá của hợp lực F chia trong đoạn thẳng nối hai giá của hai lực này thành những đoạn tỷ lệ nghịch với hai lực đó: F1 . l1 = F2 . l 2 hay F1 .d 1 = F2 .d 2

uu r uu r

uur

 Để tìm hợp lực của nhiều lực F1 , F2 ,..., Fn song song cùng chiều thì ta tìm hợp lực của uu r uu r uur uur uu r hai lực F1 và F2 được lực F12 ; rồi lại tìm hợp lực của hai lực F12 và F3 …và cứ tiếp tục uur uuuuu r như thế cho đến lực cuối cùng Fn . Hợp lực F12...n cuối cùng tìm được sẽ là một lực song song cùng chiều với các lực thành phần và có độ lớn bằng tổng độ lớn của các lực thành phần.  Lý giải về trọng tâm của vật rắn: Quy tắc hợp lực song song cùng chiều giúp ta hiểu rõ thêm về trọng tâm của một vật rắn có hình rạng bất kì. Thật vậy, bất kì một vật nào cũng có thể chia thành nhiều phần tử đủ nhỏ (để có thể coi là chất điểm), mỗi phần tử nhỏ này có một trọng lực nhỏ hướng thẳng đứng xuống dưới, các trọng lực nhỏ này tạo thành một hệ nhiều lực song song cùng chiều đặt lên vật. Điểm đặt của trọng lực (trọng tâm của vật) chính là điểm đặt của hợp lực này.

Trong giải toán, ta thường gặp yêu cầu tìm trọng tâm của vật phẳng, mỏng, có tiết diện đều. Ta thường chia vật đó thành các phần nhỏ hơn mà mỗi phần đều đó đều có dạng đối xứng, trọng tâm của mỗi phần nhỏ đó đều là tâm đối xứng của mỗi phần, trọng lực mỗi phần tỉ lệ thuận với diện tích mỗi phần. Rồi tìm hợp của các lực này ta sẽ tìm được điểm đặt trọng tâm của vật.

Ví dụ: Một bản kim loại phẳng, mỏng, đồng chất hình chữ T như hình vẽ (Hình a). Cho biết AB = CD = 60cm; EF = HQ = AD = BC = 20cm; EH = FQ = 100cm. Hãy xác định vị trí trọng tâm của bản.

5 Được viết bởi Nguyễn Văn Va. Tel: 0963.113.858. Xem nhiều hơn tại https://www.facebook.com/Nguyenvanva Địa chỉ: Xóm 8 - Liên Hòa - Quảng Yên – Quảng Ninh. Website/blog: http://vahanamok.blogspot.com

Chương 3: Cân

Tài liệu luyện thi môn Vật lý lớp 10

C

B

A

bằng và chuyển động của vật rắn

B

C

F

Q

F

Q

E

H

E

H

A

D

D (Hình b)

(Hình a)

Bài giải - Ta chia hình chữ T thành hai hình chữ nhật ABCD và EHQF (Hình b).

- Hình chữ nhật ABCD có trọng tâm là G1 (là giao của hai đường chéo) và có trọng lực là P1 . Hình chữ nhật EHQF có trọng tâm là G2 (là giao của hai đường chéo) và có trọng lực là P2 . Do bản kim loại là phẳng, mỏng và đồng chất nên: P1 S ABCD 60.20 3 = = = (1) và G1G2 = AD + EH = 55cm (2) P2 S EHQF 20.100 5 2

- Theo quy tắc tổng hợp hai lực song song cùng chiều ta có:

GG2 P1 = (3) GG1 P2

ì GG2 3 ì GG2 3 = = ìGG = 20, 625cm ï ï í 1 - Từ (1),(2),(3) ta được: í GG1 5  í GG1 5 ïG G = 55 ïGG + GG = 55 îGG2 = 34,375cm î 1 2 î 1 2 uu r uu r ur ur  Phân tích một lực thành hai lực F thành hai lực F1 và F2 song song với lực F tức uu r uu r ur là đi tìm hai lực F1 và F2 song song và có hợp lực là F . ur Có vô số cách phân tích một lực F đã cho. Tuy nhiên, trong từng bài toán, khi đã có uu r uu r những yếu tố được xác định, ví dụ điểm đặt của hai lực F1 và F2 đã cho, thì phải dựa vào

đó để chọn cách phân tích cho phù hợp.

Ví dụ: Một thanh sắt có trọng lượng F = 300 N được kê bởi hai giá đỡ O1 và O2 ở hai đầu. Trong tâm thanh sắt là G, có GO2 = 2.GO1 . Tính lực của thanh sắt đè lên mỗi giá đỡ.

O2

O1

G

Bài giải

uu r uu r ur Ta phân tích lực F thành hai lực F1 và F2 như hình vẽ, theo quy tắc ta phải có: ì F1 + F2 = F ì F1 + F2 = 300 ì F = 200 N ï ï í 1 í F1 GO2  í F1 î F2 = 100 N ï F = GO ï F =2 î 2 1 î 2 6 Được viết bởi Nguyễn Văn Va. Tel: 0963.113.858. Xem nhiều hơn tại https://www.facebook.com/Nguyenvanva Địa chỉ: Xóm 8 - Liên Hòa - Quảng Yên – Quảng Ninh. Website/blog: http://vahanamok.blogspot.com

Chương 3: Cân

Tài liệu luyện thi môn Vật lý lớp 10

bằng và chuyển động của vật rắn

c) Điều kiện cân bằng của một vật rắn chịu tác dụng của ba lực song song uu r uu r uu r  Điều kiện cân bằng của một vật rắn dưới tác dụng của 3 lực F1 , F2 , F3 song song là hợp lực của hai lực bất kì cân bằng với lực thứ ba. Như vậy, ba lực phải có các đặc điểm sau: Ba lực đó phải có giá đồng phẳng.

Lực ở trong phải ngược chiều với hai lực ở ngoài.

Hợp lực của hai lực ở ngoài phải cân bằng với lực ở trong.

d) Quy tắc hợp hai lực song song ngược chiều: - Phân tích để tìm ra quy tắc: Dựa vào điều kiện cân bằng của vật rắn uchịu tác dụng của 3 uu r uu r uu r uuu r u r uu r lực F1 , F2 , F3 song song, ta có thể suy ra rằng hợp lực F23 của hai lực F2 , F3 phải cân bằng uu r

với lực F1 .

a) Vật cân bằng chịu tác dụng của ba lực song song.

b) Tổng hợp hai lực song song ngược chiều ra lực . uu r uu r

uuu r

 Từ đây có thể thấy rằng, hợp hai lực F2 , F3 song song ngược chiều là một lực F23 có các đặc điểm sau: Đồng phẳng với hai lực.

Song song và cùng chiều với lực lớn hơn.

Có độ lớn bằng hiệu độ lớn hai lực: F23 = F3 - F2 .

Có giá chia ngoài khoảng hai lực (lệch gần lực lớn hơn): F2l2 = F3l3  F2 d 2 = F3d 3  Bằng quy tắc hợp hai lực song song ngược chiều cũng giúp ta tìm được trọng tâm của các vật phẳng, mỏng, đồng chất đặc biệt. (Phương pháp khối lượng âm) Ví dụ: Hãy xác định trọng tâm của một bản mỏng đồng chất hình tròn bán kính R bị khoét mất một mẩu hình tròn bán kính R /2 (Hình a) .

7 Được viết bởi Nguyễn Văn Va. Tel: 0963.113.858. Xem nhiều hơn tại https://www.facebook.com/Nguyenvanva Địa chỉ: Xóm 8 - Liên Hòa - Quảng Yên – Quảng Ninh. Website/blog: http://vahanamok.blogspot.com

Tài liệu luyện thi môn Vật lý lớp 10

Chương 3: Cân

bằng và chuyển động của vật rắn

(Hình b)

(Hình a)

Bài giải - Ta tưởng tượng lấp vào hình đã cho một miếng bằng đúng miếng đã khoét trước đó. Như vậy ta được một hình tròn đầy đủ với trọng lực P2 đặt tại G2 . Và để không thay đổi thì ta phải tác dụng một lực bằng đúng trọng lực P1 của miếng ta đã thêm vào tại tâm G1 của nó theo chiều thẳng đứng hướng lên (Hình b).

Như vậy, trọng lực của miếng ban bị khoét ban đầu, có thể coi là tổng hợp của hai lực song song, ngược chiều gồm: P1 đặt tại G1 và P2 đặt tại G2 .

- Theo quy tắc hợp hai lực song song, ngược chiều ta có: ì GG1 2R ì ì GG1 P2 =4 p R2 GG1 = ï ï = = ï ï GG2 ï 3 2 í í GG2 P1 p ( R / 2)  í ï GG - GG = G G ïGG - GG = R ï GG = R 2 1 2 î 1 2 1 2 ïî ïî 6 2

B. BÀI TẬP TỰ LUẬN CÂN BẰNG CỦA VẬT RẮN CHỊU TÁC DỤNG CỦA HAI LỰC HOẶC BA LỰC KHÔNG SONG SONG Bài 1.Đầu C của một thanh nhẹ CB được gắn vào một bức tường đứng thẳng, còn đầu B của thanh được treo vào một cái đinh O sao cho thanh BC nằm ngang (OB = 2CB). Một vật A có khối lượng m = 5kg được treo vào bằng dây BD. Hãy tính lực căng của dây OB, OD và lực nén lên thanh BC. Bỏ qua khối lượng của thanh BC. Lấy g = 10m / s 2 .

O

B C

D

Bài 2.Một vật khối lượng 500g nằm yên trên mặt nghiêng một góc a = 300 so với mặt ngang. Lấy g = 10m / s 2 .

8 Được viết bởi Nguyễn Văn Va. Tel: 0963.113.858. Xem nhiều hơn tại https://www.facebook.com/Nguyenvanva Địa chỉ: Xóm 8 - Liên Hòa - Quảng Yên – Quảng Ninh. Website/blog: http://vahanamok.blogspot.com

Chương 3: Cân

Tài liệu luyện thi môn Vật lý lớp 10

bằng và chuyển động của vật rắn

a) Tính độ lớn của lực ma sat giữa vật và mặt phẳng nghiêng. (Đs: 2,5N) b) Biế hệ số ma sát giữa vật và mặt phẳng nghiêng m n = 3 . Hỏi góc nghiêng cực đại bằng bao nhiêu để vật không bị trượt. (Đs: a max = 600 )

Bài 3.Một lò xo có độ cứng k=50N/m. Bỏ qua khối lượng lò xo và ma sát giữa vật và mặt phẳng nghiêng; lấy g = 10m / s 2 .

1. Chiều dài tự nhiên của lò xo l0 = 50cm . Treo một vật 200g vào đầu một lò xo (hình a). Hỏi chiều dài của lò xo khi treo vật là bao nhiêu? (Đs: 54cm) 2. Đặt vật đó trên một mặt nghiêng sao cho lò xo nằm dọc theo mặt phẳng nghiêng. Hệ nằm cân bằng. Góc nghiêng a = 300 (Hình b). a) Tính chiều dài của lò xo. b) Tính phản lực của mặt phẳng nghiêng lên vật. (Đs: 52cm; 3 N)

(Hình a)

(Hình b)

Bài 4.Viên bi nhỏ khối lượng m = 100g treo vào điểm cố định A nhờ dây AB và nằm trên mặt cầu nhẵn tâm O bán kính r = 10cm. Khoảng cách từ A đến mặt cầu là AC = d = 15cm; chiều dài dây AB = l = 20cm , đoạn OA thẳng đứng. Tìm lực căng của dây và lực do quả cầu nén lên mặt cầu. (Đs: 4N; 4N) A C B O

9 Được viết bởi Nguyễn Văn Va. Tel: 0963.113.858. Xem nhiều hơn tại https://www.facebook.com/Nguyenvanva Địa chỉ: Xóm 8 - Liên Hòa - Quảng Yên – Quảng Ninh. Website/blog: http://vahanamok.blogspot.com

Chương 3: Cân

Tài liệu luyện thi môn Vật lý lớp 10

bằng và chuyển động của vật rắn

Bài 5.Một quả cầu đồng chất có khối lượng 3 kg được treo vào tường bằng 1 sợi dây. Dây hợp với tường 1 góc a . Bỏ qua ma sát chỗ tiếp xúc giữa tường với quả cầu. Xác định lực căng dây và lực của tường tác dụng lên quả cầu. Lấy g = 10m / s 2 . Hãy giải bài toán trong hai trường hợp sau: a) a = 300 b) a = 200

Bài 6.Một thanh AB khối lượng 8 kg, dài 60cm được treo nằm ngang nhờ hai sợi dây dài

50cm như hình vẽ. Tính lực căng của dây treo và lực nén hoặc kéo thanh trong mỗi trường hợp. Lấy g = 10m/s2.

Bài 7.Các thanh nhẹ AB, AC nối nhau và với tường nhờ các bản lề (Hình 2). Tại A treo một vật khối lượng m=10kg. Lấy g = 10m / s 2 , cho a = 300 ; b = 600 . Tìm lực đàn hồi của các

thanh.

C K

H

A

B

(Hình 2)

N

M

(Hình 3)

Bài 8.Một thanh AB không đồng chất, có trọng lượng P=20N, chiều dài l=60cm, được treo lên một xà ngang nhờ hai dây MH và NK. Khi AB nằm ngang, người ta đo được a = 300 ; b = 600 như hình

vẽ (Hình 3). a) Xác định vị trí trọng tâm của thanh

b) Xác định lực căng của mỗi dây treo. (Đs: MG =45cm; 10N; 10 3N )

Bài 9.Vật B có trọng lượng P nằm trên một mặt phẳng không nhẵn có dạng phần tư cung

tròn và được giữ cân bằng nhờ lực kéo T đặt vào dây AB (coi kích thước của vật và ròng rọc là rất nhỏ tức là có thể coi như A º C , bán kính cung tròn là rất lớn). Biết hệ số ma sát giữa vật và cung tròn là m . Tính lực kéo T để vật đứng cân bằng. Cho rằng nếu không kéo dây vật sẽ trượt xuống dưới.

10 Được viết bởi Nguyễn Văn Va. Tel: 0963.113.858. Xem nhiều hơn tại https://www.facebook.com/Nguyenvanva Địa chỉ: Xóm 8 - Liên Hòa - Quảng Yên – Quảng Ninh. Website/blog: http://vahanamok.blogspot.com

Tài liệu luyện thi môn Vật lý lớp 10

Chương 3: Cân

bằng và chuyển động của vật rắn

Áp dụng bằng số P = 500g ; m = 0,02 ; a = 600 ; lấy g = 10m/s2.

Một ròng rọc nhỏ, treo một vật nặng A có khối lượng m = 2kg, được đỡ bằng sợi dây BCDE, có phần DE thẳng đứng còn phần BC nghiêng một góc a = 300 so với phương thẳng đứng. Do tác dụng của lực kéo F nằm ngang ròng rọc cân bằng. Tính độ lớn  của lực F và lực căng của dây. Bỏ qua khối lượng của ròng rọc. Lấy g = 10m/s2.

Bài 10.

Người ta treo một vật có khối lượng m = 5kg tại trung điểm C của dây AB hình vẽ. Tính lực căngcủa các đoạn dây CA, CB theo góc a . Xét trường hợp a = 300 và a = 350. Trường hợp nào dây dễ bị đứt hơn. Lấy g =10m/s2.

Bài 11.

Các thanh nhẹ AB và AC nối với nhau và với tường nhờ các bản lề. Người ta treo tại A một vật có khối lượng m = 20kg, khi đó các góc giữa các thanh với tường là a = 300 và b = 600. Tính lực đàn hồi của các thanh đó. Lấy g = 10m/s2.

Bài 12.

Thanh đồng chất OA đồng chất tiết diện đều có trọng lượng P quay được quanh điểm O và tựa tại điểm chính giữa B (của thanh OA) lên quả cầu đồng chất C có trọng lượng Q, bán kính R được treo vào trục O nhờ dây OD = R. Biết góc tạo bởi thanh OA và OD là a = 300. Tìm góc nghiêng  của dây OD với đường thẳng đứng khi hệ cân bằng.

Bỏ qua mọi ma sát. Áp dụng bằng số : P = 30N ; Q = 20N. Bài 13.

11 Được viết bởi Nguyễn Văn Va. Tel: 0963.113.858. Xem nhiều hơn tại https://www.facebook.com/Nguyenvanva Địa chỉ: Xóm 8 - Liên Hòa - Quảng Yên – Quảng Ninh. Website/blog: http://vahanamok.blogspot.com

Tài liệu luyện thi môn Vật lý lớp 10

Chương 3: Cân

bằng và chuyển động của vật rắn

Bài 14.

Một quả cầu khối lượng m = 6kg được giữ trên mặt phẳng nằm nghiêng một góc a nhờ một dây treo AB như hình vẽ. Cho biết lực căng của dây AB = 20 3 N. Tính góc b (của dây AB so với phương thẳng đứng) và lực nén của quả cầu lên mặt phẳng nghiêng.

Lấy g = 10m/s2 và bỏ qua mọi lực ma sát.

Hai quả cầu C1, C2 bán kính R1, R2 (R1 > R2) trọng lượng P1, P2 (P1 > P2) tựa vào nhau ở B và cùng được treo vào điểm O nhờ hai dây OA 1, OA2. Biết : OA1 + R1 = OA2 + R2 = R1 + R2. Tìm góc nghiêng  của OA1 với đường thẳng đứng khi thanh cân bằng.

Bài 15.

Một người có khối lượng m1 = 50kg đứng trên một tấm gỗ AB có khối lượng m2 =20kg được treo trên hai ròng rọc 1 và 2 nhờ hai sợi dây ac và bd như hình vẽ. Muốn cho tấm gỗ cân bằng nằm ngang người đó phải kéo dây d với một lực bằng bao nhiêu. Bỏ qua khối lượng các ròng rọc, dây và ma sát giữa chúng. Lấy g =10m/s2.

Bài 16.

Bài 17.

Hai hình trụ đông chất O1,O2 có khối lượng m1 = 10kg , m2 = 30kg tiếp xúc ở hai mặt phẳng nghiêng, trơn, vuông góc, nghiêng a = 600 . Tìm góc tạo bởi O1O2 và phương ngang, áp lực của các khối trụ lên mặt phẳng và áp lực tương tác giữa hai khối trụ. (Đs: 600 ; 173N; 200N; 173N) 12 Được viết bởi Nguyễn Văn Va. Tel: 0963.113.858. Xem nhiều hơn tại https://www.facebook.com/Nguyenvanva Địa chỉ: Xóm 8 - Liên Hòa - Quảng Yên – Quảng Ninh. Website/blog: http://vahanamok.blogspot.com

Chương 3: Cân

Tài liệu luyện thi môn Vật lý lớp 10

O1

bằng và chuyển động của vật rắn

O2

* Một vật có dạng khối hộp đáy vuông cạnh a =25cm chiều cao b = 50cm được đặt trên một mặt phẳng nghiêng góc a (Hình 4). Hệ số ma sát giữa vật và mặt nghiêng bằng m = 0, 6 .

Khi tăng dần góc a , vật sẽ trượt trước hay đổ trước? (ĐS: khi tăng dần góc nghiêng a vật sẽ đổ trước khi trượt).

Bài 18.

m = 2( kg) 30o (Hình 4)

(Hình 5)

Một vật có khối lượng m = 2 kg được giữ yên trên một mặt phẳng nghiêng bởi một sợi dây song song với đường dốc chính (Hình 5) . Biết góc nghiêng a = 30o , g = 9,8 m / s 2 và ma sát là không đáng kể. Hãy xác định: a. Lực căng của dây. b. Phản lực của mặt phẳng nghiêng lên vật.

Bài 19.

Hai mặt phẳng đỡ tạo với mặt phẳng nằm ngang các góc a ; b . Trên 2 mặt phẳng này đặt một quả cầu đồng chất có khối lượng 2 kg. Bỏ qua ma sát. Lấy g = 10m / s 2 .

Tính áp lực của quả cầu lên mỗi mặt phẳng đỡ là bao nhiêu? Hãy giải bài toán trong hai trường hợp sau: a) a = b = 450 b) a = 300 ; b = 600 c) a = 450 ; b = 600 Bài 20.

Một chiếc đèn được treo vào tường nhờ một sợi dây AB, người ta đặt một thanh chống nằm ngang để giữ cho đèn không đụng vào tường. Biết đèn có khối lượng 2 kg và dây hợp với phương nằm ngang một góc 450. Tính lực căng của các đoạn dây AB và phản lực của thanh. Lấy g = 9,8 m/s2.

Bài 22.

Cho một hệ vật gồm thanh sắt AC có khối lượng 2 kg nằm ngang, đầu A gắn vào tường nhờ một bản lề, đầu C được treo bằng 1 sợi dây không giãn. Góc hợp bởi dây và tường là 600. Tìm lực căng dây và áp lực tác dụng vào tường. Lấy g = 10m / s 2 .

Bài 21.

13 Được viết bởi Nguyễn Văn Va. Tel: 0963.113.858. Xem nhiều hơn tại https://www.facebook.com/Nguyenvanva Địa chỉ: Xóm 8 - Liên Hòa - Quảng Yên – Quảng Ninh. Website/blog: http://vahanamok.blogspot.com

Tài liệu luyện thi môn Vật lý lớp 10

Chương 3: Cân

bằng và chuyển động của vật rắn

Một vật có trọng lượng P=10N được treo cân bằng tại điểm O bằng 2 sợi dây, dây OA hợp với trần một góc 600 và OB nằm ngang. Độ lớn của lực căng T1 của dây OA và T2 của dây OB là bao nhiêu?

Bài 23.

QUY TẮC HỢP HAI LỰC SONG SONG, CÂN BẰNG CỦA VẬT RẮN CHỊU TÁC DỤNG BA LỰC SONG SONG uu r uur Bài 24.

Hai lực song song cùng chiều F1 ; F2 đặt tại hai điểm A, B. Biết F 1=2N; F2= 6 N ; AB = 4 cm . Xác định độ lớn hợp lực và vị trí điểm đặt của hợp lực. uu r uur Bài 25.

Hai lực F1 ; F2 song song cùng chiều đặt tại hai đầu thanh AB có hợp lực đặt tại O cách A 12 cm; cách B 8 cm và có độ lớn F = 10 N. Tìm F1; F2 = ?

Bài 26.

Hai người dùng một chiếc đòn để khiêng một giỏ trái cây nặng 700N. Điểm treo giỏ trái cây cách vai người thứ nhất 60cm và cách vai người thứ hai 40cm. Bỏ qua trọng lượng của đòn. Hỏi mỗi người phải chịu một lực là bao nhiêu?

Bài 27.

Hai người dùng một chiếc gậy để khiêng một vật nặng 1000N. Điểm treo vật cách vai người thứ nhất 60cm và cách vai người thứ hai 40cm. Bỏ qua trọng lượng của gậy.

Hỏi người thứ nhất và người thứ hai chịu lần lượt các lực F1 và F2 bằng bao nhiêu?

Một người gánh một thúng gạo nặng 300N và một thúng ngô nặng 200N. Đòn gánh dài 1m. Hỏi vai người đó phải đặt ở điểm cách thúng gạo một đoạn bằng bao nhiêu và phải chịu một lực bằng bao nhiêu? Bỏ qua trọng lượng của đòn gánh.

Bài 28.

Một tấm ván nặng 500 N được bắc qua một con mương . Trọng tâm của tấn ván cách điểm tựa A 2,5 m và cách điểm tựa B 1,5 m. Hỏi lực mà tấm ván tác dụng lên điểm mỗi điểm tựa bằng bao nhiêu?

Bài 30.

Một người đang quẩy trên vai một chiếc bị có trọng lượng 50N. Chiếc bị buộc ở đầu gậy cách vai 6 cm. Tay người giữ ở đầu kia cách vai 30 cm. Bỏ qua trọng lượng của gậy. a) Hãy tính lực giữ của tay. b) Nếu dịch chuyển gậy cho bị cách vai 30cm và tay cách vai 60cm, thì lực giữ bằng bao nhiêu?

Bài 29.

Bài 31. r r

r

a) Hai lực F1 , F2 song song cùng chiều đặt tại hai đầu thanh A,B có hợp lực F đặt tại O cách A là 12cm, cách B là 8cm và có độ lớn F = 10N. Tìm F1 , F2. r r

r

b) Hai lực F1 , F2 song song ngược chiều đặt tại A,B có hợp lực F đặt tại O cách A là 8cm, cách B là 2cm và có độ lớn F = 10,5N. Tìm F1 , F2.

Thanh nhẹ AB nằm ngang chiều dài 1m, chịu tác dụng của ba lực song song cùng chiều và vuông góc với thanh: F1 = 20 N ; F3 = 50 N ở hai đầu thanh và F2 = 30 N ở chính giữa thanh.

Bài 32.

a)Tìm độ lớn và điểm đặt của hợp lực.

14 Được viết bởi Nguyễn Văn Va. Tel: 0963.113.858. Xem nhiều hơn tại https://www.facebook.com/Nguyenvanva Địa chỉ: Xóm 8 - Liên Hòa - Quảng Yên – Quảng Ninh. Website/blog: http://vahanamok.blogspot.com

Chương 3: Cân

Tài liệu luyện thi môn Vật lý lớp 10

bằng và chuyển động của vật rắn

b) Suy ra vị trí đặt giá đỡ để thanh cân bằng và lực nén lên giá đỡ.

Bài 33.

Người ta đặt một thanh đồng chất AB, dài 90cm khối lượng m = 2kg, lên một giá đỡ tại O và móc vào hai đầu A, B của thanh hai trọng vật có khối lượng m1 = 4kg, m2 = 6kg. Xác định vị trí điểm O đặt giá đỡ để thanh nằm cân bằng.

Bài 34.

Một thanh đồng chất, tiết diện đều, trọng lượng P=1N, chiều dài AB = l , được đặt vào nằm ngang. Đầu A tì lên một giá đỡ, đầu B treo vào đầu một lực kế lò xo. Tại M cách A một đoạn AM =

l có treo một quả nặng khói lượng m1 = 500 g ; tại N cách A một 5

4l có treo một quả nặng khối lượng . Hỏi lực kế chỉ bao nhiêu ? Lấy g = 10m/s2.

5

đoạn AN = (Đs : 3,1N)

A

M

N B

Một thanh AB dài 1m khối lượng 5kg được đặt nằm ngang lên hai giá đỡ tại A và B. Người ta móc vào điểm B của thanh (AC = 6cm) một trọng vật có khối lượng 10kg.

Xác định lực nén lên hai giá đỡ. Lấy g = 10m/s2.

Bài 35.

Bài 36.

Thanh AB đồng chất, tiết diện đều có chiều dài l=2m, khối lượng m=3kg.

a) Thanh được treo trên dây tại điểm I và B ; AI=25cm. Tính các lực do dây treo tác dụng lên thanh (Hình a). b) Thanh được treo bằng một dây ở đầu B, đầu A tựa trên cạnh bàn. Tính các lực tác dụng lên thanh khi thanh cân bằng, biết a = 30o (Hình b). Tính lực ma sát do mép bàn lên thanhAB.

A

A I B B (Hình a)

(Hình b)

15 Được viết bởi Nguyễn Văn Va. Tel: 0963.113.858. Xem nhiều hơn tại https://www.facebook.com/Nguyenvanva Địa chỉ: Xóm 8 - Liên Hòa - Quảng Yên – Quảng Ninh. Website/blog: http://vahanamok.blogspot.com

Chương 3: Cân

Tài liệu luyện thi môn Vật lý lớp 10

bằng và chuyển động của vật rắn

Bài 37.

Có ba viên gạch giống nhau, được xếp chồng lên nhau sao cho một phần của viên gạch trên nhô ra khỏi viên gạch dưới. Hỏi mép phải của viên gạch trên cùng có thể nhô ra khỏi mép phải của viên gạch cuối cùng một đoạn cực đại bằng bao nhiêu ? Cho biết chiều dài viên gạch bằng 3l l . (Đs : ) 4 3 2 1 Bài 38.

Một thanh AB đồng chất, tiết diện đều, khối lượng m = 2kg tựa lên hai mặt phẳng nghiêng không ma sát, với các góc nghiêng a = 300 ; b = 600 . Biết giá của trọng lực của thanh đi qua giao tuyến O của hai mặt phẳng nghiêng. Lấy g = 10m/s2. Xác định áp lực của thanh lên mỗi mặt phẳng nghiêng. (Đs : 10N ; 17 3 N) B A O

Bài 39.

Hai bản kim loại phẳng, mỏng, đồng chất có dạng như hình vẽ. Xác định trọng tâm của bản mỏng.

3 cm

60cm 20cm

20cm

4 cm 2 cm

20cm

20cm

5 cm Bài 40.

Một bản kim loại phẳng, mỏng, đồng chất có dạng như hình vẽ. Cho biết : AB = 30cm, EF = 10cm, IM = 40cm, AD = 10cm, EH = 50cm, IK = 20cm. Xác định trọng tâm của bản mỏng.

Bài 41.

Hãy xác định khối tâm của một bản mỏng đồng chất hình tròn bán kính R bị khoét mất một mẩu hình vuông cạnh R/2 (với hình a) và một mẩu hình tròn bán kính R /2 (với hình b).

16 Được viết bởi Nguyễn Văn Va. Tel: 0963.113.858. Xem nhiều hơn tại https://www.facebook.com/Nguyenvanva Địa chỉ: Xóm 8 - Liên Hòa - Quảng Yên – Quảng Ninh. Website/blog: http://vahanamok.blogspot.com

Chương 3: Cân

Tài liệu luyện thi môn Vật lý lớp 10

(Hình a)

bằng và chuyển động của vật rắn

(Hình b)

Bài 42.

Hãy xác định khối tâm của một bản mỏng đồng chất hình vuông cạnh là a bị khoét mất một mẩu hình tròn đường kính là a/2 như 2 hình vẽ bên dưới.

(Hình a) Bài 43.

(Hình b)

Hãy xác định khối tâm của một bản phẳng, mỏng, đồng chất như các hình vẽ dưới.

9cm R/2 9cm R/4 18cm

Một bản mỏng đồng chất, đồng độ dày có dạng hình một tam giác đều ABC cạnh a = 20 cm. Hãy xác định vị trí trọng tâm bản này khi nó bị cắt đi một phần có dạng hình tam giác AGB, trong đó, G là trọng tâm tam giác ABC. Bài 44.

C

G A

B

Một quả cầu đồng chất tâm O bán kính R và một vật nặng m (xem như là chất điểm) đặt tại M cách tâm quả cầu một khoảng d = 2R, tương tác với nhau với một lực hấp dẫn có độ lớn F. Hỏi nếu khoét quả cầu đi một phần có dạng hình cầu tâm O' (nằm trên đoạn thẳng OM), bán kính r = R/2 và tiếp xúc trong với quả cầu ban đầu thì lực tương tác F' giữa quả cầu khoét và vật nặng bây giờ là bao nhiêu ?

Bài 45.

17 Được viết bởi Nguyễn Văn Va. Tel: 0963.113.858. Xem nhiều hơn tại https://www.facebook.com/Nguyenvanva Địa chỉ: Xóm 8 - Liên Hòa - Quảng Yên – Quảng Ninh. Website/blog: http://vahanamok.blogspot.com

Chương 3: Cân

Tài liệu luyện thi môn Vật lý lớp 10

bằng và chuyển động của vật rắn

C. BÀI TẬP TẮC NGHIỆM CÂN BẰNG VẬT CHỊU TÁC DỤNG CỦA HAI LỰC, BA LỰC KHÔNG SONG SONG Bài 1. Một vật hình hộp chữ nhật nằm cân bằng trên một mặt phẳng nghiêng. Trong các hình vẽ dưới đay, hình nào biểu diễn đúng các lực tác dụng lên vật ?

A.

B.

D.

C.

Bài 2. Cho vật cân bằng dưới tác dụng của 3 lực như hình vẽ. Phát biểu nào sau đây

KHÔNG ĐÚNG?    A. P cân bằng với hợp lực của N và T    B. N cân bằng với hợp lực của P và T   C. N = P = mg vì N cân bằng với P  D. P luôn có điểm đặt tại trọng tâm của vật.

 T

 N

 P

a

Bài 3. Một vật có trọng lượng 100 N đặt trên mặt phẳng nghiêng a = 30 thì vật đứng yên. Vậy lưc ma sát tác dụng lên vật là : a) 50 3 N b) 50N c) Đáp số khác d) Không xác định 0

Bài 4. Một quả cầu có trọng lượng P = 60N được treo vào tường nhờ một

sợi dây hợp với mặt tường một góc a = 30o. Bỏ qua ma sát ở chỗ tiếp xúc giữa quả cầu và tường. Tính lực căng của dây và phản lực của tường tác dụng lên quả cầu.

A. 40 3 N; 20 3 N B. 40 3 N; 30 3 N C. 60 3 N; 20 3 N D. 40N; 30N

a

Bài 5. Một ngọn đèn khối lượng m = 1,5kg được treo dưới trần nhà bằng một sợi dây. Dây

chỉ chịu được lực căng lớn nhất là 8N. Người ta đã treo đèn này bằng cách luồn sợi dây qua một cái móc của đèn và hai đầu dây được gắn chặt trên trần nhà. Khi đó hai nửa sợi dây có chiều dài bằng nhau và hợp với nhau một góc bằng 60 o. Hỏi lực căng của mỗi nửa sợi dây là bao nhiêu ? Cho g=10m/s2.

A. 10 3 N B. 5 3 N C. 15N D. 10N Bài 6. Hai mặt phẳng đỡ tạo với mặt phẳng nằm ngang một góc a = 450. Trên hai mặt phẳng đó người ta đặt một quả cầu đồng chất có khối lượng 2kg. Bỏ qua ma sát và lấy g = 10m/s2. Hỏi áp lực của quả cầu lên mỗi mặt phẳng đỡ bằng bao nhiêu?

A. 1,4N. B. 20N C. 28N. D. 14N. Bài 7. Một chất điểm đứng yên dưới tác dụng của ba lực: 4N, 5N và 6N. Nếu bỏ đi lực 6N thì hợp của hai lực còn lại bằng bao nhiêu?

18 Được viết bởi Nguyễn Văn Va. Tel: 0963.113.858. Xem nhiều hơn tại https://www.facebook.com/Nguyenvanva Địa chỉ: Xóm 8 - Liên Hòa - Quảng Yên – Quảng Ninh. Website/blog: http://vahanamok.blogspot.com

Tài liệu luyện thi môn Vật lý lớp 10

Chương 3: Cân

bằng và chuyển động của vật rắn

A. 9N B. 6N C. 1N D. Không xác định được Bài 8. Một quả cầu đồng chất có khối lượng 3kg được treo vào tường nhờ một sợi dây. Dây làm với tường một góc a = 200 (hình vẽ). Bỏ qua ma sát ở chỗ tiếp xúc của quả cầu với tường. Lấy g = 10m/s2. Lực căng T của dây là : A. 88N. B. 10N. C. 78N. D. 32N

a

QUY TẮC HỢP LỰC SONG SONG CÙNG CHIỀU Bài 9. Một người gánh hai thúng, một thúng gạo nặng 300N, một thúng ngô nặng 200N.

Đòn gánh dài 1,2m. Hỏi vai người ấy phải đặt ở điểm cách đầu có thúng gạo một đoạn bằng bao nhiêu để đòn gánh cân bằng và vai chịu một lực bằng bao nhiêu ? Bỏ qua trọng lượng của đòn gánh.

A. 0,80m; 500N B. 0,72m; 500N C. 0,40m; 500N D. 0,48m; 500N Bài 10. Hai lực song song cùng chiều và cách nhau một đoạn 0,2m. Nếu một trong hai lực có giá trị là 13N và hợp lực của chúng có đường tác dụng cách lực kia một đoạn 0,08m. Tính độ lớn hợp lực.

A. 32,5N B. 21,5N C. 19,5N D. 25,6N A G B Bài 11. Một tấm ván nặng 270N được bắc qua một con mương. Trọng tâm của tấm ván cách điểm tựa trái 0,80 m và cách điểm tựa phải là 1,60m. Hỏi lực mà tấm ván Hình 2 tác dụng lên điểm tựa bên trái là: A. 180N. B. 90N. C. 160N. D.80N. Bài 12. Thanh AC đồng chất có trọng lượng 4N, chiều dài 8cm. Biết quả cân P 1=10N treo

vào đầu A, quả cân P 2 treo vào đầu C. Trục quay cách A 2cm, hệ cân bằng. Hỏi P 2 có độ lớn là bao nhiêu?

A. 5N B. 4,5N C. 3,5N D. 2N Bài 13. Có 3 viên gạch giống nhau, mỗi viên có chiều dài L. Ba viên gạch này được xếp chồng lên nhau sao cho viên gạch trên đua ra một phần so với viên gạch dưới. Chiều dài lớn nhất của chồng gạch mà không bị đổ là A. 5L/4 B. 7L/4 C. 2L D. 1,5L Bài 14. Hai lực F1 và F2 song song, ngược chiều đặt tại hai đầu thanh AB có hợp lực F đặt tại

O cách A là 8 cm, cách B 2 cm và có độ lớn F = 10,5 N. Tìm F 1 và F2.

A. 3,5 N và 14 N B. 14 N và 3,5 N C. 7 N và 3,5 N D. 3,5 N và 7 N Bài 15. Người ta khoét một lỗ tròn bán kính R/2 trong một đĩa tròn đồng chất bán kính R.

Trọng tâm của phần còn lại cách tâm đĩa tròn lớn bao nhiêu ?

A. R/2 B. R/4 C. R/3 D. R/6 Bài 16. Cho một hệ gồm hai chất điểm m1=0,05kg đặt tại điểm P và m2=0,1kg đặt tại điểm Q. Cho PQ=15cm. Trọng tâm của hệ A. nằm ngoài khoảng PQ B. cách P một khoảng 10cm và cách Q một khoảng 5cm 19 Được viết bởi Nguyễn Văn Va. Tel: 0963.113.858. Xem nhiều hơn tại https://www.facebook.com/Nguyenvanva Địa chỉ: Xóm 8 - Liên Hòa - Quảng Yên – Quảng Ninh. Website/blog: http://vahanamok.blogspot.com

Tài liệu luyện thi môn Vật lý lớp 10

Chương 3: Cân

bằng và chuyển động của vật rắn

C. cách P một khoảng 5cm D. cách Q một khoảng 10cm Bài 17. Có ba quả cầu nhỏ đồng chất khối lượng m1, m2 và m3 được gắn theo thứ tự tại các điểm A, B và C trên một thanh AC hình trụ mảnh, cứng, có khối lượng không đáng kể, sao cho thanh xuyên qua tâm của các quả cầu. Biết m 1 = 2m2 = 2M và AB = BC. Để khối tâm của hệ nằm tại trung điểm của AB thì khối lượng m3 bằng 2M M .

B. M. C. D. 2M. 3 3 Bài 18. Có ba chất điểm 5kg, 4kg và 3kg được đặt trong hệ toạ độ 0xyz. Vật 5kg có toạ độ

A.

(0,0); 3kg có toạ độ (0,4); 4kg có toạ độ (3,0). Hỏi phải đặt vật 8kg ở đâu để khối tâm của hệ trùng với gốc toạ độ (0,0) A. x=1,5; y=1,5 B. x=-1,2; y=1,5 C. x=-1,5; y=-1,5 D. x=-2,1; y= 1,8 Bài 19. Chọn câu sai khi nói về trọng tâm của vật : a) Một vật rắn xác định chỉ có một trọng tâm b) Trọng tâm là điểm đặt trọng lực tác dụng vào vật. c) Vật có dạng hình học đối xứng thì trọng tâm là tâm đối xứng của vật. d) Nếu lực tác dụng có phương qua trọng tâm thì vật chuyển động tịnh tiến CÁC DẠNG CÂNG BẰNG – CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CÓ MẶT CHÂN ĐẾ Bài 20.Trong các vật sau vật nào có trọng tâm không nằm trên vật.

A. Mặt bàn học.

B. Cái tivi.

C. Chiếc nhẫn trơn.

D. Viên gạch.

Bài 21.Dạng cân bằng của nghệ sĩ xiếc đang đứng trên dây là : A. Cân bằng bền.

B. Cân bằng không bền.

C. Cân bằng phiến định.

D. Không thuộc dạng cân bằng nào cả.

Bài 22.Người làm xiếc đi trên dây thường cầm một cây gậy nặng để làm gì?

A. Để vừa đi vừa biểu diễn cho đẹp B. Để tăng lực ma sát giữa chân người và dây nên người không bi ngã C. Để điều chỉnh cho giá trọng lực của hệ (người và gậy) luôn đi qua dây nên người không bị ngã D. Để tăng mômen trọng lực của hệ (người và gậy) nên dễ điều chỉnh khi người mất thăng bằng Bài 23.Để tăng mức vững vàng của trạng thái cân bằng đối với xe cần cẩu người ta chế tạo: A. Xe có khối lượng lớn.

B. Xe có mặt chân đế rộng.

C. Xe có mặt chân đế rộng và trọng tâm thấp.

D. Xe có mặt chân đế rộng, và khối lượng lớn.

Bài 24.Chọn câu sai : a) Một vật chỉ có trạng thái cân bằng khi chịu tác dụng bởi cặp lực cân bằng b) Khi vật chịu tác dụng của một ngẫu lực, vật sẽ chuyển động quay c) Khi trọng tâm trùng với trục quay thì cân bằng của vật là cân bằng phiếm định d) Cân bằng của vật càng bền vững khi mặt chân đế càng rộng

20 Được viết bởi Nguyễn Văn Va. Tel: 0963.113.858. Xem nhiều hơn tại https://www.facebook.com/Nguyenvanva Địa chỉ: Xóm 8 - Liên Hòa - Quảng Yên – Quảng Ninh. Website/blog: http://vahanamok.blogspot.com

Chương 3: Cân

Tài liệu luyện thi môn Vật lý lớp 10

bằng và chuyển động của vật rắn

BÀI 2 : CÂN BẰNG CỦA VẬT RẮN CÓ CHUYỂN ĐỘNG QUAY QUANH MỘT TRỤC. CÂN BẰNG TỔNG QUÁT CỦA VẬT RẮN 1. MÔMEN CỦA LỰC a) Cánh tay đòn của lực là gì ?

Cánh tay đòn của một lực đối với một trục quy là khoảng cách từ giá của lực tới trục quay đó. b) Mômen của mộturlực là gì ? ur Xét một lực F trong mặt phẳng vuông góc với trục quay Oz. Mômen của lực F đối với trục quay là đại lượng đặc trưng cho tác dụng làm quay của lực quanh trục ấy và được đo bằng tích độ lớn của lực với cánh tay đòn. (Hình a) M = F .d

Đơn vị của mômen lực là: N.m z

z

O

u r

u r F

O d

d

(Hình a)

uu r F F2 u u r F1

(Hình b)

Chú ý: ur Nếu lực F không nằm trong mặt phẳng vuông góc với trục quay thì bao giờ ta cũng phân tích lực lực đó thành 2 thành phần (Hình b): uu r  Thành phần F1 nằm trong mặt phẳng vuông góc với trục quay, có tác dụng làm vật quay quanh trục Oz. uu r  Thành phần F2 / / Oz , thành phần này sẽ bị một phản lực do trục quay sinh ra để triệt tiêu nếu trục quay được giữ cố định.

2. ĐIỀU KIỆN CÂN BẰNG CỦA VẬT RẮN CÓ TRỤC QUY CỐ ĐỊNH (Còn gọi là quy tắc mô men) Tổng mô men của các lực có khuynh hướng làm vật quay theo một chiều phải bằng tổng mô men của các lực có khuynh hướng làm vật quay theo chiều ngược lại.

M

xuoi

=  M nguoc

3. ĐIỀU KIỆN CÂN BẰNG TỔNG QUÁT CỦA VẬT RẮN Trong trường hợp môt vật rắn không có trục quay cố định chịu nhiều lực tác dụng thì nó sẽ vừa chuyển động tịnh tuyến vừa quay. Muốn cho vật lức đầu đứng yên vẫn tiếp tục đứng yên thì hệ lực tác dụng vào vật phải không gây ra cả chuyển động tịnh tiến lẫn chuyển động quay cho vật. Vì thế, điều kiện cân bằng tổng quát của vật rắn phải là sự kết hợp hai điều kiện cân bằng cho hai trường hợp riêng ở phần trên. Cụ thể là:

21 Được viết bởi Nguyễn Văn Va. Tel: 0963.113.858. Xem nhiều hơn tại https://www.facebook.com/Nguyenvanva Địa chỉ: Xóm 8 - Liên Hòa - Quảng Yên – Quảng Ninh. Website/blog: http://vahanamok.blogspot.com

Tài liệu luyện thi môn Vật lý lớp 10

Chương 3: Cân

bằng và chuyển động của vật rắn

ur r ìSFx = 0 ì ï1.  F = 0  í í îSFy = 0 ï 2. M = M î  xuoi  nguoc

Chú ý: ur r  Nếu chỉ điều kiện (1) (  F = 0 ) được thỏa mãn thì vật chỉ tham gia chuyển động quay mà không có chuyển động tịnh tiến.  Nếu chỉ điều kiện (2) (  M xuoi =  M nguoc ) được thỏa mãn thì vật chỉ tham gia chuyển động tịnh tiến mà không có chuyển động quay.  Nếu cả hai điều kiện trên cùng không được thỏa mãn thì vật vừa tham gia chuyển động quay và vừa chuyển động tịnh tiến.  Quy tắc momen lực còn áp dụng cho cả trường hợp vật không có trục quay cố định mà có trục quay tức thời.

4. NGẪU LỰC a) Ngẫu lực là gì: Hai lực song song, ngược chiều, có độ lớn bằng nhau và cúng tác dụng vào một vật gọi là ngẫu lực.

Chú ý: Áp dụng quy tắc hợp hai lực song song ngược chiều, ta không thể tìm được hợp của hai lực này.

Nói một cách khác là không thể tìm được một lực duy nhất có tác dụng giống như hai lực này. b) Tác dụng của ngẫu lực lên một vật rắn không có trục quay cố định Thí nghiệm và lý thuyết đều cho hấy, nếu vật chỉ chịu tác dụng của ngẫu lực thì nó sẽ quay quanh một trục đi qua trọng tâm và vuông góc với mặt phẳng chứa ngẫu lực.

Trong chuyển động này, xu hướng chuyển động li tâm của các phần ở ngược phía đối với trọng tâm sẽ triệt tiêu nhau nên trọng tâm đứng yên. Chính vì vậy, trục quay đi qua trọng tâm sẽ không chịu tác dụng lực.

Chú ý: Như vậy, ngẫu lực tác dụng vào một vật chỉ làm cho vật chuyển động quay chứ không chuyển động tịnh tiến (nghĩa là khối tâm của vật không chuyển động). c) Tác dụng của ngẫu lực lên một vật rắn có trục quay cố định Dưới tác dụng của ngẫu lực vật sẽ chuyển động quay quanh trục cố định đó. Nếu trục quay không đi qua trọng tâm của vật thì trọng tâm của vật sẽ chuyển động tròn quanh trục quay. Khi ấy, vật có xu hướng chuyển động li tâm nên sẽ tác dụng lực vào trục quay làm trục quay biến dạng. Nếu vật chuyển động càng nhanh, xu hướng chuyển động li tâm càng lớn, thì trục quay bị biến dạng càng nhiều và có thể gãy.

Vì vậy, khi chế tạo các bộ phận chuyển động quay của máy móc (như bánh đà, bánh xe…) thì phải làm cho trục quay đi qua trọng tâm một cách chính xác nhất. d) Mô men của ngẫu lực ? Hãy tính mô men của ngẫu lực với trục quay vuông góc với mặt phẳng ngẫu lực tại O (Hình vẽ) ? Mô men ngẫu lực có phụ thuộc vị trí trục quay hay không (trục quay vuông góc với mặt phẳng ngẫu lực).

22 Được viết bởi Nguyễn Văn Va. Tel: 0963.113.858. Xem nhiều hơn tại https://www.facebook.com/Nguyenvanva Địa chỉ: Xóm 8 - Liên Hòa - Quảng Yên – Quảng Ninh. Website/blog: http://vahanamok.blogspot.com

Chương 3: Cân

Tài liệu luyện thi môn Vật lý lớp 10

bằng và chuyển động của vật rắn

M = d1 F + d 2 F = F (d1 + d 2 ) hay M = F .d

 F: là độ lớn của mỗi lực (N).  d: là khoảng cách giữa hai giá của hai lực và được gọi là cánh tay đòn của ngẫu lực (m).  M: là mô men của ngẫu lực, có giá trị không phụ thuộc vào vị trí trục quay vuông góc với mặt phẳng chứa ngẫu lực (N.m).

O

B. BÀI TẬP TỰ LUẬN MOMEN LỰC, CÂN BẰNG CỦA VẬT RẮN CÓ TRỤC QUAY CỐ ĐỊNH, CÂN BẰNG TỔNG QUÁT CỦA VẬT RẮN Bài 46. Đặt một thanh AB dài 5m có khối lượng 20 kg tại đỉnh O cách A một đoạn 1,2 m. Phải tác dụng một lực bằng bao nhiêu ở vị trí điểm A để có thể giữ thanh thăng bằng?

Lấy g=10m/s2 Tính mô men của ngẫu lực trong mỗi hình dưới đây. Cho F1 = F2 = 10 N ; AB=20cm; a = 300 .

Bài 47.

A

A

B B

Một thanh chắn đường dài 7,8m có trọng lượng 2100N và trọng tâm ở cách đầu bên trái 1,2m. Thanh có thể quay quanh một trục nằm ngang ở cách đầu bên trái 1,5m.

Hỏi phải tác dụng vào đầu bên phải một lực bằng bao nhiêu để giữ thanh ấy nằm ngang?

Bài 49.

Một người nâng một tấm gỗ đồng chất , tiết diện đều ,trọng lượng 200N .

Người ấy tác dụng lực F vào đầu trên của tấm gỗ để giữ cho nó hợp với mặt đất góc 30 0.

Tính độ lớn của lực trong hai trường hợp: a) Lực F vuông góc với tấm gỗ b) Lực F hướng thẳng đứng lên trên.

Bài 50.

Thanh nhẹ OA có thể quay tự do quanh O. Tại đầu A tác dụng lực F2 = 2N có hướng thẳng đứng xuống dưới và tại M tác dụng lực F1 hợp với thanh góc 300 thì thanh OA nằm ngang cân bằng. Biết OM = 10cm, MA = 40cm. a) Tính momen lực F2 đối với trục quay O b) Tính độ lớn của lực F1.

Bài 48.

Có một đòn bẩy ban đầu cân bằng. Đầu A của đòn bẩy treo một vật có trọng lượng 30N. Chiều dài đòn bẩy là 50cm. Khoảng cách từ đầu A đến trục quay O là 20 cm.

Bài 51.

23 Được viết bởi Nguyễn Văn Va. Tel: 0963.113.858. Xem nhiều hơn tại https://www.facebook.com/Nguyenvanva Địa chỉ: Xóm 8 - Liên Hòa - Quảng Yên – Quảng Ninh. Website/blog: http://vahanamok.blogspot.com

Chương 3: Cân

Tài liệu luyện thi môn Vật lý lớp 10

bằng và chuyển động của vật rắn

Vậy đầu B của đòn bẩy phải treo một vật khác có trọng lượng là bao nhiêu để đòn bẩy cân bằng như ban đầu?

Bài 52. Đặt một thanh AB dài 4m có khối lượng 10 kg lên đỉnh O cách A một đoạn 1 m. Ở vị trí của A đặt thêm một vật nặng 20 kg. Phải tác dụng một lực bằng bao nhiêu ở vị trí điểm B để có thể giữ thanh thăng bằng? Lấy g=10m/s2.

Bài 53.

Một thanh AB đồng chất tiết diện thẳng dài 1,5 m được đặt lên một giá đỡ. Tác dụng vào 2 đầu A và B lần lượt 2 lực có độ lớn FA = 10 N và FB = 20 N theo phương hướng thẳng đứng xuống dưới. Phải đặt thanh AB lên giá đỡ ở vị trí nào để thanh AB nằm cân bằng?(bỏ qua trọng lượng của thanh) Bài 54.

Một thanh AB thẳng dài 3 m, đồng chất tiết diện đều được treo lên một sợi dây tại vị trí O cách đầu A 1 m. Treo vào đầu A một vật có khối lượng m A = 20 kg. Để cho thanh AB nằm cân bằng thì phải treo vào đầu B một vật có khối lượng bằng bao nhiêu? Bỏ qua khối lượng của thanh.

Bài 55.

Một người dùng chiếc gậy thẳng dài 1 m để bẩy một hòn đá nặng 50 kg, gậy được đặt lên điểm tựa cách hòn đá 20 cm. Tính độ lớn tối thiểu mà người cần thực hiện để có thể nâng hòn đá lên. Lấy g = 9,8 m/s2. Bỏ qua khối lượng của gậy.

Bài 56.

Một người nâng một đầu của một thanh gỗ thẳng, đồng chất tiết diện đều dài l, có khối lượng 30 kg lên cao hợp với phương nằm ngang một góc α = 300. Lấy g = 9,8 m/s2. Tính độ lớn của  lực nâng F của người đó trong các trường hợp sau:   a) Lực F vuông góc với mặt phẳng tấm gỗ. b) Lực F hướng thẳng đứng lên trên.

Bài 57.

Một chiếc thang chiều dài đầu dưới đặt trên sàn nằm ngang, đầu trên dựa vào tường thẳng đứng nhẵn (bỏ qua ma sát giữa thang và tường). Ở trạng thái đứng yên ban đầu, thang hợp với tường một góc α = 300. a) Tính các lực tác dụng vào thang. Biết thang có khối lượng 10 kg và trọng tâm của thang ở chính giữa thang; lấy g = 10 m/s2; b) Biết hệ số ma sát nghỉ cực đại giữa thang và sàn là μ = 0,5. Hãy tìm giá trị góc cực đại hợp bởi thang và tường (αmax) để thang không trượt.

Bài 58.

Một thanh dài OA, đồng chất, tiết diện đều có khối lượng 1kg. Một đầu O của thanh liên kết với thường bằng một bản lề, còn đầu A được treo vào tường bằng một dây AB (bỏ qua khối lượng dây này). Cho a = 300 và lấy g = 10m / s 2 . a) Tính lực căng của dây AB. b) Tính phản lực của tường lên đầu O và góc mà phản lực này tạo với phương ngang.

B

A O Bài 59. Đầu C của một thanh CB đồng chất, tiết diện đều được gắn vào một bức tường đứng thẳng, còn đầu B của thanh được treo vào một cái đinh O sao cho thanh BC nằm ngang. Cho 2 a = 450 . Một vật có khối lượng m = 5kg được treo vào bằng dây BD. Lấy g = 10m / s . a) Hãy tính lực căng của dây OB, OD và lực nén lên thanh BC. Bỏ qua khối lượng của thanh BC. b) Tính phản lực của tường lên thanh.

24 Được viết bởi Nguyễn Văn Va. Tel: 0963.113.858. Xem nhiều hơn tại https://www.facebook.com/Nguyenvanva Địa chỉ: Xóm 8 - Liên Hòa - Quảng Yên – Quảng Ninh. Website/blog: http://vahanamok.blogspot.com

Chương 3: Cân

Tài liệu luyện thi môn Vật lý lớp 10

bằng và chuyển động của vật rắn

Hãy giải bài toán trong hai trường hợp: Trường hợp thanh BC nhẹ và trường hợp thanh BC có khối lượng m’=2kg.

O

B C

D

Một dây phơi căng ngang tác dụng một lực T1 = 200 N lên cột thẳng đứng. a) Tính lực căng dây T2 của dây chống. Cho a = 300 . Lấy g = 10m / s 2 . b) Tính áp lực của cột vào mặt đất trong hai trường hợp: Trường hợp 1: bỏ qua khối lượng cột; Trường hợp 2: cho khối lượng cột là 50kg.

Bài 60.

O Bài 61. Để đẩy một con lăn nặng, bán kính R lên bậc thềm, người ta đặt vào nó một ur lực F theo phương ngang hướng đến trục (Hình vẽ). Lực này có độ lớn bằng trọng lực của

con lăn. Hãy xác định độ cao tối đa của bậc thềm.

Ba khối trụ cùng trọng lượng 120N giống nhau đặt nằm như hình vẽ. Tính lực nén của mỗi ống dưới lên đất và lên tường giữ chúng. Bỏ qua ma sát.

Bài 62.

25 Được viết bởi Nguyễn Văn Va. Tel: 0963.113.858. Xem nhiều hơn tại https://www.facebook.com/Nguyenvanva Địa chỉ: Xóm 8 - Liên Hòa - Quảng Yên – Quảng Ninh. Website/blog: http://vahanamok.blogspot.com

Chương 3: Cân

Tài liệu luyện thi môn Vật lý lớp 10

bằng và chuyển động của vật rắn

Bài 25. Thanh AB chiều dài l=10m, khối lượng m=200kg đặt trên hai giá đỡ C và D; AC=2m; BD = 3m. Hai vật nặng m1 = 800kg ; m2 = 300kg treo tại E và A; AE = 3m. Tính lực

mà giá đỡ tác dụng lên thanh.

A

C

E

D

B

Bài 26. Một trụ tròn, đồng chất, trọng lượng 40N đặt thẳng đứng trên mặt phẳng nghiêng, góc a = 300 . Trụ cân bằng nhờ dây nối AB (Hình vẽ). Biết giữa trụ và mặt phẳng nghiêng có

ma sát. Tìm lực căng của dây AB. B

A

Cho hệ thống như hình vẽ. Vật A có khối lượng m 1 = 6kg, đặt trên mặt phẳng nghiêng góc a = 300, vật B có khối lượng m2 = 2kg và vật C có khối lượng m 3. Tính khối lượng vật C và lực nén của vật A lên mặt phẳng nghiêng. Lấy g = 10m/s 2. Biết hệ thống cân bằng và bỏ qua mọi ma sát.

Bài 63.

Bài 64. *Bán cầu đồng chất khối lượng 100g. Trên mép bán cầu đặt một vật nhỏ khối lượng 7,5g. Hỏi mặt phẳng của bán cầu sẽ nghiêng góc a bao nhiêu khi có cân bằng, biết rằng trọng tâm bán cầu ở cách mặt bán cầu một đoạn 3R / 8 (R là bán kính mặt cầu). (Đs: a » 110 )

26 Được viết bởi Nguyễn Văn Va. Tel: 0963.113.858. Xem nhiều hơn tại https://www.facebook.com/Nguyenvanva Địa chỉ: Xóm 8 - Liên Hòa - Quảng Yên – Quảng Ninh. Website/blog: http://vahanamok.blogspot.com

Chương 3: Cân

Tài liệu luyện thi môn Vật lý lớp 10

bằng và chuyển động của vật rắn

*Trên mặt bàn nằm ngang có một bán trụ cố định bán kính R. Trong mặt phẳng thẳng đứng vuông góc với trục O của bán trụ ( mặt phẳng hình vẽ ) có một thanh đồng chất A chiều dài bằng R tựa đầu A lên bán trụ, đầu ở trên mặt bàn. Trọng lượng của thanh là P. Không có ma sát giữa bán trụ và thanh. Hệ số ma sát giữa mặt bàn và thanh là k = 3 /3.

Góc a phải thoả mãn điều kiện gì để thanh ở trạng thái cân bằng? (Đs: a ³ 300 ) Bài 65.

* Một thanh AB dài 22m khối lượng m=2kg được giữ nghiêng một góc a trên mặt sàn nằm ngang bằng một sợi dây nằm ngang BC dài 22m nối đầu B của thanh với một bức tường đứng thẳng; đầu A của thanh tựa lên mặt sàn (Hình 6). Hệ số ma sát giữa thanh và mặt sàn bằng 3 / 2 . a) Tìm các giá trị của a để thanh có thể cân bằng. (Đs: a ³ 300 ) b) Tính các lực tác dụng lên thanh và khoảng cách AD từ đầu A của thanh đến góc tường D khi a = 450 . Lấy g = 10m / s 2 . (Đs: Fms = T = 10 N ; N = P = 20 N ; AD = 0,59 m ) Bài 66.

C

D

B

A

(Hình 6)

A

C

B

(Hình 7)

Một thanh gỗ AB đồng chất, tiết diện đều, khối lượng m=3kg được dựa vào tường. Do tường và sàn đều không có ma sát nên người ta phải dung một dây buộc đầu dưới Bài 67.

B của thanh vào chân tường để giữ cho thanh đứng yên (Hình 7). Cho biết CA = CB

3 và 2

lấy g = 10m / s 2 . Xác định lực căng của dây.

27 Được viết bởi Nguyễn Văn Va. Tel: 0963.113.858. Xem nhiều hơn tại https://www.facebook.com/Nguyenvanva Địa chỉ: Xóm 8 - Liên Hòa - Quảng Yên – Quảng Ninh. Website/blog: http://vahanamok.blogspot.com

Chương 3: Cân

Tài liệu luyện thi môn Vật lý lớp 10

bằng và chuyển động của vật rắn

µ = 600 treo cân bằng trên dây AD. Tính Bài 68.

Thanh đồng chất ABC có tiết diện nhỏ, B góc a tạo bởi BC và phương ngang biết BC = 2AB. (Đs: a » 190 

D A B C Bài 69. *Một thanh AB đồng chất khối lượng m = 20kg dựa vào tường trơn nhẵn dưới góc nghiêng a . Hệ số ma sát giữa thang và sàn là k = 0, 6 . a) Thang đứng yên cân bằng, tìm các lực tác dụng lên thang khi a = 450 . (Đs: 100N; 200N) b) Tìm các giá trị của a để thang đứng yên không trượt trên sàn. (Đs: a ³ 400 ) c) Một người có khối luợng m = 40kg leo lên thang khi a = 450 . Hỏi người này lên tới vị trí M nào trên thang thì thang sẽ bị trượt. Biết thang dài l = 2m. Lấy g = 10m / s 2 .

B

A

ur Bài 70. *Thanh OA nhẹ mắc bản lề với tường ở O và chịu lực thẳng đứng P tại A. Để giữ thanh nằm ngang ta dùng dây BC. Biết OB = 2AB. Tính sức căng dây và phản lực bản lề khi dây BC nghiêng góc a = 300 với thanh. (Đs: T=3P; phản lực R = P 7 )

C

O

B

A

Bài 71. *Một thang dựa vào bức tường thẳng đứng, chân của nó nằm trên sàn nhà phẳng nằm ngang. Khối tâm của thang nằm chính giữa chiều dài của nó. Biết hệ số ma sát giữa thang với tường là m1 = 0,5 với sàn là m 2 = 0, 4 . Hãy xác định xem góc nghiêng nhỏ nhất của thang so với phương ngang để thang vẫn còn đứng cân bằng. (Đs: a ³ 450 ) 28 Được viết bởi Nguyễn Văn Va. Tel: 0963.113.858. Xem nhiều hơn tại https://www.facebook.com/Nguyenvanva Địa chỉ: Xóm 8 - Liên Hòa - Quảng Yên – Quảng Ninh. Website/blog: http://vahanamok.blogspot.com

Chương 3: Cân

Tài liệu luyện thi môn Vật lý lớp 10

bằng và chuyển động của vật rắn

A

B

C. BÀI TẬP TẮC NGHIỆM CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CÓ TRỤC QUAY CỐ ĐỊNH – MOMEN LỰC

1) Một thanh sắt dài đồng chất, tiết diện đều được đặt trên mặt bàn sao cho 1/4 chiều dài của nó nhô ra khỏi mặt bàn (hình 3.7). Tác dụng vào đầu nhô ra một lực F hướng thẳng đứng xuống dưới. Khi lực tác dụng đạt tới giá trị 60N thì đầu kia của thanh sắt bắt đầu bênh lên. Hỏi trọng lượng của thanh sắt là A. 240N B. 30N C. 120N D. 60N

A

O

B r F

Hình 3.7

B O 1) Có đòn bẩy như hình vẽ. Đầu A của đòn bẩy A treo một vật có trọng lượng 30 N. Chiều dài đòn bẩy dài 50 cm. Khoảng cách từ đầu A đến trục quay O là 20 cm. Vậy đầu B của đòn bẩy phải treo một vật khác có trọng lượng là bao nhiêu để đòn bẩy cân bằng như ban đầu?

A.15 N B. 20 N C. 25 N D. 30 N 2) Một vật có trục quay cố định, chịu tác dụng của 1 lực F thì A. Vật chuyển động quay B. Vật vừa quay vừa tịnh tiến C. Vật đứng yên D. Vật chuyển động quay khi giá của lực không đi qua trục quay 3) Một vật rắn chịu tác dụng của một lực F. Chuyển động của vật là chuyển động : A. Tịnh tiến B. Quay C. Vừa quay vừa tịnh tiến.

D. Không xác định.

4) Đơn vị của mô men ngẫu lực là : A. N/m B. N.m C. N/m2 D. Không có.

5) Một thanh AB có trọng lượng 150N có trọng tâm A G G chia đoạn AB theo tỉ lệ BG = 2 AG. Thanh AB được T treo lên trần bằng dây nhẹ, không giãn (Hình bên). Cho P B góc a = 300. Tính lực căng dây T? A. 75N. B. 100N. C. 150N. D. 50N. 6) Một cái xà nằm ngang chiều dai 10m trọng lượng 200N, Một đầu xà gắn vào tường đầu kia được giữ bằng sợi dây làm với phương nằm ngang góc 600 Sức căng của sợi dây là A. 200N B. 100N C. 115,6N D. 173N

a

29 Được viết bởi Nguyễn Văn Va. Tel: 0963.113.858. Xem nhiều hơn tại https://www.facebook.com/Nguyenvanva Địa chỉ: Xóm 8 - Liên Hòa - Quảng Yên – Quảng Ninh. Website/blog: http://vahanamok.blogspot.com

Tài liệu luyện thi môn Vật lý lớp 10

Chương 3: Cân

bằng và chuyển động của vật rắn

7) Thanh OA có khối lượng không đáng kể, chiều dài 20cm, quay dễ dàng quanh trục nằm ngang O. Một lò xo gắn vào điểm C C. Người ta tác dụng vào đầu A của thanh một lực F = 20N, hướng thẳng đứng xuống dưới (hình 3.4). Khi thanh ở trạng thái )a cân bằng, lò xo vuông góc với OA, và OA làm thành một góc a O Hình 3.4 = 30o so với đường nằm ngang. a) Tính phản lực N của lò xo.

A. 10 3 N B. 20 3 N C. 15N D. 30N b) Tính độ cứng k của lò xo, biết lò xo ngắn đi 8cm so với lúc không bị nén.

A. 150 3 N/m B. 350N C. 250 3 N/m D. 450N 8) Tác dụng một lực F có giá đi qua trọng tâm của một vật thì vật đó sẽ : A. Chuyển động tịnh tiến.

C. Vừa quay vừa tịnh tiến.

A

r F

B. Chuyển động quay.

D. Chuyển động tròn đều.

NGẪU LỰC 9)

Một vật không có trục quay cố định khi chịu tác dụng của ngẫu lực thì sẽ : A. Chỉ chuyển động tịnh tiến.

B. Chỉ chuyển động quay.

C. Có thể vừa quay, vừa tịnh tiến.

D. Cân bằng.

10) Hai lực của ngẫu lực có độ lớn 6N, khoảng cách giữa hai giá của ngẫu lực là 15cm.

Mômen ngẫu lực là: A. 90Nm B. 4Nm C. 0,9Nm D. 9Nm 11) Một vật rắn phẳng mỏng dạng một tam giác đều ABC, cạnh a = 20cm. Người ta tác dụng vào một ngẫu lực nằm trong mặt phẳng của tam giác. Các lực có độ lớn 8N và đặt vào hai đỉnh A và C và song song với BC. Momen của ngẫu lực là: A. 13,8 Nm B. 1,38 Nm C. 13,8.10-2Nm D. 1,38.10-3Nm 12) Một vật đang quay quanh một trục với tốc độ góc  = 6,28 rad/s (bỏ qua ma sát). Nếu mômen lực tác dụng lên nó mất đi thì: A. vật dừng lại ngay.

B. vật đổi chiều quay.

C. vật quay đều với tốc độ góc  = 6,28 rad/s.

D. vật quay chậm dần rồi dừng lại.

13) Để có mômen của một vật có trục quay cố định là 10 Nm thì cần phải tác dụng vào vật một lực bằng bao nhiêu? Biết khoảng cách từ giá của lực đến tâm quay là 20cm.

A. 0.5 (N).

B. 50 (N).

C. 200 (N).

D. 20(N) 14) Chọn câu sai : A. Khi giá của lực đi qua trục quay (cố định) thì vật cân bằng.

B. Mô men ngẫu lực phụ thuộc vào vị trí trục quay.

C. Đơn vị của mô men ngẫu lực là N.m D. Mô men của lực tuỳ thuộc vào cánh tay đòn của lực.

15) Cánh tay đòn của ngẫu lực là khoảng cách : A. Từ trục quay đến giá của lực.

B. Giữa 2 giá của hai lực.

C. Giữa 2 điểm đặt của ngẫu lực.

D. Từ trục quay đến điểm đặt của lực.

30 Được viết bởi Nguyễn Văn Va. Tel: 0963.113.858. Xem nhiều hơn tại https://www.facebook.com/Nguyenvanva Địa chỉ: Xóm 8 - Liên Hòa - Quảng Yên – Quảng Ninh. Website/blog: http://vahanamok.blogspot.com